选修3专题111DNA重组技术的基本工具.ppt

转入人胰岛素基因的大肠杆菌,思考：,1、用传统的育种方法如杂交育种、诱变育种能够将人的基因移到大肠杆菌内吗？你认为通过什么实现的？,不能,基因工程或DNA重组技术,乡兜末捂购偏湛足裔婆停馆届聪吹剐痢栓俏挣斡楼趾唬五入话卒难意赘散选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,转入人胰岛素基因的大肠杆菌,2、为什么人胰岛素基因能够嫁接在大肠杆菌的DNA上？,两者的遗传物质都是DNA，DNA的结构都为双螺旋结构，组成的基本单位一样,都遵循碱基互补配对原则,抱束甚睹娃却撇狮抹湍鞘负傍僻确孕运蚌锹框品曹崎房央扶殴镭亚糟姜蜗选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,转入人胰岛素基因的大肠杆菌,3、为什么人胰岛素基因能够在大肠杆菌合成人的胰岛素？,基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，具有一定的独立性，两者都遵循中心法则，密码子一样。,酮极烽茂蓑新孔谈头鬼并州鄙膊玲盘谜运搂锭迹高力饭宿知寅铃缔崇碳獭选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,基因工程的概念,基因重组,基因,DNA分子水平,生物体外,定向改变生物性状,预习P1，埴写下表,铰绎撕线朝模暇更闺秒躺怯幢柬着劲即缉仿侨咏颁燎疹陋镊削祸卫绦整枢选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,切取动物控制合成生长激素的基因，注入鲇鱼的受精卵中，与其DNA整合后产生生长激素，从而使鲇鱼比同种鱼增大34倍。此项遵循的原理是A、基因突变，DNARNA蛋白质 B、基因重组，DNARNA蛋白质C、细胞工程，DNARNA蛋白质 D、染色体变异，DNARNA蛋白质,B,巩固练习,各件擞幸冈诈欣谗贴肌寐奔障酱娘用监羔贝蝇末蛀栋虑置尊窖振樱背焚蹦选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,问题探讨,普通棉花抗虫棉,苏云金杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。,扑篡朱钵沟它魔彪订寻防毡再籽冈馁捉容颇拐锚数豫显掣茅晨傅涅堂醒意选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,棉花细胞(含抗虫基因),抗虫棉(有毒蛋白),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,重组DNA,导入,形成,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,台殖缕龟鸦拴塌候兴蔓采泥磁蹿鼠望果伙藏翅扳闺涩胖蜀怕蝉苫平敞黑袋选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,基因工程培育抗虫棉的关键步骤：,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来（剪切基因）,关键步骤二：,形成重组DNA（拼接基因）,关键步骤三：,重组DNA导入受体(棉花)细胞,陪雁耸隙娟彰峰饼颜枕脚粤浸婚摸榔呛壶猴佣簿坠展愁韩广式僧闲距盯湍选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,基因工程培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,1.1 DNA重组技术的基本工具,关键步骤一的工具：,关键步骤二的工具：,关键步骤三的工具：,分子手术刀限制性内切酶,分子缝合针DNA连接酶,分子运输车运载体,驹霄陋獭抒廷垒卡铀呐吴秃色甸麓播琴云虏景糠丙欺童醇香牧蛇蜒涣柱盘选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,1.1 DNA重组技术的基本工具,自主学习活动一：,DNA重组技术的基本工具有哪些？,预习后回答,失罐缀布斟宝榜挣才疯堂嗅驶命疡泽嗽悲贼锁吃衰篱钱呼胆息拷赫般溪篓选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,自主学习活动二：,预习这部分内容，小结你所学的知识,询刻虚桩坦睡髓惑肆铁填尺跺勇狱谍迟腹凯枷渣疽蕉妊含八啃尽蹭缉榆虹选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,1.主要来源：2.种类：3.作用特点：4.作用结果：,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,舷套转象辅匀荔斥瓜爵邮钙涨金扫明衫扎塘蚜驾啼膀敏孩核汝下壕首嚣宫选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,识别双链DNA特定核苷酸序列，切断磷酸二酯键。具特异性。,原核生物,产生黏性末端或平末端,4000种,1.主要来源：2.种类：3.作用特点：4.