基因工程的操作工具(优质课)

1、思考，回答思考，回答1 1生物的生物的遗传物质是遗传物质是什么？什么？2 2控制控制生物生物性状性状的的基本单位是什么基本单位是什么？3 3为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4 4生物的性状是怎样表达的？生物的性状是怎样表达的？5 5各种各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？造基因呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？基因是遗传物质的结构和功能单位基因是遗传物质的结构和功能单位 基

2、因工程的原理基因工程的原理：基因工程的操作基因工程的操作对象对象：基因工程的结果基因工程的结果：基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平定向定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的的基因产物基因产物。基因工程的主要技术：基因工程的主要技术：操作水平：操作水平：基因工程的操作环境：基因工程的操作环境： 生物体外生物体外1.1 DNA1.1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具基本工具：基本工具： 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀” DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针” 基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“

3、分子运输车分子运输车”思考：限制酶的这一特点体现了酶的什么特性？思考：限制酶的这一特点体现了酶的什么特性？专一性专一性/ /特异性特异性 T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345 AATGCATGC限制酶切割磷酸二酯键限制酶切割磷酸二酯键识别识别GAATTCGAATTC序列，序列，并在并在G G与与A A之间切断磷酸二酯键之间切断磷酸二酯键黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端大肠杆菌的限制酶大肠杆菌的限制酶SmaSma，识别识别CCCGGGCCCGGG序列，并在序列，并在G G与与C C之间切断磷酸二酯键之间切断磷酸二酯键思考思考:1:1、请写出以下限制酶切割、请写出以下限制酶切割DNADNA之

4、后产生的末端？产生的末端是哪种类之后产生的末端？产生的末端是哪种类型？型？2 2、图中哪两种限制酶的识别序列不同，但产生的黏性末端相同？、图中哪两种限制酶的识别序列不同，但产生的黏性末端相同？同同一种限制酶切断的几个一种限制酶切断的几个DNADNA具有具有相同的黏性相同的黏性末端，末端，但是不同的但是不同的限制限制酶识别的序列虽不同，但也能切酶识别的序列虽不同，但也能切出相同的出相同的粘性末端粘性末端。1 1、被被同一种限制酶切断的几个同一种限制酶切断的几个DNADNA是否具有相同的黏性末是否具有相同的黏性末端？端？思考思考: :形成的黏性形成的黏性末端一般不同末端一般不同2、不同、不同的限制

5、酶呢？的限制酶呢？具有具有但是不同的限制酶也能够但是不同的限制酶也能够切出相同的切出相同的粘性末端粘性末端限制酶限制酶A A切割位点是切割位点是T T与与G G之间，识别：之间，识别：5 5- ATGATCAT - ATGATCAT 3 3- TACTAGTA - TACTAGTA ，限制酶限制酶B B切割位点是切割位点是A A与与G G之间，识别之间，识别：5- CAGATCTG 5- CAGATCTG 3 3- GTCTAGAC - GTCTAGAC ，那么，那么，它们产生的，它们产生的粘性末端是？粘性末端是？基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A

6、A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割催化磷酸二酯键的形成催化磷酸二酯键的形成氢键的形成不氢键的形成不需要酶的催化需要酶的催化AATTGCGC基因的针线：基因的针线：DNADNA连接酶连接酶催化磷酸二酯催化磷酸二酯键的键的形成形成来自大肠杆菌，只连接来自大肠杆菌，只连接黏性黏性末端末端来自来自T4T4噬菌体，连接噬菌体，连接黏性黏性末端末端和和平平末端（效率低）末端（效率低）A A、E.coli E.coli DN

7、ADNA连接酶连接酶2 2、DNADNA连接酶的种类连接酶的种类：B B、T4DNAT4DNA连接酶连接酶3 3、DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶的比较聚合酶的比较DNADNA连接酶连接酶 DNADNA聚合酶聚合酶催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键不需要模板不需要模板 需要需要DNADNA的一条链为模板的一条链为模板游离的游离的DNADNA片段片段 单个的脱氧核苷酸单个的脱氧核苷酸形成完整的形成完整的DNADNA分子分子 形成形成DNADNA的一条链的一条链基因工程基因工程 DNADNA复制复制 相同点相同点 不不同同点点 模板模板 作用作用

8、对象对象 作用作用结果结果 用途用途 三、分子运输车三、分子运输车基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 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，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！首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入受体能将外源基因送入受体细胞的工具细胞的工具就是就是载体载体。2 2、基因工程的载体被喻为：基因工程的载体被喻为： 分子运输车分子运输车3 3、基因工程的载体来源基因工程的载体来源：思考：如果受体细胞是动物细胞需用什么载体？植物细胞呢？细菌呢？思考：如果受体细胞是动物细胞需用什么载体

9、？植物细胞呢？细菌呢？ 1 1、载体载体的的功能功能：A A、作为运载工具将目的基因转运到宿主细胞内、作为运载工具将目的基因转运到宿主细胞内B B、利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。、利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。2 2、能否用、能否用SARSSARS病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？3 3、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？4 4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？5 5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？提示：提示：1

10、 1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？双链双链DNADNA不能不能不能进行不能进行DNADNA的重组的重组载体上应有标记基因载体上应有标记基因可能造成基因丢失可能造成基因丢失思考：作为思考：作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？基因工程的载体需要怎样的条件呢？标记基因，标记基因，便于进行便于进行检测。检测。对对受体细胞无害受体细胞无害、容易获得容易获得课本知识回顾课本知识回顾 1、基因工程又叫做基因工程又叫做 或或 。通俗地说，就是按照人们的意。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种愿，把一种生物的某种 提取出来，加提取出来，加以以 ， 然后然后

11、放到另一种生物的细胞里，放到另一种生物的细胞里， 改造生物的遗传性状改造生物的遗传性状。基因拼接技术基因拼接技术DNA重组技术重组技术基因基因修饰改造修饰改造定向地定向地2、DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具“分子手术刀分子手术刀” “分子缝合针分子缝合针” “分子运输车分子运输车”限制（性核酸内切）酶限制（性核酸内切）酶DNA连接酶连接酶基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体原核生物中分离纯化出来原核生物中分离纯化出来特定的核苷酸特定的核苷酸序列序列 磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端平末端平末端1、种类：、种类：2、作用部位：、作用部位：两类两类连接黏性末端连接黏性末端Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端通常有三种通常有三种:作为载体的条件：作为载体的条件： 在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在真正被用作载体的质粒都是在 质粒质粒噬菌体衍生物噬菌体衍生物动植物病毒动植物病毒天然质粒天然质粒人工改造人工改造的的能自我复制；有