教学课件 11基因工程操作工具

能发光的水母请您欣赏能否能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼能发光的水母请您欣赏能否能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的1请您欣赏请您欣赏2请您欣赏超级小鼠与超级鱼请您欣赏超级小鼠与超级鱼3能产生人胰岛素的大肠杆菌请您欣赏能产生人胰岛素的大肠杆菌请您欣赏4基因“嫁接”教学课件11基因工程操作工具51、什么是基因？2、基因的作用是什么？第一章：基因工程思考基因是指具有遗传效应的DNA片段通过转录和翻译表达遗传信息。1、什么是基因？第一章：基因工程思考基因是指具有遗传效应的6艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构尼伦贝格：破译遗传密码1973年:美\科恩：将两种不同来源的ＤＮＡ分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了定向改造生物的新技术—–基因工程

1944195319601966基因工程的理论铺垫艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质1973年:美\科恩：将两种不同7胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。能否用大肠杆菌生产人的胰岛素？如果能，如何实现？

将人的胰岛素基因转移到大肠杆菌中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的胰岛素基因，从而获得人的胰岛素。

每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!第一章：基因工程探究胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的8基因工程名称基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程“剪切”“拼接”“导入”“表达”结果人类需要的基因产物基因工程是指：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“切割”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，产生出人类所需要的基因产物。第一章：基因工程

通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。基因工程名称基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作91、基因工程诞生于20世纪70年代，_______________________的发现，__________________的确立和_____________________的认定是基因工程诞生的理论基础。2、_________________、_______________和___________的发现与应用是基因工程诞生的技术基础。自主探究DNA是生物遗传物质DNA双螺旋结构遗传信息传递方式质粒载体限制性核酸内切酶DNA连接酶1、基因工程诞生于20世纪70年代，____________101、限制性核酸内切酶1）作用：识别并切割DNA分子内一小段特殊的核苷酸序列。3'5'5'3'5'3'5'3'5'3'3'5'1、限制性核酸内切酶3'5'5'3'5'3'5'3'5'3'111、限制性核酸内切酶1）作用：识别并切割DNA分子内一小段特殊的核苷酸序列。识别序列1、限制性核酸内切酶识别序列12什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开131、限制性核酸内切酶1）作用：识别并切割DNA分子内一小段特殊的核苷酸序列。1、限制性核酸内切酶14EcoRV5’-GATÜATC-3’

3’-CTAÛTAG-5’Sam

I5’-GGGCGC-3’3’-CCCGGG-5

EcoRI5’-GÜAATTC-3’3’-CTTAAÛG-5’PstI5’-CTGCAÜG-3’3’-GÛACGTC-5’

产生粘性末端产生平齐末端1、限制性核酸内切酶EcoRV5’-GATÜATC-3’EcoRI15黏性末端和平末端黏性末端和平末端161、限制性核酸内切酶1、限制性核酸内切酶171、限制性核酸内切酶2）来源：细菌及酵母菌3）特异性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。4）化学本质：蛋白质1、限制性核酸内切酶181、限制性核酸内切酶

5）作用部位：②磷酸二酯键①③②1、限制性核酸内切酶①③②19EcoRI

识别序列：5'G^AATTC3'BamHI

识别序列：5'G^GATCC3'HindIII

识别序列：5'A^AGCTT3'1、限制性核酸内切酶常见的限制酶的识别序列与酶切位点1、限制性核酸内切酶常见的限制酶的识别序列与酶切位点205’-GGATCC-3’3’-CCTAGG-5’BamHⅠ5’-TGATCA-3’3’-ACTAGT-5’BclⅠ5’-AGATCT-3’3’-TCTAGA-5’BglⅡ练习：试写出下面三种限制酶切割后所产生的粘性末端5’-GGATCC-3’BamHⅠ5’-TGATCA-3’B212、DNA连接酶1）作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起，形成重组DNA分子。GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-C-T-T-A-A-A-A-T-T-CGDNA连接酶2、DNA连接酶GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-22AATTC······GG······CTTAAAATTC······GG······CTTAA5´5´5´5´(1)(2)AATTC······GG······CTTAAAATTC······G

G······CTTAA5´5´AATTC······GG······CTTAA5´5´(1)(2)ATGCTATAGCTADAN连接酶DNA连接酶AATTC······GG······232、DNA连接酶2）连接部位：形成磷酸二酯键

3）化学本质：蛋白质GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-C-T-T-A-A-A-A-T-T-CGDNA连接酶2、DNA连接酶GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-242、DNA连接酶4）类型

①大肠杆菌连接酶（EcoliDNA连接酶）

只能连接粘性末端。②T4噬菌体连接酶（T4DNA连接酶）

不但能连接粘性末端，还能连接齐平末端。2、DNA连接酶25练习：下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是①…CTGCA

