DNA重组技术的基本工具上课用

,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,*,*,*,设想一,能否培养出具有抗虫,性状的抗虫棉呢？,胰岛素,是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低成本高。,而微生物生长迅速，容易控制。于是科学家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生物体内，并得以表达，就不仅能解决产量问题，还能大大降低生产成本，使药品价格大幅下降。,设想二,能否让微生物产生出人的,胰岛素等珍贵药物？,这些定向改造基因,的设想能实现吗？,经过多年的努力，科学家,终于,在,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,基因工程的概念,基因工程：,指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过,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,。由于基因工程是在,DNA,分子水平,上进行设计和施工的，因此又叫作,DNA,重组技术或基因拼接技术,。,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,实质,结果,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,基因重组,基因工程的概念,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,抗虫棉的,培育有哪些,关键步骤？,苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,普通棉花,(,无抗虫特性,),棉花细胞,(,含抗虫基因,),与运载体,DNA,拼接，导入,棉花植株,(,有抗虫特性,),表达,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,DNA,重组技术的基本工具,本节知识内容,1 DNA,重组技术的基本工具,专题一 基因工程,“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,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？,那么这类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，它们有何保护机制？,限制酶切割外源,DNA,使之失效，,从而达到保护自身的目的！,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,原核生物,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,黏性末端,平末端,A,T,G,C,A,T,G,C,限制酶切割磷酸二酯键,限制性,内,内切酶,作,作用过,程,程,点击播放,什么叫,黏,黏性末,端,端？,当限制,酶,酶,从识别,序,序列的中心轴,线,线两侧,切,切开时，,被限制,酶,酶切开,的,的,DNA,两条单,链,链的切,口,口，带,有,有几个伸出的,核,核苷酸，他们,之,之间正,好,好互补配,对,对，这样,的,的切口,叫,叫黏性末,端,端。,什么叫,平,平末端,？,？,当限制,酶,酶,从识别,序,序列的中心轴,线,线处切,开,开时，,切开的,DNA,两条单,链,链的切,口,口，是,平,平整的,，,，这样,的,的切口,叫,叫平末端。,大肠杆,菌,菌的一,种,种限制,酶,酶（,EcoR),能识别,GAATTC,序列，,并,并在,G,和,A,之间切,开,开形成,黏,黏性末,端,端。,Sma,能识别,CCCGGG,序列，,并,并在,C,和,G,之间切,割,割形成,平,平末端,。,。,模拟操,作,作,课本6,页,页,基因的,针,针线：,DNA,连接酶,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,用同种限制酶切割,A,T,G,C,A,T,G,C,连接酶,连,连接磷,酸,酸二酯,键,键,DNA,连接酶,的,的作用,过,过程：,二、分,子,子缝合,针,针,DNA,连接酶,T,磷酸二,酯,酯键,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,A,作用部,位,位：,是磷酸,二,二酯键（扶手,）,）,不是氢,键,键（梯子,）,）,DNA,连接酶将两条,DNA,链连接,起,起来的,酶,酶。,连接黏,性,性末端,连接黏,性,性末端,和,和平末,端,端,分类,作用,E.coli,DNA,连接酶,连接酶,种,种类：,T4DNA,连接酶,不同点,连接酶的作用,是,是：将,DNA,片段间,互补配,对,对的两个黏,性,性末端连接起,来,来，使,之,之成为,一,一个完,整,整的,DNA,分子。,DNA,聚合酶,和,和,DNA,连接酶,有,有何相,同,同和不,同,同点？