DNA重组技术的基本工具61864115

生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。20. 12.30 20.12. 30Wednesday , December 30, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 5:51:3 815:51 :3815:5112/ 30/20 20 3:51:38 PM
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做一枚螺丝钉，那里需要那里上。20. 12.30 15:51:3 815:5 1Dec-2030-Dec-20
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爱情，亲情，友情，让人无法割舍。 20.12.3 0202 0年12 月30日 星期三 3时51 分38秒 20.12.3 0
谢谢大家！
改造生物的遗传性状。
DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀”
限制（性核酸内切）酶
──
“分子缝合针” ── DNA连接酶
“分子运输车”──
基因进入受体细胞的载体
限制性核酸内切酶
• 主要是从 原核生物中分离纯化出来 的一种酶。
• 识别双链DNA 分子的某种 特定的核苷酸序列
，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之
这些定向改造基因 的设想能实现吗？
经过多年的努力，科学家 终于在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
• 基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
提取
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)
表达
棉花植株(有抗虫特性)
• 抗虫棉的培育有哪些关键步骤？
基因工程的概念
基因工程的别名 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 实质 结果
剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组
人类需要的基因产物
课本知识回顾
基因工程又叫做 基因拼接技术 或 DNA重组技术 。通俗地说，就 是按照人们的意愿，把一种生物 的某种 基因 提取出来，加 以 修饰改造，然后放到另一种生 物的细胞里， 定向地
间的
磷酸二酯键
断开。
• 形成两种末端
粘性末端
平末端
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1、种类：
两类
E·coli DNA连接酶
连接黏性末端
T4 DNA连接酶
连接黏性末端和平末端
2、作用部位：
磷酸二酯键
基因进入受体细胞的载体
通常有三种:
质粒
λ噬菌体衍生物
动植物病毒
作为载体的条件：
能自我复制；有切割位点；
• 2.有一个至多个限制酶切位点
• 能与目的基因结合
• 3.有遗传标记基因
• 便于观察
• 4.对受体细胞无害、易分离
• 安全、比较容易得到
认识常用的载体——质粒
质粒是基因工 程常用的载体， 是独立于染色体 之外、能自主复 制的小型环状DNA 分子，对宿主细 胞没有影响，主 要存在于细菌和 酵母菌体内。其 中最常用的是大 肠杆菌质粒。
磷酸二脂键
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶 1、种类：两类 E·coli DNA连接酶
T4 DNA连接酶
2、作用部位：是磷酸二酯键（扶手）
不是氢键（梯子）
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。
基因进入受体细胞的载体
运载体
1、作用：将外源基因送入受体细胞
2、充当运载体的条件 1、能自我复制 2、具有一个或多个限制酶切点 3、具有遗传标记基因 4、对受体细胞无害、易分离
3、种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒
基因工程的概念
基因工程：指按照人们的愿望,进行严格的设计 并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生 物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新 的生物类型和生物产品。由于基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫 作DNA重组技术。
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！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。
基因工程的载体被喻为： 分子运输车
基因工程的载体来源： 质粒
噬菌体 动植物病毒
作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？
议一议
1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？ 双链DNA
能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？
胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来 只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量 低成本高。
而微生物生长迅速，容易控制。于是科学 家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生 物体内，并得以表达，就不仅能解决产量 问题，还能大大降低生产成本，使药品价 格大幅下降。
能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物？
SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并 在C和G之间切割形成平末端 。
5
A
磷
4
1
酸
3
2
二
酯
5
T
键
4
1
3
2
核苷酸分子的连接：
A
T
T
A
G
C
C
G
限制酶切割磷酸二酯键
A
T
T
A
G
C
C
G
复 制 分 步 解 说
核苷酸分子的连接：D把N单A个聚脱合氧酶核连苷接酸单连链接DN到ADNA片段上
A
T
T
A
G
C
C
G
•