…G②…G…CTTAA③G…ACGTC…④AATTC…G…A.①③；②④B.①②；③④

C.①④；②③D.以上都不对A练习：下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接263、(运）载体1）将目的基因导入受体细胞时为什么要用（运）载体？目的基因不是一个完整的DNA分子，是DNA的一个片段，它不能自我复制和表达（转录和翻译）。载体可以①运送外源基因高效转入受体细胞，②为外源基因提供复制能力或整合能力，③为外源基因的扩增或表达提供必要的条件。3、(运）载体目的基因不是一个完整的DNA分子，是DNA的一273、(运）载体2）载体具备的条件①在宿主细胞内能独立复制和表达（含有复制位点、启动子和终止子）②具有合适的标记基因，便于重组DNA的筛选；

③具备多个酶切位点，便于外源基因插入；④分子量小，拷贝数多。3、(运）载体①在宿主细胞内能独立复制和表达（含有复制位点、28载体与目的基因形成的重组DNA分子3、(运）载体载体与目的基因形成的重组DNA分子3、(运）载体293、(运）载体

3）常见载体：质粒

①什么是质粒：质粒是独立于核DNA以外的能自主复制的裸露的双链环状小型DNA分子。②来源：广泛从在于细菌细胞中，比病毒更简单。在霉菌、蓝藻、酵母和一些动植物细胞中也发现了质粒，目前对细菌的质粒研究得比较深入，特别是大肠杆菌的质粒。

4）其他载体：噬菌体、动植物病毒等3、(运）载体4）其他载体：噬菌体、动植物病毒等30质粒质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。质粒质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于31工欲善其事，必先利其器。——基因工程的工具1、DAN分子手术刀——限制性核酸内切酶2、DAN分子针线——DNA连接酶3、DAN分子运输车——质粒工欲善其事，必先利其器。——基因工程的工具1、DAN分子手术321、关于限制酶的说法中，正确的是（）A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中C2、DNA连接酶催化的反应是()A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．黏性末端碱基之间形成氢键C．两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接

D．A、B、C都不正确C1、关于限制酶的说法中，正确的是（）C2、DNA连接333、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是()A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供

大量的目的基因B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选B4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是()①能自主复制②不能自主复制③结构很小④是蛋白质⑤是环状RNA⑥是环状DNA⑦能“友好”地“借居”A、①③⑤⑦B、②④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦C5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为()A、目的基因上有标记B、质粒具有某些标记基因C、重组质粒能够复制D．以上都不正确B3、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是(346、关于质粒的叙述正确的是()A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子B、质粒是唯一的载体C、重组质粒是目的基因D、质粒可在宿主外单独复制A7、基因工程中可用作载体的是()①质粒②噬菌体③病毒④动物细胞核A、①②③B、①②④C．②③④D、①③④A8、下列关于基因工程中所选用的质粒的说法，错误的是()A、不能没有标记基因B、是小型链状的DNA分子C、能够自我复制D．可与目的基因重组B6、关于质粒的叙述正确的是()A7、基因工程中可用359、有关基因工程叙述正确的是（）A、限制酶只在获得目的基因时才用B、重组质粒的形成是在细胞内完成的C、质粒都可作为运载体D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D10、下列关于酶的说法不正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA的切点不同D、限制酶的作用主要是用来提取目的基因A11、下列说法正确的是（）A、DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的B、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列C、质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的运载体D、利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”D9、有关基因工程叙述正确的是（）D10、下列关于酶的36能发光的水母请您欣赏能否能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼能发光的水母请您欣赏能否能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的37请您欣赏请您欣赏38请您欣赏超级小鼠与超级鱼请您欣赏超级小鼠与超级鱼39能产生人胰岛素的大肠杆菌请您欣赏能产生人胰岛素的大肠杆菌请您欣赏40基因“嫁接”教学课件11基因工程操作工具411、什么是基因？2、基因的作用是什么？第一章：基因工程思考基因是指具有遗传效应的DNA片段通过转录和翻译表达遗传信息。1、什么是基因？第一章：基因工程思考基因是指具有遗传效应的42艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构尼伦贝格：破译遗传密码1973年:美\科恩：将两种不同来源的ＤＮＡ分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了定向改造生物的新技术—–基因工程

1944195319601966基因工程的理论铺垫艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质1973年:美\科恩：将两种不同43胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。能否用大肠杆菌生产人的胰岛素？如果能，如何实现？

将人的胰岛素基因转移到大肠杆菌中，通过微生物的发酵使大肠杆菌表达人的胰岛素基因，从而获得人的胰岛素。

每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!第一章：基因工程探究胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的44基因工程名称基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程“剪切”“拼接”“导入”“表达”结果人类需要的基因产物基因工程是指：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“切割”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，产生出人类所需要的基因产物。第一章：基因工程

通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。基因工程名称基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作451、基因工程诞生于20世纪70年代，_______________________的发现，__________________的确立和_____________________的认定是基因工程诞生的理论基础。2、_________________、_______________和___________的发现与应用是基因工程诞生的技术基础。自主探究DNA是生物遗传物质DNA双螺旋结构遗传信息传递方式质粒载体限制性核酸内切酶DNA连接酶1、基因工程诞生于20世纪70年代，____________461、限制性核酸内切酶1）作用：识别并切割DNA分子内一小段特殊的核苷酸序列。3'5'5'3'5'3'5'3'5'3'3'5'1、限制性核酸内切酶3'5'5'3'5'3'5'3'5'3'471、限制性核酸内切酶1）作用：识别并切割DNA分子内一小段特殊的核苷酸序列。识别序列1、限制性核酸内切酶识别序列48什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开491、限制性核酸内切酶1）作用：识别并切割DNA分子内一小段特殊的核苷酸序列。1、限制性核酸内切酶50EcoRV5’-GATÜATC-3’

