dna重组技术的基本工具3

1、专题1,1.1 DNA重组技术 的基本工具,基因工程,The camelecow,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。,基因工程产品,抗虫害的玉米,转基因鲑鱼,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),高产、稳产 优良品质 抗逆性强.,基因工程产品优点:,什么叫基因工程？,也叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对有关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，从而创造出人类所需要的新的生物类型和基因产物。定向改造生物的遗传性状。,（一）基因工程的概念,（一）基因工程的概念,生物体外,基因,DNA分子水平,基因产物,剪切, 拼接, 导入, 表达,人类需要的新的生物类型,基因重组,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,

2、抗虫基因,棉花细胞(含抗虫基因),抗虫棉(有毒蛋白),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,“分子手术刀”限制性核酸内切酶（简称限制酶）,（二）DNA重组技术的基本工具,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,“分子手术刀”限制性核酸内切酶作用结果,（二）DNA重组技术的基本工具,限制酶,什么叫黏性末端？,（二）DNA重组技术的基本工具,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。,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

3、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 。,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，就似乎可以合成重组的DNA分子了。,思考,“分子缝合针”DNA连接酶,（二）DNA重组技术的基本工具,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。,“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。,基因的针线：DNA连接酶,外源基因(如

4、抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？,（二）DNA重组技术的基本工具,基因进入受体细胞的载体“分子运输车”。,“分子运输车” 运载体,1.作用： 2.条件： 3.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 4.质粒的特点:,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。,作为运载体必须具备哪些条件？,（二）DNA重组技术的基本工具,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。,大肠杆菌的质粒：,（二）DNA重组技术的基本工具,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。,质粒的特点:,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； 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。,DNA重组技术基本工具的使用,动动手:,

5、目的要求：模拟重组DNA分子的操作过程,说出其基本原理,材料用具：两种有不同碱基序列颜色的硬纸板, 剪刀(代表EcoliI), 透明胶带,方法步骤：,重组DNA分子的模拟操作,思考与讨论：,该过程中,如果碱基不能配对,你认为是什么原因造成的?,1、分别从两纸板上找出EcoliI的切割位点进行切割. 2 、将白色纸板的DNA片段重组到彩色纸板切口处. 3 、用透明胶带将切口黏结起来.,1.1 DNA重组技术的基本工具 定向基因改造设想 基因工程产品 基因工程产品优点: （一）基因工程的概念 什么叫基因工程？ 基因工程培育抗虫棉的简要过程： 基因工程培育抗虫棉的关键步骤：,（二）DNA重组技术的基本工具 培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ “分子手术刀”限制性核酸内切酶 （简称限制酶） 什么叫黏性末端？ 特点：分布：结果：举例： “分子缝合针”DNA连接酶 来源不同，分为两类： “分子运输车” 运载体 1.作用： 2.条件： 3.种类： 4.质粒的特点:,3-1.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

6、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,练习,3-2.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,练习,3-3.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,练习,3-1.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,3-2.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,3-3.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,再见,A,A,T,T,G,C,C,T,T,A,A,G,

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