基因工程基本工具

基因工程基本工具第一页，共30页。家蚕能够吐出蚕丝为人类利用豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮第二页，共30页。定向基因改造设想

:设想一能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？能否让细菌“吐出”蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？设想三经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。第三页，共30页。第四页，共30页。专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具第五页，共30页。一、基因工程的概念1、概念：基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.又叫做DNA的重组技术.2、含义第六页，共30页。操作环境操作对象操作水平基本过程结果生物体外基因ＤＮＡ分子水平剪切拼接导入检测与表达人类需要的新的生物类型和生物产品3、实质基因重组第七页，共30页。例基因工程培育抗虫棉的简要过程苏云金芽孢杆菌(有抗虫特性)普通棉花(无抗虫特性)抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)提取第八页，共30页。二、基因操作的工具1、基因的剪刀——限制性内切酶2、基因的针线——DNA连接酶3、基因的运输工具——运载体第九页，共30页。1、

分子手术刀——限制性内切酶分布：主要在原核生物中作用：识别双链DNA分子某种特定核苷酸序，并且将特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开特点：识别序列和酶切位点的专一性结果：产生黏性未端或平末端举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开第十页，共30页。GAATTCGCTTAAAATTCG限制酶切割ＤＮＡ分子示意图：CTTAAG第十一页，共30页。什么叫黏性末端？

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。第十二页，共30页。切割DNA分子时产生的两种不同末端黏性末端平末端第十三页，共30页。要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？

会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。第十四页，共30页。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在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。（断开的不是氢键）第十五页，共30页。2、分子缝合针——DNA连接酶连接的部位：作用:种类：磷酸二酯键（“梯子”的扶手处），不是氢键（“梯子”的踏板处）E.coliDNA连接酶（来自大肠杆菌只能连接黏性末端）T4DNA连接酶（来自噬菌体可连接粘性末端和平末端）将双链DNA片断缝合起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键第十六页，共30页。基因的针线——DNA连接酶

DNA连接酶连接形成磷酸二酯键第十七页，共30页。用相同的限制性内切酶切割第十八页，共30页。第十九页，共30页。目的基因第二十页，共30页。第二十一页，共30页。思考：（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸二酯键？（２）用限制酶切下一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？２个４个第二十二页，共30页。３、分子运输车——运载体作用：具备的条件：种类：将外源基因送入受体细胞。能在宿主细胞内复制并稳定地保存具有多个限制酶切点具有某些标记基因质粒、噬菌体和动植物病毒第二十三页，共30页。最常用运载体：质粒第二十四页，共30页。大肠杆菌的质粒：

最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内完成。第二十五页，共30页。质粒的特点：1、质粒是基因工程中最常用的运载体；2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中；3、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并且具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子4、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒；5、质粒的存在对宿主细胞无影响；6、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。第二十六页，共30页。1）以下说法正确的是（）

A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

B、质粒是基因工程中唯一的运载体

C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接

D、基因控制的性状都能在后代表现出来C巩固练习第二十七页，共30页。2）下列不是基因载体具备的条件的是

A、能自我复制（）

B、有多个限制酶切点

C、具有标记基因

D、它是环状DNAD巩固练习第二十八页，共30页。3）有关基因工程的叙述中，错误的是（）

A、DNA连接酶将黏性末端的碱基对连