基因工程操作工具课件

选修3：现代生物科技专题能发光的水母能否能否让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼1选修3：现代生物科技专题选修3：现代生物科技专题选修3：现代生物科技专题人胰岛素选修3：现代生物科技专题基因“嫁接”选修3：现代生物科技专题思考1、什么是基因？基因是指具有遗传效应的DNA片段2、基因的作用是什么？通过转录和翻译表达遗传信息。选修3：现代生物科技专题沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构尼伦贝格：破译遗传密码艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质

19441973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19531960

1966基因工程的理论铺垫选修3：现代生物科技专题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%!探究选修3：现代生物科技专题基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平““剪切剪切”“”“拼接拼接”“”“导入导入”“”“表达表达””基因工程名称操作环境操作对象操作水平基本过程结果人类需要的基因产物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。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。选修3：现代生物科技专题的发现自主探究1、基因工程诞生于20世纪70年代，

DNA是生物遗传物质

的发现，

DNA双螺旋结构

的确立和

遗传信息传递方式

的认定是基因工程诞生的理论基础。和

质粒载体2、限制性核酸内切酶

、

DNA连接酶与应用是基因工程诞生的技术基础。选修3：现代生物科技专题1、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'选修3：现代生物科技专题1、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。13选修3：现代生物科技专题1、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。选修3：现代生物科技专题EcoR

I

5’-G

AATTC-3’EcoR

V

5’-GAT

ATC-3’3’-CTTAA

G-5’3’-CTA

TAG-5’Pst

I

5’-CTGCA

G-3’3’-G

ACGTC-5’Sam

I

5’-GGG

CGC-3’3’-CCC

GGG-5产生粘性末端产生平齐末端1、限制性核酸内切酶选修3：现代生物科技专题黏性末端和平末端选修3：现代生物科技专题1、限制性核酸内切酶选修3：现代生物科技专题1、限制性核酸内切酶来源：细菌及酵母菌特异性：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。化学本质：蛋白质选修3：现代生物科技专题1、限制性核酸内切酶5）作用部位：②

磷酸二酯键①③②选修3：现代生物科技专题EcoRI

识别序列：5'

G^AATTC

3'BamHI

识别序列：

5'

G^GATCC

3'HindIII

识别序列：

5'

A^AGCTT

3'1、限制性核酸内切酶常见的限制酶的识别序列与酶切位点选修3：现代生物科技专题5’-GGATCC-3’3’-CCTAGG-5’

BamHⅠ5’-AGATCT-3’3’-TCTAGA-5’BglⅡ5’-TGATCA-3’3’-ACTAGT-5’BclⅠ练习：试写出下面三种限制酶切割后所产生的粘性末端选修3：现代生物科技专题2、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-CGDNA连接酶G-A-A-T-T-CC-T-T-A-A-G选修3：现代生物科技专题5´

AATTC·

·

·

·

·

·

GG·

·

·

·

·

·

CTTAA

5´G·

·

·

·

·

·CTTAA5´

AATTC·

·

·

·

·

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G5´(1)

(2)GG·

·

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CTTAA5´

AATTC·

·

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·

·

· AATTC·

·

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·

·

GG·

·

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·

CTTAA

5´GAATTCCTTAAGDAN连接酶5´

AATTC·

·

·

·

·

·

GG·

·

·

·

·

·

CTTAA

5´(1)(2)DNA连接酶选修3：现代生物科技专题2、DNA连接酶连接部位： 形成磷酸二酯键化学本质：蛋白质GC-T-T-A-AA-A-T-T-CGDNA连接酶G-A-A-T-T-CC-T-T-A-A-G选修3：现代生物科技专题2、DNA连接酶4）类型①大肠杆菌连接酶（Ecoli

DNA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。选修3：现代生物科技专题➀…CTGCA…G➁…G…CTTAA➂

G…ACGTC…④

AATTC…G…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AA.

➀➂；➁④C.

➀④；➁➂B.

➀➁；➂④D.以上都不对选修3：现代生物科技专题3、(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。选修3：现代生物科技专题3、(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。选修3：现代生物科技专题3、(运）载体载体与目的基因形成的重组DNA分子选修3：现代生物科技专题3、(运）载体常见载体：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。其他载体：噬菌体、动植物病毒等选修3：现代生物科技专题质粒质粒是基因工

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。选修3：现代生物科技专题工欲善其事，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——质粒选修3：现代生物科技专题1、关于限制酶的说法中，正确的是（

C

）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2、DNA连接酶催化的反应是(C)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A、目的基因上有标记

C、重组质粒能够复制B、质粒具有某些标记基因

D．以上都不正确选修3：现代生物科技专题3、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是(B)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4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是(C

)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RNA

➅是环状DNA⑦能“友好”地“借居”A、①③⑤⑦

B、②④➅

C．①③➅⑦

D．②③➅⑦5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为(B

)选修3：现代生物科技专题6、关于质粒的叙述正确的是(A

)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7、基因工程中可用作载体的是(A

)①质粒

②噬菌体

③病毒

④动物细胞核A、①②③

B、①②④

C．②③④

D、①③④8、下列关于基因工程中所选用的质粒的说法，错误的是(

B)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．可与目的基因重组选修3：现代生物科技专题9、有关基因工程叙述正确的是（

D

）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