《基因工程的工具》PPT课件.ppt
基因工程,专题1,通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取(复制)出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传特性。,一、基因工程的概念,优点：,与杂交育种相比与诱变育种相比,1、周期短2、可克服生殖隔离,3、目的性强，可定向改造生物性状,基因工程的概念,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的新生物类型和产品,DNA重组技术,基因工程的别名,特点,定向改造生物性状,二、基因工程的诞生,（一）基础理论：,1、DNA是遗传物质的证明2、DNA双螺旋结构和中心法则的确立3、遗传密码的破译,1、基因转移载体的发现2、工具酶的发明3、DNA合成和测序技术的发明4、DNA体外重组的实现5、重组DNA表达实验的成功6、第一例转基因生物的问世7、PCR技术的发明,（二）技术发明：,基因工程的产物,达尔文提出生物进化论,科技探索之路,科技探索之路,孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律,科技探索之路,艾弗里证明DNA是遗传物质，DNA可从一种生物个体转移到另一种生物个体。,科技探索之路,DNA的双螺旋结构,科技探索之路,和中心法则的确立,科技探索之路,活动1 结合基因操作的四个基本过程,你能说出下列历史事件，为什么对基因工程的诞生起到了决定性的作用？,理论基础,技术支持,三、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”（运载体）基因进入受体细胞的载体,转基因,“分子手术刀”“分子缝合针”“分子运输车”,脱氧核糖,磷酸,脱氧核糖核苷酸,含氮碱基,A T G C,DNA的基本单位？,G,A,A,T,T,C,DNA的二级结构,磷酸二酯键,氢键,胞嘧啶脱氧核苷酸,限制性核酸内切酶作用的是DNA分子中的什么键？,磷酸二酯键即脱氧核糖、磷酸之间的连接,(一)、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,1 别名：2 来源：3 种类 和命名：4 作用特点：5 作用结果：,主要是原核生物,现在已经从约300种微生物中分离出与约4000种,限制酶,3 种类,EcoR,Sma,粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesens）,大肠杆菌（Escherichia coli R）,练习：流感嗜血杆菌的d菌株(Haemophilus influenzaed)中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:,Hind、Hind和Hind,(一)、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,1 别名：2 来源：3 种类 和命名：4 作用特点：5 作用结果：,主要是原核生物,产生黏性末端或平末端,现在已经从约300种微生物中分离出与约4000种,限制酶,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间的磷酸二酯键断开。,EcoR,识别特定核苷酸序列,Sma,4 作用特点：,碱基是反向、对称、重复排列的。,序列特点：,EcoR,Sma,4 作用特点：,识别特定核苷酸序列,切断磷酸二酯键,粘性末端,平末端,粘性末端,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？,要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。,如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,思考?,GAATTCCGTAGAATTCGGATT,尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端,CTTCATGAATTCCCTAA,GAAGTACTTAAGGGATT,CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA,模拟制作：,用剪刀在特定部位对棉花DNA进行模拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用胶纸模拟基因种间连接。,棉花的一段DNA,含毒蛋白基因的细菌DNA片段,EcoliDNA连接酶,T4DNA连接酶,来源,功能,大肠杆菌,T4噬菌体,恢复磷酸二酯键,只能连接黏性末端,能连接黏性末端和平末端(效率较低),相同点,差别,（二）“分子缝合针”DNA连接酶,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？,将外源基因送入受体细胞。,(三)基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,载体的作用：,质粒噬菌体或者动植物病毒等,载体的种类：,质粒：,裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。,(三)基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,(三)、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,1、通常以质粒作为载体质粒细菌细胞中一种很小的环状DNA分子。裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我复制能力,氨苄青霉素抗性基因,质粒,拟核,大肠杆菌细胞,目的基因插入位点,复制原点,载体需要的条件：有1至多个限制酶切点(2)导入基因能在受体 细胞中复制、表达(3)有某些标记基因，便于筛选(4)对受体细胞无害。(5)载体大小适当。,(三)基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,抗Amp,含有Amp的培养基,1)不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制（）B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA,D,练习,2）有关基因工程的叙述中，正确的是（）A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的载体 C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶 切点，以便与目的基因连接 D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键,C,2,7,4,8,3,6,1,5,已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得出相应的实验结论。,对照组：不添加抗生素,实验组1：添加一定浓度的四环素,实验组2：添加一定浓度的氨苄青霉素,实验组3：添加一定浓度的四环素和氨苄青霉素,练习,既含有抗四环素基因也含有抗氨苄青霉素基因,只含有抗四环素基因,只含有抗氨苄青霉素基因,既不含有抗四环素基因也不含有抗氨苄青霉素基因,
