DNA重組技術(shù)的基本工具共張PPTPPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1DNA重組技術(shù)的基本工具共張重組技術(shù)的基本工具共張PPT設(shè)想一能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮？能否讓細(xì)菌能否讓細(xì)菌“吐出吐出”蠶絲蠶絲？設(shè)想二能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？珍貴的藥物？設(shè)想三經(jīng)過(guò)多年的努力，科學(xué)家于經(jīng)過(guò)多年的努力，科學(xué)家于2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代創(chuàng)年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)立了可以定向改造生物的新技術(shù)基因工程。第1頁(yè)/共24頁(yè) 什么叫基因工程？什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因工程又叫基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù)或或DNA重組技術(shù)重組技術(shù)。該技術(shù)是在。該技術(shù)

2、是在生物體外生物體外，通過(guò)對(duì)，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工分子進(jìn)行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造改造和和重新組合重新組合，然，然后后導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需，產(chǎn)生出人類所需要的要的基因產(chǎn)物基因產(chǎn)物。（一）基因工程的概念（一）基因工程的概念第2頁(yè)/共24頁(yè)基因工程的別名基因工程的別名操作環(huán)境操作環(huán)境操作對(duì)象操作對(duì)象操作水平操作水平基本過(guò)程基本過(guò)程結(jié)果結(jié)果基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)生物體外生物體外基因基因DNADNA分子水平分子水平

3、人類需要的基因產(chǎn)物人類需要的基因產(chǎn)物剪切剪切 拼接拼接 導(dǎo)入導(dǎo)入 表達(dá)表達(dá)第3頁(yè)/共24頁(yè) 基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：普通棉花普通棉花( (無(wú)抗蟲特性無(wú)抗蟲特性) )蘇云金芽孢桿菌蘇云金芽孢桿菌提提取取抗蟲基抗蟲基因因棉花細(xì)胞棉花細(xì)胞( (含抗蟲基因含抗蟲基因) )棉花植株棉花植株( (有抗蟲特性有抗蟲特性) ) 上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？重組重組DNA形成形成第4頁(yè)/共24頁(yè) 基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)

4、細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：關(guān)鍵步驟二：形成重組形成重組DNA關(guān)鍵步驟三：關(guān)鍵步驟三：重組重組DNA導(dǎo)入受體導(dǎo)入受體(棉花棉花)細(xì)胞細(xì)胞第5頁(yè)/共24頁(yè) 解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？（二）（二）DNADNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具 關(guān)鍵步驟一的工具關(guān)鍵步驟一的工具： 關(guān)鍵步驟二的工具關(guān)鍵步驟二的工具： 關(guān)鍵步驟三的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶分子縫合針?lè)肿涌p合針DNA連接酶連接酶 分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車運(yùn)載體運(yùn)載體第6頁(yè)/共24頁(yè)識(shí)別雙鏈識(shí)別雙鏈DNA 分子的某種特定的核苷酸分子的某種特定的核苷酸序

5、列，并且使每一條鏈中序列，并且使每一條鏈中特定部位特定部位的兩的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是從主要是從原核生物中分離純化出來(lái)原核生物中分離純化出來(lái)的一的一種酶。能將外來(lái)的種酶。能將外來(lái)的DNA切斷切斷，由于這種，由于這種切割作用是在切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。名限制性內(nèi)切酶。4000種。種。 1、來(lái)源：、來(lái)源： 2、種類：、種類：3、作用：、作用：4、結(jié)果：、結(jié)果：形成兩種末形成兩種末端端粘性末端粘性末端平末端平末端第7頁(yè)/共24頁(yè) 大腸桿菌大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶的一種限制酶能識(shí)別能識(shí)別GAATTC

6、序列序列，并在，并在G和和A之間切開。之間切開。限制限制酶酶第8頁(yè)/共24頁(yè)“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶限制限制酶酶第9頁(yè)/共24頁(yè) 什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 被限制酶切開的被限制酶切開的DNA兩條兩條單鏈的切口單鏈的切口，帶有幾個(gè)帶有幾個(gè)伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他們之間正好，他們之間正好互補(bǔ)互補(bǔ)配對(duì)配對(duì)，這樣的切口叫，這樣的切口叫黏性末端黏性末端。第10頁(yè)/共24頁(yè) 當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的時(shí)，切開的DNADNA兩條單鏈的切口，是平整的兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫，這樣的切口叫平末端平末端。

7、第11頁(yè)/共24頁(yè)第12頁(yè)/共24頁(yè)第13頁(yè)/共24頁(yè) 要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。 如果把兩種來(lái)源不同的如果把兩種來(lái)源不同的DNA用同一種限制酶用同一種限制酶來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？來(lái)切割，會(huì)怎樣呢？ 會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末，然后讓兩者的黏性末端端黏合黏合起來(lái)，就可以合成起來(lái)，就可以合成重組的重組的DNA分子分子了。了。第14頁(yè)/共24頁(yè)二二.“分子縫合針?lè)肿涌p合針”DNA連接酶連接酶

8、 DNA連接酶可把黏性末端之間的連接酶可把黏性末端之間的縫隙縫隙“縫合縫合”起來(lái)，是把梯子兩邊扶手的斷口連起來(lái)，是把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的接起來(lái)，這樣一個(gè)重組的DNA分子才能形分子才能形成。成。第15頁(yè)/共24頁(yè)平末端之間的效率比較低。平末端之間的效率比較低。第16頁(yè)/共24頁(yè)AATTGCCTTAAG第17頁(yè)/共24頁(yè)用與提取目的基用與提取目的基因相同的限制酶切割因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目的基因插入口，將目的基因插入切口處，讓目的基因切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，在連接酶的作

9、用后，在連接酶的作用下連接形成重組下連接形成重組DNADNA分子。分子。DNA連接酶的作用連接酶的作用第18頁(yè)/共24頁(yè) 外源基因外源基因(如抗蟲基因如抗蟲基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞胞(如棉花細(xì)胞如棉花細(xì)胞)？基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車”。第19頁(yè)/共24頁(yè)要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去。能將外源基因送入細(xì)胞的乙生物的細(xì)胞內(nèi)去。能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是工具就是運(yùn)載體運(yùn)載體。將外源基因送入受體細(xì)胞。將外源基因送入受體細(xì)胞。 第20頁(yè)/共24頁(yè) 作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？作為運(yùn)載體必須具備哪些條件？(1)、能夠在宿主細(xì)胞中、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存復(fù)制并穩(wěn)定地保存。(2)、具、具多個(gè)限制酶切點(diǎn)多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接，以便與外源基因連接。(3)、具有某些、具有某些標(biāo)記基因標(biāo)記基因，便于進(jìn)行，便于進(jìn)行篩選篩選。 如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。的基因等。3、條件：條件：第21頁(yè)/共24頁(yè) 大腸桿菌的質(zhì)粒：大腸桿菌的質(zhì)粒： 最常用的質(zhì)粒是大腸最常用的質(zhì)