DNA重組技術(shù)的基本工具動(dòng)畫(huà)很副本

會(huì)計(jì)學(xué)1DNA重組技術(shù)的基本工具動(dòng)畫(huà)很副本

這些定向改造基因的設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？

經(jīng)過(guò)多年的努力，科學(xué)家終于在20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)

——基因工程第1頁(yè)/共40頁(yè)第2頁(yè)/共40頁(yè)生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)基因?qū)嵗?頁(yè)/共40頁(yè)基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲(chóng)基因普通棉花(無(wú)抗蟲(chóng)特性)棉花細(xì)胞(含抗蟲(chóng)基因)與運(yùn)載體DNA拼接，導(dǎo)入棉花植株(有抗蟲(chóng)特性)表達(dá)第4頁(yè)/共40頁(yè)專題1基因工程

基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(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(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞中，定向地改造生物的遺傳性狀。第5頁(yè)/共40頁(yè)基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程原理結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平定向改造生物性狀或獲得基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組一、基因工程的概念第6頁(yè)/共40頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：⑴定向改造生物性狀⑵克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙⑶育種周期短第7頁(yè)/共40頁(yè)二、基因工程的誕生（一）基礎(chǔ)理論：1、DNA是遺傳物質(zhì)的證明2、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立3、遺傳密碼的破譯（二）技術(shù)發(fā)明：第8頁(yè)/共40頁(yè)1、基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)2、工具酶的發(fā)明3、DNA合成和測(cè)序技術(shù)的發(fā)明4、DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)5、重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功6、第一例轉(zhuǎn)基因生物的問(wèn)世7、PCR技術(shù)的發(fā)明（二）技術(shù)發(fā)明：第9頁(yè)/共40頁(yè)§1DNA重組技術(shù)的基本工具培育抗蟲(chóng)棉需要哪些工具？

第10頁(yè)/共40頁(yè)細(xì)菌供體細(xì)胞取出質(zhì)粒取出DNA用限制酶切斷DNA用連接酶連接目的基因?qū)⒅亟MDNA導(dǎo)入受體細(xì)胞擴(kuò)增基因工程圖解第11頁(yè)/共40頁(yè)限制性內(nèi)切酶作用過(guò)程點(diǎn)擊播放第12頁(yè)/共40頁(yè)識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。主要是原核生物約4000多種。4、來(lái)源：5、種類：1、作用：2、結(jié)果：形成兩種末端一、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶黏性末端平末端3、特點(diǎn)：具有專一性（特異性）第13頁(yè)/共40頁(yè)G1’2’3’4’5’1’2’3’4’5’A3’,5’-磷酸二酯鍵3’端5’端3’端5’端磷酸二酯鍵第14頁(yè)/共40頁(yè)16仔細(xì)觀察各限制酶識(shí)別的特定序列有何特點(diǎn)？限制酶的識(shí)別序列限制酶所識(shí)別的序列的特點(diǎn)是：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對(duì)稱，無(wú)論是6個(gè)堿基還是4個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的，稱為回文序列第15頁(yè)/共40頁(yè)中軸線在G與A之間切割大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)只能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。EcoRI限制酶的作用第16頁(yè)/共40頁(yè)

黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割

被限制酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。第17頁(yè)/共40頁(yè)SmaI只能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間切開(kāi)。中軸線SmaI限制酶的作用在G與C之間切割第18頁(yè)/共40頁(yè)平末端平末端SmaI限制酶的切割當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)時(shí)，切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。第19頁(yè)/共40頁(yè)思考在自然界中有一些生物的DNA可能進(jìn)入另一種生物的細(xì)胞中。我們有沒(méi)有學(xué)過(guò)相關(guān)的實(shí)例？

那么這類生物為什么沒(méi)有在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中被外源DNA的入侵而滅絕，它們有何保護(hù)機(jī)制？限制酶切割外源DNA,使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的！第20頁(yè)/共40頁(yè)你能推測(cè)限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。尋根問(wèn)底為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？通過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，細(xì)菌中含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識(shí)別切割序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開(kāi)。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。第21頁(yè)/共40頁(yè)基因的針線：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割第22頁(yè)/共40頁(yè)兩DNA片段要具有互補(bǔ)的黏性末端才能拼起來(lái)DNA連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，注意：DNA連接酶可連接雙鏈DNA中的DNA單鏈缺口，但不能連接單鏈DNA！第23頁(yè)/共40頁(yè)把切下來(lái)的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來(lái)催化形成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用第24頁(yè)/共40頁(yè)

限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果，一種產(chǎn)生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么恢復(fù)它們的連接時(shí)，所用DNA連接酶是否可以不加選擇？連接黏性末端連接黏性末端和平末端分類作用E.coliDNA連接酶連接酶T4DNA連接酶第25頁(yè)/共40頁(yè)DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？T4DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，但效率較低DNA連接酶的縫合作用第26頁(yè)/共40頁(yè)二、“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶

是磷酸二酯鍵（扶手）不是氫鍵（梯子）

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。第27頁(yè)/共40頁(yè)AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用返回第28頁(yè)/共40頁(yè)DNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不同點(diǎn)模板作用對(duì)象

作用結(jié)果 用途都能催化形成磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)

不需要需要形成完整的重組DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復(fù)制DNA連接酶與DNA聚合酶的比較只能將單個(gè)核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵第29頁(yè)/共40頁(yè)基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是載體?；蚬こ痰妮d體被喻為：分子運(yùn)輸車作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？第30頁(yè)/共40頁(yè)議一議2、能否用SARS病毒作為基因載體？3、作為載體，若沒(méi)有切割位點(diǎn)將怎樣？4、攜帶目的基因的載體是否進(jìn)入了受體細(xì)胞，如何鑒定？5、假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制，將怎樣？1、從化學(xué)組成來(lái)看，載體應(yīng)含有什么成分？雙鏈DNA不能不能進(jìn)行DNA的重組載體上應(yīng)有標(biāo)記基因可能造成基因丟失第31頁(yè)/共40頁(yè)載體的作用載體的必要條件載體的種類閱讀課本第6頁(yè)“分子運(yùn)輸車”——運(yùn)載體的相關(guān)內(nèi)容，填寫(xiě)下表自主學(xué)習(xí)1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行鑒定和選擇。4）對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。1）作為運(yùn)載工具，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中2）在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制①質(zhì)粒②病毒：λ噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒等。

第32頁(yè)/共40頁(yè)有標(biāo)記基因的存在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。有切割位點(diǎn)能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制質(zhì)?！懵兜?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。最常用運(yùn)載體——質(zhì)粒

實(shí)際上在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的。第33頁(yè)/共40頁(yè)課本知識(shí)回顧

基因工程又叫做

或

。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種

提取出來(lái)，加以

__________，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，

改造生物的遺傳性狀。基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)基因修飾改造定向地第34頁(yè)/共40頁(yè)DNA重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀”──“分子縫合針”──“分子運(yùn)輸車”──限制（性核酸內(nèi)切）酶DNA連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體第35頁(yè)/共40頁(yè)限制性核酸內(nèi)切酶主要是從的一種酶。識(shí)別雙鏈DNA分子的某種，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的斷開(kāi)。形成兩種末端原核生物中分離純化出來(lái)特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵粘性末端平末端第36頁(yè)/共40頁(yè)二、“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類連接黏性末端E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶磷酸二酯鍵連接黏性末端和平末端第37頁(yè)/共40頁(yè)基因進(jìn)入受體