2015年湖南邵东三中高二生物选修三11 DNA重组技术的基本工具 课件

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,*,人教版选修3,现代生物技术专题,湖南邵东三中 杨连进,人教版选修3 现代生物技术专题湖南邵东三中 杨连进,1,专题1 基因工程,课题1 DNA重组技术的基本工具,专题1 基因工程,2,定向基因改造设想,设想一,能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？,能否让细菌“吐出”蚕丝？,设想二,能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？,设想三,经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术,基因工程。,定向基因改造设想 设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的,3,什么叫基因工程？,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,什么叫基因工程？基因工程又叫基因拼接技术或,4,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,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,5,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,),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,重组DNA,导入,形成,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,6,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：,形成重组DNA,关键步骤三：,重组DNA导入受体(棉花)细胞,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,7,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,（二）DNA重组技术的基本工具,关键步骤一的工具：,关键步骤二的工具：,关键步骤三的工具：,分子手术刀限制性内切酶,分子缝合针,DNA连接酶,分子运输车,运载体,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？（二）DNA重组技术的,8,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。能将外来的,DNA切断,，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。,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,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,9,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶,能识别GAATTC序列,，并在,G和A,之间切开。,限制酶,什么叫黏性末端？,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别G,10,“分子手术刀”限制性核酸内切酶,限制酶,“分子手术刀”限制性核酸内切酶限制酶,11,什么叫黏性末端？,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,。,什么叫黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链,12,什么叫平末端？,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,。,什么叫平末端？当限制酶从识别序列的中心轴线处,13,限制性内切酶,1、特点：,特异性，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割。,2、分布：,主要在微生物中。,3、结果：,产生黏性末端（碱基互补配对）、平末端。,4、举例：,大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端，Sma能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端。,限制性内切酶1、特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，在特定的,14,2015年湖南邵东三中高二生物选修三11 DNA重组技术的基本工具 课件,15,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,要切两个切口，产生四个黏性末端。,如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,会产生,相同的黏性末端,，然后让两者的黏性末端,黏合,起来，就可以合成,重组的DNA分子,了。,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几,16,二.,“分子缝合针”DNA连接酶,DNA连接酶可把黏性末端之间的,缝隙“缝合”,起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。,二.“分子缝合针”DNA连接酶 DNA连接,17,“分子缝合针”DNA连接酶,根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：,1、从大肠杆菌中分离得到：E.coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接。,2、从T4噬菌体中分离到：T4连接酶，既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。,“分子缝合针”DNA连接酶根据酶的来源不同，可以将这些酶,18,A,A,T,T,G,C,C,T,T,A,A,G,AATTGCCTTAAG,19,用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。,DNA连接酶,的作用,用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将,20,外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？,基因进入受体细胞的载体“,分子运输车”,。,外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？基,21,三.,“,分子运输车”,-,运载体,1、作用：,2,、种类,：,质粒,、噬菌体和动植物病毒,。,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,运载体,。,将外源基因送入受体细胞。,三.“分子运输车”-运载体1、作用：要让一个从甲生,22,作为运载体必须具备哪些条件？,(,1,),、能够在宿主细胞中,复制并稳定地保存,。,(,2,),、具,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,。,如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。,3,、,条件：,作为运载体必须具备哪些条件？(1)、能够在宿主细胞中复制并稳,23,大肠杆菌的质粒：,最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。,4、,质粒的特点,大肠杆菌的质粒：最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有,24,质粒的特点,1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子；,2、质粒的存在对宿主细胞无影响；,3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。,质粒的特点1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小,25,1、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、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键,C,练习,1、以下说法正确的是,26,2、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,练习,2、不属于质粒被选为基因运载体的理由是D练习,27,3、有关基因工程的叙述中，错误的是（）,A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种,B、重组DNA的形成在细胞内完成,C、目的基因须由运载体导入受体细胞,D、质粒都可作为运载体,B D,练习,3、有关基因工程的叙述中，错误的是（）B D,28,