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1、设想一 能否培养抗虫棉呢 微生物生长迅速 容易控制 于是科学家设想 若能将人的胰岛素基因导入微生物体内 并得以表达 就不仅能解决产量问题 还能大大降低生产成本 使药品价格大幅下降 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍贵药物 这些定向改造基因的设想能实现吗 经过多年的努力 科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 基因工程 基因工程的概念 基因工程 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 赋予生物以新的遗传特性 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的 因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术
2、基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 赋予生物新的遗传特性 从而创造出更符合人们需要的生物类型和生物产品 剪切 拼接 导入 表达 基因重组 基因工程的概念 基因工程培育抗虫棉的简要过程 抗虫棉的培育有哪些关键步骤 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具 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 关键步骤二 抗虫基因与运载体DNA连接 关键步骤三 抗虫基因导入受体 棉花 细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具 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 限制酶 分子缝合针 DNA连接酶 分子运输车 基因进入受
3、体细胞的载体 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具 分子手术刀 限制性核酸内切酶 分子缝合针 DNA连接酶 分子运输车 基因进入受体细胞的载体 DNA重组技术的基本工具 本节知识内容 1 1DNA重组技术的基本工具 专题一基因工程 分子手术刀 限制酶 分子缝合针 DNA连接酶 分子运输车 基因进入受体细胞的载体 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 主要是原核生物 约4000种 1 来源 2 种类 3 作用 5 结果 形成两种末端 一 分子手术刀 限制性核酸内切酶 4 切割方式 错切和平切 G 限制酶切割磷酸二酯键 限制性内切酶作用
4、过程 1 大肠杆菌的一种限制酶 EcoR 能识别GAATTC序列 并在G和A之间切开形成黏性末端 2 Sma 能识别CCCGGG序列 并在C和G之间切割形成平末端 常见的两种限制酶 EcoR 黏性末端 黏性末端 什么叫黏性末端 当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时 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 Sma 平末端平末端 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 二 分子缝合针 DNA连接酶 1 作用 2 作用部位 磷酸二酯键 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝
5、隙 缝合 起来 即把梯子两边扶手的断口连接起来 这样一个重组的DNA分子就形成了 E coliDNA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 3 种类 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗 DNA连接酶 DNA聚合酶 在两DNA片断之间形成磷酸二脂键 不需要模板 将单个核苷酸加到已存在的核酸片断3 末端形成磷酸二脂键 需要模板 核苷酸分子的连接 DNA聚合酶连接单链DNA把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上 三 分子运输车 基因进入受体细胞的载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行
6、表达 首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去 能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体 1 基因工程的载体被喻为 分子运输车 2 基因工程的载体来源 质粒 噬菌体 动植物病毒 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 认识常用的载体 质粒 质粒 议一议 2 能否用SARS病毒作为基因载体 3 作为载体 若没有切割位点将怎样 4 携带目的基因的载体是否进入了受体细胞 如何鉴定 5 假如目的基因导入受体细胞后不能复制 将怎样 1 从化学组成来看 载体应含有什么成分 双链DNA
7、 不能 不能进行DNA的重组 载体上应有标记基因 可能造成基因丢失 载体应具备的条件 1 能在宿主细胞内稳定保存并自我复制 2 有一个至多个限制酶切点 以便与外源基因连接 3 具有某些标记基因 以便进行筛选 4 对受体细胞无害 易分离 5 结构简单 大小适中 作为载体的必要条件 1 能自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达 2 有一个至多个限制酶切位点能与目的基因结合3 有遗传标记基因便于观察4 对受体细胞无害 易分离安全 比较容易得到 认识常用的载体 质粒 质粒是基因工程常用的载体 一种裸露的 结构简单 独立于染色体或细菌拟核之外 能自我复制的小型环状双链DNA分子 对宿主细
8、胞没有影响 主要存在于细菌和酵母菌体内 其中最常用的是大肠杆菌质粒 课本知识回顾 1 基因工程又叫做或 通俗地说 就是按照人们的意愿 把一种生物的某种提取出来 加以 然后放到另一种生物的细胞里 改造生物的遗传性状 基因拼接技术 DNA重组技术 基因 修饰改造 定向地 2 DNA重组技术的基本工具 分子手术刀 分子缝合针 分子运输车 限制 性核酸内切 酶 DNA连接酶 基因进入受体细胞的载体 3 限制性核酸内切酶 主要是从的一种酶 识别双链DNA分子的某种 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开 形成两种末端 原核生物中分离纯化出来 特定的核苷酸序列 磷酸二酯键 黏性末端 平末端 4 分
9、子缝合针 DNA连接酶 1 种类 2 作用部位 两类 连接黏性末端 E coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 磷酸二酯键 连接黏性末端和平末端 4 基因进入受体细胞的载体 通常有三种 作为载体的条件 在进行基因工程操作中 真正被用作载体的质粒都是在 质粒 噬菌体衍生物 动植物病毒 天然质粒 人工改造 的 能自我复制 有切割位点 有遗传标记基因 对受体细胞无害 易分离 基础上进行过 小结 1 以下说法正确的是 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运载体C 运载体必须具备的条件之一是 具有多个限制酶切点 以便与外源基因连接D DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成
10、氢键 C 练习 2 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 G 连接酶连接磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程 二 分子缝合针 DNA连接酶 作用部位 是磷酸二酯键 扶手 不是氢键 梯子 DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端 分类 作用 E coliDNA连接酶 连接酶种类 T4DNA连接酶 DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点 DNA连接酶 DNA聚合酶 连接DNA链 连接部位 双链 在两DNA片断之间形成磷酸二脂键 单链 将单个核苷酸加到已存在的核酸片断3 末端形成磷酸二脂键 感谢亲观看此幻灯片 此课件部分内容来源于网络 如有侵权请及时联系我们删除 谢谢配合