3’-CTAÛTAG-5’Sam

I5’-GGGCGC-3’3’-CCCGGG-5

EcoRI5’-GÜAATTC-3’3’-CTTAAÛG-5’PstI5’-CTGCAÜG-3’3’-GÛACGTC-5’

产生粘性末端产生平齐末端1、限制性核酸内切酶EcoRV5’-GATÜATC-3’EcoRI51黏性末端和平末端黏性末端和平末端521、限制性核酸内切酶1、限制性核酸内切酶531、限制性核酸内切酶2）来源：细菌及酵母菌3）特异性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。4）化学本质：蛋白质1、限制性核酸内切酶541、限制性核酸内切酶

5）作用部位：②磷酸二酯键①③②1、限制性核酸内切酶①③②55EcoRI

识别序列：5'G^AATTC3'BamHI

识别序列：5'G^GATCC3'HindIII

识别序列：5'A^AGCTT3'1、限制性核酸内切酶常见的限制酶的识别序列与酶切位点1、限制性核酸内切酶常见的限制酶的识别序列与酶切位点565’-GGATCC-3’3’-CCTAGG-5’BamHⅠ5’-TGATCA-3’3’-ACTAGT-5’BclⅠ5’-AGATCT-3’3’-TCTAGA-5’BglⅡ练习：试写出下面三种限制酶切割后所产生的粘性末端5’-GGATCC-3’BamHⅠ5’-TGATCA-3’B572、DNA连接酶1）作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起，形成重组DNA分子。GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-C-T-T-A-A-A-A-T-T-CGDNA连接酶2、DNA连接酶GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-58AATTC······GG······CTTAAAATTC······GG······CTTAA5´5´5´5´(1)(2)AATTC······GG······CTTAAAATTC······G

G······CTTAA5´5´AATTC······GG······CTTAA5´5´(1)(2)ATGCTATAGCTADAN连接酶DNA连接酶AATTC······GG······592、DNA连接酶2）连接部位：形成磷酸二酯键

3）化学本质：蛋白质GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-C-T-T-A-A-A-A-T-T-CGDNA连接酶2、DNA连接酶GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGG-602、DNA连接酶4）类型

①大肠杆菌连接酶（EcoliDNA连接酶）

只能连接粘性末端。②T4噬菌体连接酶（T4DNA连接酶）

不但能连接粘性末端，还能连接齐平末端。2、DNA连接酶61练习：下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是①…CTGCA

…G②…G…CTTAA③G…ACGTC…④AATTC…G…A.①③；②④B.①②；③④

C.①④；②③D.以上都不对A练习：下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接623、(运）载体1）将目的基因导入受体细胞时为什么要用（运）载体？目的基因不是一个完整的DNA分子，是DNA的一个片段，它不能自我复制和表达（转录和翻译）。载体可以①运送外源基因高效转入受体细胞，②为外源基因提供复制能力或整合能力，③为外源基因的扩增或表达提供必要的条件。3、(运）载体目的基因不是一个完整的DNA分子，是DNA的一633、(运）载体2）载体具备的条件①在宿主细胞内能独立复制和表达（含有复制位点、启动子和终止子）②具有合适的标记基因，便于重组DNA的筛选；

③具备多个酶切位点，便于外源基因插入；④分子量小，拷贝数多。3、(运）载体①在宿主细胞内能独立复制和表达（含有复制位点、64载体与目的基因形成的重组DNA分子3、(运）载体载体与目的基因形成的重组DNA分子3、(运）载体653、(运）载体

3）常见载体：质粒

①什么是质粒：质粒是独立于核DNA以外的能自主复制的裸露的双链环状小型DNA分子。②来源：广泛从在于细菌细胞中，比病毒更简单。在霉菌、蓝藻、酵母和一些动植物细胞中也发现了质粒，目前对细菌的质粒研究得比较深入，特别是大肠杆菌的质粒。

4）其他载体：噬菌体、动植物病毒等3、(运）载体4）其他载体：噬菌体、动植物病毒等66质粒质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。质粒质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于67工欲善其事，必先利其器。——基因工程的工具1、DAN分子手术刀——限制性核酸内切酶2、DAN分子针线——DNA连接酶3、DAN分子运输车——质粒工欲善其事，必先利其器。——基因工程的工具1、DAN分子手术681、关于限制酶的说法中，正确的是（）A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中C2、DNA连接酶催化的反应是()A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．黏性末端碱基之间形成氢键C．两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接

D．A、B、C都不正确C1、关于限制酶的说法中，正确的是（）C2、DNA连接693、作为基因的运输工具——载体，必须具备