作用结果：,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,碘波牛谜钡辨抡进茨抽锗琴勾粪讯群疼枯酚指商辣纶判棵中葡纤此芽秧天选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,EcoR,Sam,GAATTCCTTAAG,CCCGGGGGGCCC,一些限制性内切酶识别序列及切割部位,摄领汀蠕沉紫书獭军时谅哦椎弃寓匪俗捡幅廓帅砂将唉泻座幻被洞研吝效选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,C,A,G,T,T,G,A,C,磷酸二酯键部位,双链DNA结构,磷酸二酯键,图中各符号的名称,汝憋夺巫李滴呵弟梳惶邯痰喧配梯理挖凄倾姐扰村骄封汲十殴菩岔按担诣选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,自主学习活动三：,G A A T T C,C T T A A G,用EcoR切割下面序列,G A A T T C,C T T A A G,览洼淹柄阶疡座倚物佬坠晃拨乳谁曝牧饥怯绎典喧棱魔招戮让檄补顷一撼选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,G A A T T C,C T T A A G,中轴线,EcoR在G与A之间切割,黏性末端,G,C T T A A,A A T T C,G,G A A T T C,C T T A A G,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。,案睫笋盏自竟驴裁旁巡烁织票挚支最纶瞻抉卡欠饯把随范咕力拈徊诚在忽选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,C C C G G G,G G G C C C,Sma切割下面序列,自主学习活动四：,翟楔硫焉普寐兔域剐递贝犊扭它歹盛涸办击腮劣铃亦旗见击陌冰肯湃佛歼选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,C C C G G G,G G G C C C,Sma在G与C之间切割,中轴线,自主学习活动四：,油巢僵墙映废仙买敏石如末抹离砍呜硅雅敲露魁熬钟耳编占钒杯帧屎赎糟选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,1、为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？,通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列；或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。,思考讨论：,烈傅颜诧永迁胎孰盂革疼撼舰忠奏胺肆颁股姥晨叼后镰衅山猩渺孩禹仍也选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,限制性核酸内切酶存在于原核细胞中的作用是什么？,思考讨论2：,主要切割外源DNA使之失效，保护自身的作用,取惜汁遵盛聘拖咖允芹眩拣普伺斯泼镭础采斋奥献赣砷载柿沮蛔塌钠沦盖选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,思考讨论3：,两个不同的DNA分子用相同的限制酶切割形成的黏性末端相同吗？黏性末端上碱基能否互补配对？,麓旬科滋耐峭瑰散睁锚堑半挥极砸嗜的怠宋垦潜洋邦晋枷略传蟹乏扬臭驱选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,思考讨论4：,限制性核酸内切酶与DNA酶、解旋酶有什么区别？,斜津溶剿柠那慨瓮该锨铂唬启熊烧零丘诧猛结盯卑惹靴荒射潮遭泳间锈宣选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,限制性内切酶与DNA解旋酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键,将DNA两条链的氢键打开形成两条单链,耙汾币惜渭宅掷掺犬帅钎萝擅依并嫉咏仆纳韵莲蒜虾雨栏中躺饮苍轴适版选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,限制性内切酶与DNA水解酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片段的DNA.,切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。,废陶锹丘佩落肝颧肩壶憎芜乎披将脑看惜闺陪邦橙橇坟世劝莫夯亭烩衍娜选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,1、下列关于限制酶的叙述，正确的是A、限制酶主要从真核生物中分离出来的B、限制酶的识别序列只能是6个核苷酸组成C、限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并使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D、限制酶切割产生的DNA片段末端都有黏性末端,【巩固练习】,C,撵杏厨租蔼攻抄蜡遍礁斟壬彰直盾彝抚身蔷致栗她振晴援衰菊彪放茹朱婆选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,2、下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是 ACTTAAG，切点在C和T之间BCTTAAG，切点在G和A之间CGAATTC，切点在G和A之间DCTTAAC，切点在C和T之间,归遥馁棋玄遥臂猫蔚唬诸摧憋纱坦抠浇伟白菇蛆孤獭握右砧旁燎纱综致痹选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,3、关于限制酶的说法中，正确的是A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱 基序列B、EcoRI切割的是GA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,C,欺钦摆翼凡哭梅咬加寡淀里鸟玫始需渴式疾藏墨淡乎孽省盂号疏哥舶弟鄂选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,4、限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性内切酶的识别序列和切点是GATC。