人教版选修31.1 dna重组技术的基本工具 教学ppt课件.ppt
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1、专题1 基因工程考查内容 基因工程中三种工具。基因工程操作步步骤。,2016-2017学年度第二学期高三复习课,什么叫基因工程?,基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,武予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,(一)基因工程的概念,1基因工程的概念理解 操作环境:体外关键步骤“基因表达载体的构建”的环境。优点 与杂交育种相比:克服了远缘杂交不亲和的障碍。与诱变育种相比:定向改造生物遗传性状。操作水平:分子水平。原理:基因重组。本质:甲(供体:提供目的基因)乙(受体:表达目的基因),即基
2、因未变,合成蛋白质未变,只是合成场所的转移。,(二)操作工具 限制性核酸内切酶(限制酶)“分子手术刀”来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。化学本质:蛋白质。催化作用:所以可重复利用 可用于目的基因的切割和运载体的切割 作用特点:特异性,即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列,并切割特定位点。结果:错位切:产生两个相同的粘性末端 平切:形成平末端,作用,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开。,限制酶,什么叫黏性末端?,“分子手术刀”限制性核酸内切酶,限制酶,什么叫黏性末端?,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,
3、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,是平整的,这样的切口叫平末端。,(2)DNA连接酶“分子缝合针”,“分子缝合针”DNA连接酶,DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来,是把梯子两边扶手的断口连接起来,这样一个重组的DNA分子才能形成。,DNA连接酶与DNA聚合酶的比较,(3)基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,功能:将目的基因导入受体细胞。应具备条件 a能在宿主细胞内稳定保存并大量复制;b.有一个至多个限制酶的切割位点,以便于与外源基因连接;c.有特殊的遗传标记基因,供重组DNA的检测和鉴定。,最常用载体:质粒(
4、其本质是小型DNA分子,不是细胞器)其他载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒等,类型,提醒一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要求,因此人们根据不同的目的和需要,对某些天然的载体进行人工改造。常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。作为载体必须具有一个至多个限制酶切点,而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶切点,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段,又不会丢失自己的片段。注意与细胞膜上载体的区
5、别,两者的化学本质和作用都不相同。质粒能自我复制,既可在自身细胞、受体细胞内,也可在体外。,(三)基因工程的操作程序分析 目的基因的获取途径 从自然界已有的物种中分离出来,如从基因组文库或cDNA文库中获取。(从基因文库中获取),提醒cDNA文库只含某种生物的部分基因,相当于地方图书馆;基因组文库含该种生物的全部基因,相当于国家图书馆。,人工合成目的基因:常用的方法有化学合成法和反转录法。,化学合成法:蛋白质氨基酸序列 RNA碱基序列 DNA碱基序列用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因,分析,推测,推测,PCR技术扩增:PCR扩增技术与DNA复制的比较,反转录法:分离出供体细胞mRNA单链DNA合
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