1.1_DNA重组技术的基本工具

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,*,*,专题一：,基因工程,基因工程的应用：,2005,年全世界约有糖尿病患者,1.8,亿,我国约,6000,万。,治疗糖尿病特效药,胰岛素。,每,100kg,猪或牛的胰腺中仅可提取,4,5g,。,1979,年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，,实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。,DNA(,基因,),mRNA,蛋白质,(,性状,),转录,翻译,思考：基因的表达与基因的什么过程有关？,密码子在生物界是的！,通用,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,生长快、肉质好的转基因鱼,(,中国,),乳汁中含有人生长激素的转基因牛,(,阿根廷,),基因工程的定义,按照人们的意愿，,把一种生物的某种基因提取出来，,加以修饰改造，,然后放到另一种生物的细胞里，,定向地改造后一种生物的遗传性状。,供体生物,目的基因,在体外剪切和拼接，建构重组,DNA,分子,受体生物,也称,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,基因工程的目的：,赋予生物以新的遗传特性，,创造出更符合人类需要的新的生物类型,和生物产品。,1.1,DNA,重组技术的基本工具,问题探讨：,苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。,让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。,普通棉花抗虫棉,想一想：完成抗虫棉的培育，需要哪些,关键工作,？,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花,(,无抗虫特性,),提取,抗虫基因,通过运载体导入,转基因棉花含,抗虫基因,转基因棉花有,抗虫特性,苏云金芽孢杆菌,转基因棉花产生,伴胞晶体,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,一、限制性核酸内切酶,“,分子手术刀,”,1,名称：,限制性核酸内切酶，又称限制酶,主要从,原核生物,中分离纯化。,2,作用特点：,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：限制酶在原核生物中的作用？,1.,种类与命名,现在已经从约,300,种微生物中分离出了约,4000,种限制性内切酶,(,限制酶,),。,粘质沙雷氏杆菌,（,Serratia,marcesens,）,S,ma,大肠杆菌,（,Escherichia,coli,R,）,E,co,R,命名方法,1.,作用特点,断开磷酸二酯键,磷酸二酯键,T,1,2,3,4,5,A,1,2,3,4,5,H,H,H,H,HO,T,1,2,3,4,5,A,1,2,3,4,5,H,H,H,H,O,H,2,O,+,1.,作用特点,断开磷酸二酯键,限制酶,DNA,解旋酶,区别,限制性内切酶与,DNA,解旋酶的区别,切割,特定的核苷酸序列的,磷酸二酯键,将,DNA,两条链的,氢键打开,形成两条单链,限制酶,DNA,水解酶,区别,限制性内切酶与,DNA,水解酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片段的,DNA.,切割磷酸二酯键,，,形成单个的脱氧核苷酸,。,限制酶的识别序列：,在切割部位，一条链,正向,读的碱基顺序与另一条链,反向,读的顺序完全,一致,。,1.,作用特点,断开磷酸二酯键,EcoR,黏性末端,黏性末端,1.,作用特点,断开磷酸二酯键,Sma,平末端 平末端,Sma,的平切,中轴线,平末端,DNA,序列,切割位点,切割位点,中轴线,EcoR,的错位切,黏性末端,DNA,序列,限制酶的作用结果,：,产生,黏性末端,或,平末端,。,二、,“,分子缝合针,”,DNA,连接酶,1,种类：,E,coli,DNA,连接酶,T4 DNA,连接酶,2,作用：,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间,的磷酸二酯键,。,3,作用原理：,催化磷酸二酯键形成,1.E,coli DNA,连接酶或,T4DNA,连接酶,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,2.,T4DNA连接酶,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,T,4,DNA,连接酶,3.,连接酶类型总结,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,4.,比较：,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,连接酶,区别1,区别2,相同点,1)只能将,单个核苷酸,连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键,形成,磷酸二酯键,1)在,两个,DNA,片段之间,形成磷酸二酯键,2)以,一条,DNA,链为模板,，,将,单个核苷酸,通过磷酸二酯键,连接成一条互补的,DNA,链,2)将,DNA,双链上的,两个缺口同时连接,起来，,不需要模板,三、,“,分子运输车,”,载体,1,载体需要的条件：,有,1,多个限制酶切点,对受体细胞无害,导入基因能在受体细胞中复制、表达,有某些标记基因，便于筛选,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。,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,小结,基因工程,的工具,限制酶,主要存在于原核生物中,具有专一性,(,识别序列,),切开,DNA,分子的磷酸二酯键,DNA,连,接酶,连接磷酸二酯键,种类,E.coliDNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,运载,工 具,具备的,条件,结构简单,大小适中,能在宿主细胞中自,我复制并稳定存在,具一个,或,多个限制酶切位点,具标记基因,质粒、,噬菌体衍生物,、动植物病毒,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,