選三專題一基因工程課件

轉(zhuǎn)基因大豆？專題一基因工程第1講DNA重組技術(shù)的基本工具溫故知新：核酸的類型概念：細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、

變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)基本單位：脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸堿基種類：A、G、C、T基本單位：堿基種類：A、G、C、U類型溫故知新：基因概念：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是生物體遺傳的

結(jié)構(gòu)單位和功能單位。作用：控制生物性狀，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成。溫故知新：基因工程

概念：基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后轉(zhuǎn)入到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。也稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。原理：基因重組優(yōu)點(diǎn)：①克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；②周期短；③目的性強(qiáng)為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上并成功表達(dá)？1、大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，且主要為雙螺旋結(jié)構(gòu)，即不同生物的DNA分子基本結(jié)構(gòu)是相同的，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。所以不同的生物DNA可以嫁接。

2、地球上的所有生物共用一套遺傳密碼，所以，一種生物的基因可以在另外一種生物體內(nèi)得以表達(dá)。思考與討論人的細(xì)胞提取胰島素基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入上述生產(chǎn)胰島素的關(guān)鍵步驟是什么？細(xì)菌(含胰島素基因)生產(chǎn)胰島素基因工程生產(chǎn)胰島素簡(jiǎn)要過程：胰島素基因的獲取胰島素基因?qū)胧荏w細(xì)胞胰島素基因與運(yùn)載體連接基因工程生產(chǎn)胰島素的關(guān)鍵步驟：基因的“剪刀”——限制性內(nèi)切酶基因的“針線”——DNA連接酶基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體基因工程的操作工具操作工具基因工程的操作工具基因的“剪刀”──限制性核酸內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)：特定序列核苷酸的磷酸二酯鍵酶切位點(diǎn)酶切位點(diǎn)

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。

黏性末端：黏性末端基因工程的操作工具不同的限制性內(nèi)切酶得到的黏性末端不同平末端：當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的DNA兩條單鏈的切口是平整的，這樣的切口叫平末端。平末端平末端SmaI限制酶的作用G

AA

TT

CC

TT

AA

GEcoRⅠ中軸線CCCGGGG

GG

CC

CSmaⅠ黏性末端平末端平末端黏性末端仔細(xì)觀察各限制酶識(shí)別的特定序列有何特點(diǎn)？限制酶的識(shí)別序列同一種內(nèi)切酶要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就似乎可以合成重組的DNA分子了。Q1：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？Q2：如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？思考與討論G

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GGC

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G基因的針線──DNA連接酶

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來(形成磷酸二酯鍵)，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。(連接“梯子”斷口的“扶手”而非“梯子”中間的“踏板”)基因工程的操作工具AATTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶基因工程的操作工具DNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不同點(diǎn)模板作用對(duì)象

作用結(jié)果 用途都能催化形成磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)

不需要需要形成完整的重組DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復(fù)制只能將單個(gè)核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵DNA連接酶與DNA聚合酶的比較大腸桿菌的質(zhì)粒：最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如抗四環(huán)素的標(biāo)記基因。質(zhì)粒的存在與否對(duì)宿主細(xì)胞生存沒有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成?；蚬こ痰牟僮鞴ぞ吣康幕蛩谄芜\(yùn)載體PStⅠDNA連接酶重組DNA運(yùn)載體自連目的基因自連CTTAAGCTTAAGCTTAACTTAAGGPStⅠ目的基因與運(yùn)載體連接pBR322質(zhì)粒結(jié)構(gòu)如果外源DNA插入，氨卞青霉素抗性基因失活標(biāo)記基因進(jìn)行篩選限制性內(nèi)切酶識(shí)別序列外源基因連接PStⅠPStⅠ自主復(fù)制通過長(zhǎng)期的進(jìn)化，細(xì)菌中含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識(shí)別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。Q3：為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？思考與討論原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。Q4：你能推測(cè)限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？思考與討論不是，作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件：Q5：天然的DNA分子可以直接用做基因工程載體嗎？為什么？思考與討論①在宿主細(xì)胞中能保存下來并能大量復(fù)制。②有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。③具有標(biāo)記基