,聚合酶,：,以一条,DNA,为模板,，,，将一,个,个一个核苷酸连接起,来,来,相同点,：,：,都是通,过,过形成磷酸二,酯,酯键连接起,来,来,DNA,连,连接酶,按,按来源,分,分两种,，,，哪两,种,种？,限制酶,DNA,解旋酶,区别,限制性内,切,切酶与,DNA,解旋酶的,区,区别,切割特定,的,的核苷酸,序,序列的磷,酸,酸二酯键,将,DNA,两条链的,氢,氢键打开,形,形成两条,单,单链,核苷酸分,子,子的连接,：,：,A,T,G,C,A,T,G,C,DNA,聚合酶连,接,接单链,DNA,把单个脱,氧,氧核苷酸,连,连接到,DNA,片段上,三、分子,运,运输车,基因进入,受,受体细胞,的,的载体,要让一个,从,从甲生物,细,细胞内取,出,出来的基,因,因在乙生,物,物体内进,行,行表达，,首,首先得将,这,这个基因,送,送到乙生,物,物的细胞,内,内去！能将外源,基,基因送入,受,受体细胞,的,的工具就是载体。,基因工程,的,的载体被,喻,喻为,：,分子运输,车,车,基因工程,的,的载体来,源,源,：,作为基因,工,工程的载,体,体需要怎,样,样的条件,呢,呢？,质粒、噬菌体、动植物病,毒,毒,议一议,2,、能否用,SARS,病毒作为,基,基因载体,？,？,3,、作为载,体,体，若没,有,有切割位,点,点将怎样,？,？,4,、携带目,的,的基因的,载,载体是否,进,进入了受,体,体细胞，,如,如何鉴定,？,？,5,、,假如目的,基,基因导入,受,受体细胞,后,后不能复,制,制，将怎,样,样？,1,、从化学,组,组成来看,，,，载体应,含,含有什么,成,成分？,双链,DNA,不能,不能进行,DNA,的重组,载体上应,有,有标记基,因,因,可能造成,基,基因丢失,作为载体,的,的必要条,件,件,1.,能自我复,制,制,能进入受,体,体生物细,胞,胞并在受,体,体生物细,胞,胞内复制,并,并表达；,2.,有一个至,多,多个限制,酶,酶切位点,能与目的,基,基因结合,3.,有遗传标,记,记基因,便于观察,4.,对受体细,胞,胞无害、,易,易分离,安全、比,较,较容易得,到,到,认识常用,的,的载体,质粒,质粒是基因工,程,程常用的,载,载体，一,种,种裸露的,、,、结构简,单,单、独立,于,于染色体或,细,细菌拟核,之,之外，能自我复制的小型环,状,状双链,DNA,分子,，,对宿主细胞,没,没有影响，主要存,在,在于细菌和酵,母,母菌体内。其,中,中最常用,的,的是大肠杆菌,质,质粒。,1,、能自我,复,复制,2,、具有一,个,个或多个,限,限制酶切,点,点,3,、具有遗,传,传标记基,因,因,4,、对受体,细,细胞无害,、,、易分离,5,、大小适,合,合，便于,操,操作,质粒作为,运,运载体的,条,条件？,在进行基,因,因工程操,作,作中,真正被用,作,作载体的,质,质粒都是,在,在,天然质粒,的,的基础上,进,进行过人,工,工改造的,课本知识,回,回顾,基因工程,又,又叫做或。通俗地,说,说，就是,按,按照人们,的,的意愿，,把,把一种生,物,物的某种提取出来,，,，加以，然后放到,另,另一种生,物,物的细胞,里,里，,改造生物,的,的遗传性,状,状。,基因拼接,技,技术,DNA,重组技术,基因,修饰改造,定向地,DNA,重组技术,的,的基本工,具,具,“分子手,术,术刀”,“分子缝,合,合针”,“分子运,输,输车”,限制（性核酸,内,内切）酶,DNA,连接酶,基因进入,受,受体细胞,的,的载体,限制性核,酸,酸内切酶,主要是从,的,的一种,酶,酶。,识别双链,DNA,分子的某种,，,，并且使每,一,一条链中特定部位的两个核苷,酸,酸之间的,断,断开。,形成两种末,端,端,原核生物中,分,分离纯化出,来,来,特定的核苷,酸,酸序列,磷酸二酯键,粘性末端,平末端,“分子缝合,针,针”,DNA,连接酶,1,、种类：,2,、作用部位,：,：,两类,连接黏性末,端,端,Ecoli DNA,连接酶,T4 DNA,连接酶,磷酸二酯键,连接黏性末,端,端和平末端,基因进入受,体,体细胞的载,体,体,通常有三种,:,作为载体的,条,条件：,在进行基因,工,工程操作中,真正被用作,载,载体的质粒,都,都是在,质粒,噬菌体衍生,物,物,动植物病毒,天然质粒,人工改造,的,能自我复制,；,；有切割位,点,点；,有遗传标记,基,基因；对受,体,体细胞无害,、,、易分离,基础上进行,过,过,练习,在基因工程,中,中，切割运,载,载体和含有,目,目的基因的,DNA,片段，需使,用,用（,）,）,同种限制酶,B.,两种限制酶,同种连接酶,D.,两种连接酶,不属于质粒,被,被选为基因,运,运载体的理,由,由是,A,、能复制,（,（,）,）,B,、有多个限,制,制酶切点,C,、具有标记,基,基因,D,、它是环状,DNA,D,练习,3),基因工程是,在,在,DNA,分子水平上,进,进行设计施,工,工的。在基,因,因操作的基,本,本步骤中，,不,不进行碱基,互,互补配对的,步,步骤是,（,（,）,）,A,、人工合成,目,目的基因,B,、目的基因,与,与运载体结,合,合,C,、将目的基,因,因导入受体,细,细胞,D,、目的基因,的,的检测和表,达,达,C,练习,演讲完毕，,谢,谢谢观看！,