DNA重组技术的基本工具(36)utv

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,复习,1,、生物体的遗传物质是什么？,生物体遗传的基本单位是什么？,2,、为什么生物界的各种生物间的,性状有如此大的差别呢？,3,、生物的性状是怎样表达的？,基因工程的产物：,多彩小鱼,转基因小鼠,转基因小猪,辣椒香蕉,蓝色玫瑰,黑籽番茄,专题一基因工程,基因工程的概念：,基因工程又叫,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。该技术是在生物,体外,，通过对,DNA,分子进行人工“,剪切,”和“,拼接,”，对生物的基因进行,改造,和,重新组合,，然后,导入受体细胞,内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内,表达,，产生出人类所需要的,基因产物,。,一、基因工程的概念,基因拼接技术或,DNA,重组技术,生物体外,基因,DNA,分子水平,人类需要的基因产物,剪切,拼接,导入,表达,科技探索之路：,基础理论和技术发展催生了基因工程,早期基础理论,孟德尔,提出基因的,分离定律,和,自由组合定律,科技探索之路：,基础理论和技术发展催生了基因工程,早期基础理论,摩尔根,证明,基因在染色体上,，并提出基因的,连锁互换定律,。,科技探索之路：,基础理论和技术发展催生了基因工程,早期基础理论,艾弗里,证明,DNA,是主要遗传物质,，,DNA,可,从一种生物个体,转移,到另一种生物个体。,科技探索之路：,基础理论和技术发展催生了基因工程,早期基础理论,克里克,等提出,中心法则,DNA,RNA,蛋白质,转录,翻译,逆转录,复制,科技探索之路：,基础理论和技术发展催生了基因工程,早期基础理论,1963,年,尼伦伯格,和,马太,破译编码氨基酸的,遗传密码,，,1966,年,霍拉纳,用实验加以证明。,科技探索之路：,基础理论和技术发展催生了基因工程,1),基因转移载体的发现,2),工具酶的发现,3)DNA,合成和测序技术的发明,4)DNA,体外重组的实现,5),重组,DNA,表达实验的成功,6),第一例转基因动物问世,7)PCR,技术的发明,没有基础理论的研究成果，没有技术方面的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅速崛起。,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花,(,无抗虫特性,),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,棉花细胞,(,含抗虫基因,),棉花植株,(,有抗虫特性,),重组,DNA,导入,形成,思考：,在以上过程中关键步骤或难点是什么？,基因工程培育抗虫棉的关键步骤：,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内,提取出来,关键步骤二：,抗虫基因,与棉花,DNA“,缝合”,关键步骤三：,抗虫基因,进入棉花细胞,“,分子手术刀”,限制性核酸内切酶,“,分子缝合针”,DNA,连接酶,“,分子运输车”,载体,1-1 DNA,重组技术的基本工具,“,分子手术刀,”,限制酶,“,分子缝合针,”,DNA,连接酶,“,分子运输车,”,基因进入受体细胞的载体,识别双链,DNA,分子的某种,特定的核苷酸序列,，并且使每一条链中,特定,部位的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,断开。,主要是从,原核生物,中分离纯化出来的一种酶。,4000,种。,1,、来源：,2,、种类：,3,、作用：,4,、结果：,形成两种末端,一、“分子手术刀”,限制性核酸内切酶,粘性末端,平末端,酶的特异性,一、限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,1,来源：,主要从,原核生物,中分离纯化。,2,作用：,识别特定核苷酸序列，使每条链中,特定部位的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,断开。,3,作用结果：,产生黏性末端或平末端。,思考：限制酶在于原核生物中的作用？,思考,在自然界中有一些生物的,DNA,可能进入另一种生物的细胞中。我们有没有学过相关的实例？,现今存在的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源,DNA,的入侵而灭绝，仍能保持一种稳定状态？,怎样才能使外来的,DNA,失效从而保护自身？,原核生物很容易受到自然界中外源,DNA,的入侵，,但是长期的进化过程中，这些原核生物却没有因为,外源,DNA,的入侵而灭绝。