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
专题一 基因工程 §1 DNA重组技术的基本工具
本节知识内容 DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀” ──限制酶 “分子缝合针” ──DNA连接酶 “分子运输车”
──基因进入பைடு நூலகம்体细胞的载体
思考
在自然界中有一些生物的DNA可能进入另一种 生物的细胞中。我们有没有学过相关的实例？
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精益求精，追求卓越，因为相信而伟 大。20 20年1 2月30 日星期 三下午3 时51 分38秒1 5:51:3 820.12 .30
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让自己更加强大，更加专业，这才能 让自己 更好。 2020年 12月 下午3时 51分2 0.12.30 15:51 December 30, 2020
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这些年的努力就为了得到相应的回报 。2020 年12 月30日 星期三3 时51 分38秒1 5:51:3 830 December 2020
整的，这样的切口叫平末端。
GAATTC
GAATTC
CTTAAG
CTTAAG
用同种限制酶切割
G AATTC
G AATTC
CTTAA G
CTTAA G
基因的针线：DNA连接酶
G AATTC CTTAA G
限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性 末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时， 所用DNA连接酶是否可以不加选择？
A、能复制
（ D）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
练习
3) 基因工程是在DNA分子水平上进行设计施
工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱
基互补配对的步骤是
（C ）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达
大肠杆菌的一种限制酶 （EcoRⅠ)能识别GAATTC序列， 并在G和A之间切开形成黏性末 端。
连接酶
分类
作用
连接E.黏co性li 末DN端A连接酶
连接黏性末端和平末端 T4DNA连接酶
DNA连接酶的作用过程
点击播放
核苷酸分子的连接： 连接酶连接磷酸二酯键
A
T
T
A
G
C
C
G
DNA聚合酶和DNA连接酶有何 相同点和不同点？
DNA连接酶 DNA聚合酶
连接DNA链 双链
单链
连接部位
在两DNA片 将单个核苷酸加 断之间形成 到已存在的核酸 磷酸二脂键 片断3’末端形成
2、能否用SARS病毒作为基因载体？ 不能
3、作为载体，若没有切割位点将怎样？
不能进行DNA的重
4、携带目的组基因的载体是否进入了受体细胞，
如何鉴定？
载体上应有标记基因
5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制， 将怎样？
可能造成基因丢失
作为载体的必要条件
• 1.能自我复制
• 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制 并表达；
•
日复一日的努力只为成就美好的明天 。15:51 :3815:51:381 5:51Wednes day, December 30, 2020
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安全放在第一位，防微杜渐。20.12.3 020.1 2.3015 :51:38 15:51:38December 30, 2020
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加强自身建设，增强个人的休养。20 20年1 2月30 日下午3 时51 分20.12. 3020. 12.30
那么这类生物为什么没有在长期的进化过程中被外源 DNA的入侵而灭绝，它们有何保护机制？
限制酶切割外源DNA,使之失效， 从而达到保护自身的目的！
2341、、种结作来类果用源：： 一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
主要是原核生物
4000种。
识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸 序列，并且使每一条链中特定部位的两 个核苷酸之间的磷黏酸性二末酯端 键断开。
有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离
在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是
在
天然质粒
基础上进行过
人工改造
的
练习
• 在基因工程中，切割运载体和 含有目的基因的DNA片段，需 使用（ ）
A.同种限制酶 B. 两种限制酶 C. 同种连接酶 D. 两种连接酶
练习
不属于质粒被选为基因运载体的理由是
•
科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。下午 3时51 分38秒 下午3 时51分1 5:51:3 820.12 .30
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每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.1 2.3020 .12.30 15:511 5:51:3 815:51:38Dec-20
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相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2020 年12 月30日 星期三3 时51 分38秒Wednes day, December 30, 2020
平末端
形成两种末端
限制性内切酶作用过程
点击播放
• 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。
什么叫平末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线处切
开时，切开的DNA两条单链的切口，是平