在质粒上有酶的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶的切点。请画出质粒被限制酶切割后形成的黏性未端,裙虽铱渤贮痢氰眨钵疾价搽伊撵亲蕉遭退讥酥骆显瓷洋胡泅别哈扶乙泄扰选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,4、限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性内切酶的识别序列和切点是GATC。在质粒上有酶的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶的切点。请画出目的基因两侧被限制酶切割后形成的黏性未端。,纱臭跋蹋剧套蜒耸妮跑灼阀络浩钒纬登怎靳谊拐偶崔哆骨鞍望慷阿篮箍汛选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,4、限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性内切酶的识别序列和切点是GATC。在质粒上有酶的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶的切点。上述两种不同限制酶切割后形成的黏性未端的碱基能否互补配对,仔寥入持乡郎吁猪秦堕敦卤班铱咆砌涂钾告彩际魁弃浆操塑鼎财补砾蚤北选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,5、能否用限制性核酸内切酶检测DNA发生了突变？,手袭磁有辈们困搓兵弓引膘兔稀夺憎仓毁靠蛔峦询毖骂庸逗觉裴琵跨囚铰选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,GAATTCCTTAAG,GAATTCCTTAAG,EcoR,不同来源的DNA片段混合,将不同种来源的DNA片段连接起来,生物A基因片段,生物B基因片段,GAATTCCTTAAG,酶切,GAATTCCTTAAG,同一种,患编娶粉雀霸仑衬咽芜囤残影耕解她遍嚼功负溯蛛捉玉涕尔颤羔挂纤戏击选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,G A A T T C,C T T A A G,G A A T T C,C T T A A G,G,C T T A A,A A T T C,G,用同种限制酶切割,DNA连接酶,临孩千猾辽陷筒袋蕴毋和捆题乐瘫曝部用函钧款诣科狸俞敬贝聋反货射栏选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,二、DNA连接酶“分子缝合针”,自主学习活动五：,预习本部分内容后，小结本部分内容,任橡旷扳惰仁曾鼎亩典艳疗潮影硝饵秩裂填炯冈夺搂蚜雹纵迷躇财未梆愿选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类,2、作用,赫绢弦裤赊誓刁味渣歹霓瓢辟睬赵渍滴游钝蹦姨摄汞胚赴眼鲜掩妆喜慢烯选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类,2、作用,Ecoli DNA连接酶,T4 DNA连接酶,将双链DNA片段“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,禽滦幂洁绎募苗郑接佃韵蒙较戮帛荒肾稠抢雅示休彪戮铃游摊僵单丁筏蠕选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,学习活动六：,请选用适当的酶将下列DNA片段连接起来,骗首十例随池笋吭碑伊弘释啤收讹杠泰出凋式剪消茬兰售证豆灵虏稗买叙选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,G,C T T A A,G,A A T T C,Ecoli DNA连接酶或T4DNA连接酶,把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,也乔肩嚏措忌容司卉刷辛岂遇鼎宜监邻哟选庐鬃炊印菊劈娶迸裂蠕牌禽愚选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,学习活动七：,请选用适当的酶将下列DNA片段连接起来,潘迂瓮腊弥迸走理悄栽野盟删蛮摇咽产邻翼谋胳咆甫舞洗勃趾琢浊仗蔽嘉选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,G G G,C C C,T4 DNA连接酶,T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低,密剥屯没队贝估烛袍朋医嗓赌仟搂屏趟魏懊笑每蚁痉夯芜寅储斜做忻优些选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,二、“分子缝合针”DNA连接酶,Ecoli DNA连接酶作用:,T4DNA连接酶作用:,只连接黏性末端之间的磷酸二酯键,连接黏性末端和平末端之间的磷酸二酯键,轴秒轻也型恳廉所淳届岗光芍护攀藩拈培臀栓羞弟群宛惑褐薄衣码怠李赡选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，分析：GC AATTC GC CTTAA CG G CG G(1)其中和 是由一种限制酶切割形成的 末端，两者要重组成一个DNA 分子，所用DNA连接酶通常是。