DNA重組技術基本工具.ppt

誰能告訴我這是What？,胰島素是治療糖尿病的特效藥,長期以來只能從豬、牛等動物的胰腺中提取，產(chǎn)量低、成本高。而微生物生長迅速，容易控制。,設想,能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素等珍貴藥物？,能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌,這些定向改造基因的設想能實現(xiàn)嗎？,基因工程,經(jīng)過多年的努力，科學家終于在20世紀70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術：,專題一基因工程,基因工程的概念,基因工程：指按照人們愿望,進行嚴格設計并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，因此又叫作DNA重組技術或基因拼接技術。,基因拼接技術或DNA重組技術,生物體外,基因,DNA分子水平,定向地改造生物遺傳性狀，獲得人類所需要的品種,剪切,拼接,導入,表達,基因重組,基因工程的概念,如何培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？,基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：,抗蟲棉的培育有哪些關鍵步驟？,解決培育抗蟲棉的關鍵步驟需要哪些工具？,“分子手術刀”限制性核酸內(nèi)切酶,“分子縫合針”DNA連接酶,“分子運輸車”基因進入受體細胞的載體,1.1DNA重組技術的基本工具,學習目標,“分子手術刀”限制酶,“分子縫合針”DNA連接酶,“分子運輸車”基因進入受體細胞的載體,識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。,主要是原核生物,約4000種,1.來源：,2.種類：,3.作用：,5.結果：,形成兩種末端,一、“分子手術刀”限制性核酸內(nèi)切酶,4.切割方式：,錯切和平切,專一性,如：EcoRI限制酶,特點：,基因工程的“分子手術刀”,限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）,識別特定核苷酸序列，切割特定位點,EcoR,黏性末端,黏性末端,斷開磷酸二酯鍵,限制性內(nèi)切酶（EcoR）作用過程,什么叫黏性末端？,被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端,1.被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？,思考：,形成的黏性末端不同,2.不同的限制酶呢？,具有,3.不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端？,不一定；也有可能是平末端,Sma,平末端平末端,斷開磷酸二酯鍵,什么叫平末端？,當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。,同種限制酶切割形成相同黏性末端,如何連接起來？,1.作用部位：2.種類：,磷酸二酯鍵,只連接黏性末端,二、“分子縫合針”DNA連接酶,連接黏性末端和平末端,DNA連接酶的作用部位：,是磷酸二酯鍵（基本骨架為扶手）不是氫鍵（堿基對為梯子）,DNA連接酶,DNA聚合酶,連接DNA鏈,連接部位,雙鏈,在DNA片斷之間形成磷酸二酯鍵,單鏈,將單個脫氧核苷酸加到已存在的核酸片斷形成磷酸二酯鍵,比較DNA連接酶和DNA聚合酶,DNA連接酶的作用過程,要讓一個從甲生物細胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進行表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內(nèi)去！用什么方法才能將外源基因（目的基因）送入受體細胞中呢？,三、分子運輸車基因進入受體細胞的載體,1.載體作用：2.常用載體：,將目的基因轉移到受體細胞,質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒等,認識常用的載體質(zhì)粒,質(zhì)粒是基因工程常用的載體，一種裸露的、結構簡單、獨立于染色體或細菌擬核之外，能自我復制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子，對宿主細胞沒有影響，主要存在于細菌和酵母菌體內(nèi)。其中最常用的是大腸桿菌質(zhì)粒。,（1）本質(zhì)：DNA,質(zhì)粒,存在于許多細菌和酵母菌等生物中，是擬核或細胞核外能夠自主復制的很小的環(huán)狀DNA分子,（2）質(zhì)粒的存在對宿主細胞無影響,作為載體的必要條件,1.能夠在宿主細胞中大量復制并穩(wěn)定地保存2.具有多個限制酶切割切點，以便與外源基因（目的基因）連接3.具有標記基因，便于進行篩選4.對受體細胞無害、易分離,真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎上進行過人工改造過的！,1.在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同種限制酶B.兩種限制酶同種連接酶D.兩種連接酶,基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是（）A、人工合成目的基因B、目的基因與運載體結合C、將目的基因導入受體細胞D、目的基因的檢測和表達,要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是()限制酶DNA連接酶解旋酶還原酶,2.基因工程的正確操作步驟是（）使目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求提取目的基因,3.實施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識別分子的順序，切點在和之間，這是利用了酶的（）高效性專一性多樣性催化活性易受外界影響,下面是DNA的分子結構模式圖，說出圖中110的名稱。,1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鳥嘌呤4.胸腺嘧啶5.脫氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脫氧核苷酸8.堿基對9.氫鍵10.脫氧核苷酸長鏈,【課堂反饋】,例題：分析下面的概念圖，回答有關問題：,（1）圖中B是，F(xiàn)是，G是。（2）1個A與C有兩種比例關系：和。（3）每個C含有個D，每個D中可以由個E組成。,蛋白質(zhì),含氮堿基,脫氧核糖,1：1,1：2,許多,許多,（4）D和A的位置關系：。（5）