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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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,结合图片来说一说什么是基因工程？,13,基因工程的概念,基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外,DNA,重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,基因工程的别名,基因拼接技术或,DNA,重组技术,操作环境,生物体外,操作对象,基因,操作水平,DNA,分子水平,基本过程,剪切拼接导入表达,结果,人类需要的基因产物,14,基础理论和技术的发展催生了基因工程,DNA,是遗传物质的证明,DNA,双螺旋结构和中心法则的确立,遗传密码的破译,基因转移载体的发现,工具酶的发明,DNA,合成和测序技术的发明,DNA,体外重组的实现,重组,DNA,表达实验的成功,第一例转基因动物问世,PCR,技术的发明,基础理论,技术发明,15,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,拼接,上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,普通棉花不具有抗虫性，科学家发现苏云金芽孢杆菌能够产生一种毒蛋白，对棉铃虫有一定的杀伤作用。,试设计一个简单的方案，使棉花对棉铃虫也有抵抗作用,.,16,第一节,DNA,重组技术的基本工具,17,DNA,重组技术的基本工具,准确切割,DNA,的工具（“分子手术刀”）,DNA,片段的连接工具（“分子缝合针”）,基因转移工具（“分子运输车”）,基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：,18,一、 “分子手术刀”,限制性核酸内切酶,19,来源,种类,作用,作用结果,阅读课本,4-5,页“限制性核酸内切酶,分子手术刀”的相关内容，填写下表,自主学习,主要从原核生物中分离纯化而来,已经分离出大约,4000,种,1,、识别双链,DNA,分子的某种特定核苷酸序列,2,、,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。,形成两种末端：黏性末端或平末端,20,1,2,3,4,5,脱氧核苷酸的结构,21,G,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,A,3,5-,磷酸二酯键,3,端,5,端,3,端,5,端,磷酸二酯键,22,23,仔细观察各限制酶 识别的特定序列有何 特点？,限制酶的识别序列,限制酶所识别的序列的特点是：,呈现碱基互补对称，无论是,6,个碱基还是,4,个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是,反向对称重复,排列的 ，称为,回文序列,23,中轴线,在,G,与,A,之间切割,大肠杆菌的一种限制酶,(EcoR),只能识别,GAATTC,序列,，并在,G,和,A,之间切开,。,EcoRI,限制酶的作用,24,黏性末端,黏性末端,EcoRI,限制酶的切割,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,。,25,SmaI,只能识别,CCCGGG,序列，,并在,C,和,G,之间切开。,中轴线,SmaI,限制酶的作用,在,G,与,C,之间切割,26,平末端平末端,SmaI,限制酶的切割,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,。,27,你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？,原核生物易受自然界外源,DNA,的入侵，,但生物,在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机,制，以防止外来病原物的侵害。,限制酶,就是细,菌的一种,防御性工具，,当外源,DNA,侵入时，会,利用限制酶,将外源,DNA,切割掉，,以保证自身的,安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切,割外源,DNA,、,使之失效，,从而达到,保护自身,的,目的。,为什么限制酶不剪切细菌本身的,DNA,？,28,通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其,DNA,分子中,不具备这种限制酶的识别切割序列,，,或者,通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开,。,这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的,DNA,被切断，并且可以防止外源,DNA,的入侵。,29,30,类型,来源,功能,相同点,差别,EcoliDNA连接酶,T,4,DNA连接酶,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,),阅读课本第,5,页“分子缝合针”DNA连接酶的相关内容，填写下表,自主学习,30,把切下来的,DNA,片段拼接成新的,DNA,，即将,脱氧核糖,和,磷酸,连接起来催化形成,磷酸二酯键,DNA连接酶的作用,31,两,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,！,32,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,33,DNA,连接酶,DNA,聚合酶,相同点,作用实质,化学本质,不,同,点,模板,作用对象,作用结果,用途,都能催化形成,磷酸二酯键,都是蛋白质,不需要,需要,形成完整的重组,DNA,分子,形成,DNA,的一条链,基因工程,DNA,复制,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶的比较,只能将单个核苷酸连接到已有的,DNA,片段,上，形成磷酸二酯键,在,两个,DNA,片段之间,形成磷酸二酯键,34,限制性内切酶,的识别序列和切点是,GGATCC,，限制性内切酶,的识别序列和切点是,GATC,。在质粒上有酶,的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶,的切点。,（,1,）请画出质粒被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,（,2,）请画出目的基因两侧被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,（,3,）在,DNA,连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？,可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）,35,载体的作用,载体的必要条件,载体的种类,阅读课本第,6,页“分子运输车”运载体的相关内容，填写下表,自主学习,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，便于进行鉴定和选择。,4,）必须是安全的 ，对受体细胞无害。,5,）载体,DNA,分子应大小适中，以便于提取和操作,1,）作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中,2,）在受体细胞内对目的基因进行大量复制,细菌的质粒,病毒：,噬菌体衍生物,、动植物病毒等,。,36,有标记基因的存在，可用含青霉素的培养基鉴别,。,有切割位点,能复制并带着插入的目的基因一起复制,质粒,裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核,DNA,）之外，并具有,自我复制能力,的很小的双链环状,DNA,分子。,最常用运载体,质粒,实际上,在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,。,37,随堂练习：,1.,关于限制酶的说法中，正确的是（ ）,A,、限制酶是一种酶，只识别,GAATTC,碱基序,列,B,、,EcoRI,切割的是,GA,之间的氢键,C,限制酶一般不切割自身的,DNA,分子，只切,割外源,DNA,D,限制酶只存在于原核生物中,答案,：,C,38,2.,（多选）,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,答案：,BD,39,3.,下列四条,DNA,分子，彼此间具有粘性末端的一组是,A,B,C,D,答案：,D,40,DNA,连接酶,“,分子缝合针”,作用,把两条,DNA,末端之间的缝隙“缝合”起来。,G,A,A T T C,C T T A,A,G,即脱氧核糖、磷酸基之间的连接,G,P,A,P,41,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,42,
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