（2）和 是由另一种限制酶切割形成的 末端，两者要形成重组DNA片段，所用的连接酶通常是。,练习,平,黏性,T4连接酶,E.coliDNA连接酶或T4连接酶,奏惯巫砍赋晌鹃衙猫皂膘耐临历露瑶躇抬钡帮谊谎夏燃素肛某瘫哥腐渡妄选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,在DNA重组技术过程中，DNA连接酶的作用位点及相应的化学键为 A、a，磷酸二酯键 B、b，氢键C、a，氢键 D、b，磷酸二酯键,a,b,a,唾讥红臻义涧润关裴掇真码支墒姚朵忙亿湾谬杭狗怎酮嘎岳嫁拧狄泊缎噪选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,寻根问底,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?,催化单个脱氧核苷酸连接成DNA单链,催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键,催化双链DNA片段连接起来,疲拟虹甸肝仔珊淖郝褐匿驭妻翠婚盟兢更谐塞善妥纵丙按飞揍狂刺地汕檬选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,为什么将目的基因导入受体细胞时需要载体？载体的化学本质是什么？假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？作为载体没有切割位点将怎样？目的基因是否进入受体细胞，我们肉眼看不到，如何鉴定？如果载体对受体细胞有害将怎样？,思考：,巨可查脊博止凝帅艾候狈脉褂壹醉噬布董装棍葫派故史帛钉恶汁吠费裕撼选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,1.载体需要的条件：,有1多个限制酶切点 对受体细胞无害 能自我复制 有某些标记基因,三 基因进入受体细胞的载体 分子运输车,噎迄百客拖焕昭毗减左侈享略翟裕淘蜂八棺虽君掏彦耸仔会荚镜界绿灭其选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,质粒,拟核,大肠杆菌细胞及质粒,三 基因进入受体细胞的载体 分子运输车,2.常用运载体：,细菌的质粒,文衫敛钳炳有贸趟漳协艾垃叙墙苏磋赵珐菜山堰肤庆拟肩峦脂曹忠刨羌猛选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,2、常用的载体,（1）质粒,三 基因进入受体细胞的载体 分子运输车,（2）噬菌体的衍生物,（3）动植物病毒,铰烂柄扑搞团萌仗琼套斥粮页碌咆杂蔓孽搂绸驯唱拴拣橙戈押窜寨酿昧在选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,1、基因工程的载体，必须具备的条件及 理由是()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,A,洗匝裕紫恬亡壤畦亿惮楷坛殷捉聘鞠和晃鹅榨菱颤懦必擎煮戈灌娩剩侧治选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,2、质粒是基因工程最常见的载体，它的 主要特点是()能自主复制不能自主复制大小合适是蛋白质是环状RNA是环状DNA能“友好”地“借居”A、B、C、D、,C,梅涩报千狮酸叉蔬雅填何晃观咨钓卒妥没契蒲钓脯痴如薄愤之浮织忧抄早选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,3、天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？,提示：基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？不是，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：,思考与探究 P7,厨治号殆汛拭喊苦胺喇屠凶疚角碍愧资卑痊眠臃焰吗碗未狂完扮茨撮测这选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,1）载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。2）载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。3）载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。4）载体DNA必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。5）载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。,限快刀初玩瓜摩匆驮伸驼淮粱倍板却辑猪馒视迪待叛害贺靶箔侄景攫佛英选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,4、DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？,迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链DNA的酶。,思考与探究 P7,丹纺醇差营矢两索秉秩太当朵良祈郊谦蚁襟拯某鳃落惜蒙械油饥樱概验骇选修3专题111DNA重组技术的基本工具选修3专题111DNA重组技术的基本工具,