第一节DNA重组技术的基本工具ppt课件

1、 又称基因拼接技术,或DNA重组 技术。 通俗的说，就是按照人们的志愿，进展严厉的设计，并经过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物经新的遗传特性，从而发明出更符合人们需求的新的生物类型和生物产品。 基因工程基因工程(gene engineering)(gene engineering)让禾本科植物也能让禾本科植物也能固氮？固氮？想象想象根瘤菌的固氮作用根瘤菌的固氮作用“基因工程的了解基因工程的了解 操作环境：操作环境： 操作程度：操作程度： 原理：原理： 本质：本质： 优点：优点： 基因工程得以实现的实际根底：基因工程得以实现的实际根底：体外环境体外环境分子程度分子程度基因重组基因重组甲供体

2、：提供目的基因甲供体：提供目的基因 乙受体：表达乙受体：表达目的基因，即基因未变，只是基因表达场所的转移。目的基因，即基因未变，只是基因表达场所的转移。与杂交育种相比，抑制了远缘杂交不亲和的妨碍。与杂交育种相比，抑制了远缘杂交不亲和的妨碍。与诱变育种相比，定向改动生物的遗传特性。与诱变育种相比，定向改动生物的遗传特性。导入导入DNADNA是遗传物质的证明；是遗传物质的证明；DNADNA双螺旋构造和中心法那么确实立；双螺旋构造和中心法那么确实立；一切生物共用一套遗传密码子。一切生物共用一套遗传密码子。问题讨论问题讨论手术刀手术刀缝合针缝合针运输工具运输工具培育抗虫棉培育抗虫棉需求哪些根需求哪些根

3、本工具本工具?来源来源种类种类作用作用作用结作用结果果阅读课本阅读课本4-5页页“限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶分子分子手术刀的相关内容，填写下表手术刀的相关内容，填写下表自主学习自主学习主要从原核生物中分别纯化而来主要从原核生物中分别纯化而来曾经分别出大约曾经分别出大约4000种种1、识别双链、识别双链DNA分子的某种特定核分子的某种特定核苷酸序列苷酸序列2、使每一条链中特定部位的两个核、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。苷酸之间的磷酸二酯键断开。特异性特异性12345脱氧核苷酸的构造脱氧核苷酸的构造 G1234512345 A3,5-磷磷酸二酯酸二酯键键3端5端3端5

4、端磷酸二酯键磷酸二酯键10仔细察看各限制酶仔细察看各限制酶 识别的特定序列有识别的特定序列有何何 特点？特点？限制酶的识别序列限制酶的识别序列限制酶所识别的序列的特点是：限制酶所识别的序列的特点是：呈现碱基互补对称，无论是呈现碱基互补对称，无论是6个个碱基还是碱基还是4个碱基，都可以找到个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的一条中心轴线，中轴线两侧的双链双链DNA上的碱基是反向对称上的碱基是反向对称反复陈列的反复陈列的 ，称为回文序列，称为回文序列中轴线在G与A之间切割大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。EcoRIEcoRI限制酶的作用限制酶的作

5、用黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端EcoRIEcoRI限制酶的切割限制酶的切割 被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条两条单链的切口，带有几个伸出的单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。对，这样的切口叫黏性末端。SmaISmaI只能识别只能识别CCCGGGCCCGGG序列，并在序列，并在C C和和G G之间切开。之间切开。中轴线SmaISmaI限制酶的作用限制酶的作用在G与C之间切割SmaISmaI限制酶的切限制酶的切割割当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNADNA两条单链

6、的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。他能推测限制酶存在于原核生物中的他能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？作用是什么吗？原核生物易受自然界外源原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物的入侵，但生物在长期的进化过程中构成了一套完善的防御机在长期的进化过程中构成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的损害。限制酶就是细制，以防止外来病原物的损害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会侵入时，会利用限制酶将外源利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证本身的切割掉，以保证本身的平安。所以，限制酶在原核生物中

7、主要起到切平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源割外源DNA、使之失效，从而到达维护本身的、使之失效，从而到达维护本身的目的。目的。寻根问底寻根问底为什么限制酶不剪切细菌本身的为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？经过长期的进化，细菌中含有某种限制酶经过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其的细胞，其DNADNA分子中不具备这种限制酶分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，或者经过甲基化酶将甲的识别切割序列，或者经过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，虽然细菌中含有某不能将其切开。这样，虽然细菌中含有某种限制酶也不会使