,根据我们刚刚掌握的知识，你能推测这其中的,原因吗？,原核生物细胞中的,限制酶会将外源,DNA,切割掉,，使之失效，以保证自身的安全，,但是不会切割自身的,DNA,，这是原核生物在长期进化过程中形成的一套防御机制。,寻根问底,：,A,T,G,C,A,T,G,C,2,、作用：限制酶切割磷酸二酯键,3,、结果：形成黏性末端,EcoR,黏性末端,黏性末端,什么叫黏性末端？,当限制酶从识别序列的,中心轴线两侧切开时,，,被限制酶切开的,DNA,两条单链的切口，带有几个,伸出的核苷酸,，他们之间正好,互补配对,，这样的切口叫,黏性末端,。,Sma,平末端 平末端,3,、结果：形成平末端,什么叫平末端？,当限制酶从识别序列的,中心轴线处切开时,，切开的,DNA,两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫,平末端,。,动手操作吧！,1,、,CTGCAG,2,、,GCGC,基因的针线,DNA,连接酶,切断的,DNA,片段要与受体细胞的,DNA,连接，你觉得可以用什么酶？,作用部位：,是磷酸二酯键,（扶手）,不是氢键,（梯子）,DNA,连接酶,将两条,DNA,链连接起来的酶。,连接酶类型,Ecoli,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,来源,功能,大肠杆菌,T,4,噬菌体,恢复,磷酸,二酯键,只能连接,黏性末端,能连接,黏性末端,和,平末端,(效率较低),相同点,差别,二、“分子缝合针”,DNA,连接酶,两,DNA,片段要具有,互补的黏性末端,才能拼起来,DNA连接酶的缝合作用,可把黏性末端之间的,缝隙,“,缝合,”,起来,，,注意：,DNA,连接酶可连接双链,DNA,中的,DNA,单链缺口，但不能连接单链,DNA,！,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶是一回事吗？,T,4,DNA,连接酶,还可把,平末端之间的缝隙“缝合”,起来，但效率较低,DNA连接酶的缝合作用,A A T T G,C,A,A,T,T,A,A,T,T,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶的作用,基因进入受体细胞的载体,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是,载体,。,基因进入受体细胞的载体,假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？,作为载体没有切割位点将怎样？,目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？,如果载体对受体细胞有害将怎样？,三、“分子运输车”,载体,1,载体需要的条件：,1.,能够在宿主细胞中,复制并稳定地保存,。,2.,有,一个至多个限制酶切点,，以便与外源基因连接。,3.,具有某些,标记基因,，便于进行,筛选,。,4.,对受体细胞,无害,。,2,常用运载体：,细菌的质粒,噬菌体衍生物或某些动植物病毒。,认识常用的载体,质粒,质粒,主要存在于,细菌和酵母菌,体内。,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于,染色体或细菌拟核之外,，能,自我复制,的小型环状双链,DNA,分子。,常用的载体：质粒,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别,质粒,主要存在于,细菌和酵母菌,体内。,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于,染色体或细菌拟核之外,，能,自我复制,的小型环状双链,DNA,分子。,2,和,7,能连接形成,ACGT,TGCA,；,4,和,8,能连接形成,GAATTC,CTTAAG,；,3,和,6,能连接形成,GCGC,CGCG,；,1,和,5,能连接形成,CTGCAG,GACGTC,。,课堂练习：,在基因工程中，切割运载体和含有,目的基因的,DNA,片段，需使用（）,A.,同种限制酶,B.,两种限制酶,C.,同种连接酶,D.,两种连接酶,A,课堂练习：,2.,不属于质粒被选为基因运载体的,理由是（）,A,、能复制,B,、有多个限制酶切点,C,、具有标记基因,D,、它是环状,DNA,D,课堂练习：,3.,以下说法正确的是 （）,A,、所有的限制酶只能识别一种特定的,核苷酸序列,B,、质粒是基因工程中唯一的运载体,C,、运载体必须具备的条件之一是：具有多个,限制酶切点，以便与外源基因连接,D,、基因控制的性状都能在后代表现出来,C,