8、本身的种限制酶也不会使本身的DNADNA被切断，并被切断，并且可以防止外源且可以防止外源DNADNA的入侵。的入侵。 类型来源功能一样点差别EcoliDNA衔接酶衔接酶T4DNA衔接酶衔接酶大肠杆菌大肠杆菌T4噬菌体噬菌体恢复磷恢复磷酸二酯酸二酯键键只能衔接黏性末端只能衔接黏性末端能衔接黏性末端和能衔接黏性末端和平末端平末端(效率较低效率较低)阅读课本第阅读课本第5 5页页“分子缝合针分子缝合针DNADNA衔接酶的相关内容，填写下表衔接酶的相关内容，填写下表自主学习自主学习把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸衔接起来催化构成磷酸二酯键DNADNA衔接酶的作用衔接酶的作用两两

9、DNADNA片段要具有互补片段要具有互补的黏性末端才干拼起来的黏性末端才干拼起来DNADNA衔接酶的缝协作用衔接酶的缝协作用可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合起来，缝合起来，留意：留意：DNADNA衔接酶可衔接双链衔接酶可衔接双链DNADNA中的中的DNADNA单链缺口，单链缺口，但不能衔接单链但不能衔接单链DNADNA！DNADNA衔接酶与衔接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？T4 DNA衔接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合起来，但效率较低DNADNA衔接酶的缝协作用衔接酶的缝协作用DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同点点作用实质作用实质化学本质化学本

10、质不不同同点点 都能催化构成磷酸二酯键都能催化构成磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白质DNA衔接酶与衔接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较(1)(1)只能将单个核苷酸只能将单个核苷酸衔接到已有的衔接到已有的DNADNA片片段上，构成磷酸二酯键段上，构成磷酸二酯键1 1在两个在两个DNADNA片段之间构成磷酸片段之间构成磷酸二酯键二酯键2)2)以一条以一条DNADNA链为模板，链为模板，将单个核苷酸经过磷酸二酯将单个核苷酸经过磷酸二酯键衔接成一条互补的键衔接成一条互补的DNADNA链链2)2)将将DNADNA双链上的两双链上的两个缺口同时衔接起来，不个缺口同时衔接起来，不需求模板需求模板限制性内切酶限

11、制性内切酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GGATCC，限制，限制性内切酶性内切酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GATC。在质粒上有。在质粒上有酶酶的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶的切点。的切点。1请画出质粒被限制酶请画出质粒被限制酶切割后所构成的黏性末端。切割后所构成的黏性末端。2请画出目的基因两侧被限制酶请画出目的基因两侧被限制酶切割后所构成的黏性切割后所构成的黏性末端。末端。3在在DNA衔接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后构衔接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后构成的黏性末端能否衔接？为什么？成的黏性末端能否衔接？为什么？可以衔接。

12、由于由两种不同限制酶切割后构成的黏可以衔接。由于由两种不同限制酶切割后构成的黏性末端是一样的或是可以互补的性末端是一样的或是可以互补的 小试身手小试身手载体的作用载体的作用载体的必载体的必要条件要条件载体的种类载体的种类阅读课本第阅读课本第6 6页页“分子运输车分子运输车运载体运载体的相关内容，填写下表的相关内容，填写下表自主学习自主学习细菌的质粒细菌的质粒病毒：病毒： 噬菌体衍生物、动植物病毒等。噬菌体衍生物、动植物病毒等。 有标志基因的存有标志基因的存在，可用含青霉在，可用含青霉素的培育基鉴别。素的培育基鉴别。有切割位点有切割位点能复制并带着能复制并带着插入的目的基插入的目的基因一同复制因

13、一同复制质粒质粒裸露的、构造简单的、独立裸露的、构造简单的、独立于细菌染色体即拟核于细菌染色体即拟核DNA之外，之外，并具有自我复制才干的很小的双链并具有自我复制才干的很小的双链环状环状DNA分子。分子。最常用运载体最常用运载体质粒质粒 实践上在基因实践上在基因工程操作中，工程操作中，真正被用作载真正被用作载体的质粒，都体的质粒，都是在天然质粒是在天然质粒的根底上进展的根底上进展过人工改造的。过人工改造的。 下表关于基因工程中有关基因操作的名词下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容及对应的内容正确的组合是正确的组合是 C 知某种限制性内切酶在一线性知某种限制性内切酶在一线性DNADNA分子上有分子上有3 3个酶切位点，如图中箭头所指。假设在该线性个酶切位点，如图中箭头所指。假设在该线性DNADNA分子在分子在3 3个酶切位点上都被该酶切断，那么会个酶切位点上都被该酶切断，那么会产生产生a a、b b、c c、d d四种不同长度的四种不同长度的DNADNA片段。片段。 现有多个上述线性现有多个上述线性DNADNA分子，假设在每个分子，假设在每个DNADNA分子上至少有分子上至少有1 1个酶切位点被该酶切断，那