《重组技术的基本工具课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重组技术的基本工具课件（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、乳汁中含有人生长激素乳汁中含有人生长激素的转基因牛的转基因牛( (阿根廷阿根廷) )转鱼抗寒基因转鱼抗寒基因的番茄的番茄重组技术的基本工具重组技术的基本工具基因工程：基因工程： 基因工程基因工程是指按照人们的愿望是指按照人们的愿望, ,进行严进行严格的设计格的设计, ,并通过并通过体外体外DNADNA重组重组和和转基因等转基因等技术技术, ,赋予生物以新的赋予生物以新的遗传特性遗传特性, ,从而创造从而创造出更符合人们需要的新的出更符合人们需要的新的生物类型生物类型和和生物生物产品产品。由于基因工程是在。由于基因工程是在DNADNA分子水平上分子水平上进进行设计行设计施工，因此叫做施工，因此叫
2、做DNADNA的重组技术的重组技术。注：基因工程能定向改造生物的遗传性状注：基因工程能定向改造生物的遗传性状重组技术的基本工具基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程实质（原理）实质（原理）结果结果基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达( (人工）基因重组人工）基因重组重组技术的基本工具转基因抗虫棉转基因抗虫棉抗虫棉抗虫棉普通棉普通棉重组技术的基本工具基因工程培育抗虫棉的基因工程培育抗虫棉的简要要过程
3、：程：普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性) )苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNA拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入棉花细胞棉花细胞( (含含抗虫基因抗虫基因) )棉花植株棉花植株( (有有抗虫特性抗虫特性) )上述培育抗虫棉的上述培育抗虫棉的关键步骤关键步骤是什么？是什么？重组技术的基本工具基因工程培育抗虫棉的关基因工程培育抗虫棉的关键步步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内细胞内提取出来提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNA连接连接关键步骤
4、三：关键步骤三：抗虫基因抗虫基因导入受体导入受体(棉花棉花)细胞细胞重组技术的基本工具1.1 DNA重组技术的基本工具：重组技术的基本工具：1、限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”2、DNA连接酶连接酶 “分子缝合针分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体、基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”重组技术的基本工具1 1、限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶2 2 特点：特点： 识别识别双链双链DNADNA分子中分子中特定特定核苷酸序核苷酸序列，在列，在特定特定的位点切割（特异性）。的位点切割（特异性）。1 1 分布：分布：主要在原核生物中主要在原核生物中 重组技术的基
5、本工具限制酶所识别的序列有限制酶所识别的序列有什么特点什么特点？限制酶所识别的序列，无论是限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是个碱基还是4个个碱基，都可以找到一条中心轴线碱基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧中轴线两侧的双链的双链DNA上的碱基是上的碱基是反向对称重复排列反向对称重复排列的。的。 限制酶识别序列的中轴线限制酶识别序列的中轴线重组技术的基本工具3 结果：结果：打开磷酸二酯键，产生黏性末端或平末端。打开磷酸二酯键，产生黏性末端或平末端。 重组技术的基本工具磷磷酸酸二二酯酯键键重组技术的基本工具 G1234512345 A重组技术的基本工具什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？ 当限制
6、酶当限制酶从识别序列的中心轴线两侧从识别序列的中心轴线两侧切开时，切开时，被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的两条单链的切口，带有几个切口，带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间，他们之间正好正好互补配对互补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。EcoR 重组技术的基本工具什么叫平末端？什么叫平末端？ 当限制酶当限制酶从识别序列的中心轴线处从识别序列的中心轴线处切开时，切开时，切开的切开的DNADNA两条单链的切口，是两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平整的，这样的切口叫平末端平末端。重组技术的基本工具1.1.黏性末端和平末端都由限制酶进行切割产生，下黏性末端和平末
7、端都由限制酶进行切割产生，下列说法正确的是（列说法正确的是（ ）A.A.切割这两种末端可以用同一种限制酶切割这两种末端可以用同一种限制酶 B.B.切割这两种末端需不同的限制酶切割这两种末端需不同的限制酶 C.C.这两种末端可以相互拼接这两种末端可以相互拼接 D.D.拼接时，限制酶参与拼接过程拼接时，限制酶参与拼接过程 B重组技术的基本工具如果把两种不同来源的如果把两种不同来源的DNA的用的用同一种同一种限制限制酶（如酶（如EcoR）来切割，会怎样呢？）来切割，会怎样呢？ 会产生互补的黏性末端，然后让两者的会产生互补的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组黏性末端黏合起来，就
8、似乎可以合成重组的的DNA分子了。分子了。重组技术的基本工具二、 “分子缝合针” DNA连接酶1、种类：、种类：2、作用部位：、作用部位：Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶 磷酸二酯键磷酸二酯键 DNA连接酶连接酶可把黏性末端可把黏性末端之间的缝隙之间的缝隙“缝合缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。分子就形成了。重组技术的基本工具GAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGGAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAA
9、GCTTAAGCTTAAGCTTAAGEcoREcoRG G G GAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAG G G GG G G GAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAG G G G不同来源的不同来源的不同来源的不同来源的DNADNA片段混合片段混合片段混合片段混合将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的DNADNA片段连接起来片段连接起来片段连接起来片段连接起来生物生物生物生物A A基因片段基因片段基因片段基因片段生物生物生物生物B B基因片段基因片段基因片段基因片段G G G GAATT
10、CAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAG G G GG G G GAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAG G G G酶切酶切酶切酶切重组技术的基本工具P6 寻根问底：寻根问底： DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为聚合酶是一回事吗？为什么？什么？重组技术的基本工具DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶聚合酶DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶连接连接DNA链链连接部位连接部位模板模板结果结果双链双链单链单链DNADNA片段间形成片段间形成磷酸二酯键磷酸二酯键单个核苷酸与单个核苷酸与DNADNA片段间形成片段间
11、形成磷酸二酯键磷酸二酯键不需要模板不需要模板需要模板需要模板将将DNADNA片段连接成片段连接成重组重组DNADNA分子分子合成新的合成新的DNADNA分子分子重组技术的基本工具2.2.关于关于DNADNA连接酶的叙述正确的是（连接酶的叙述正确的是（ ）A.DNAA.DNA连接酶将单个核苷酸连接到连接酶将单个核苷酸连接到DNADNA片段上片段上 B.DNAB.DNA连接酶将两条单链连接酶将两条单链DNADNA连接起来连接起来C.DNAC.DNA连接酶可形成磷酸二酯键连接酶可形成磷酸二酯键 D.DNAD.DNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶作用相同聚合酶作用相同C C重组技术的基本工具 要让
12、一个从甲生物细胞内取出来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表达，首先的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是运能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。载体。重组技术的基本工具三、“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体载体需要的条件：有一个至多个限制酶切点（每种酶的切点最好只有一个），以连接外源基因对受体细胞无害具有自我复制能力或整合到染色体的DNA 上，随染色体DNA进行同步复制有某些标记基因，便于筛选 运载体的种类： 细菌的质粒(plasmid) 噬菌体衍生物或某些动植物病毒假如目的基因导
13、入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？霍乱菌的质粒有多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？ 质粒是最常用的运载体之一，真正用于基因工程的质粒都是质粒是最常用的运载体之一，真正用于基因工程的质粒都是在天然质粒基础上在天然质粒基础上人工改造人工改造而成的。而成的。重组技术的基本工具能复制并带着插能复制并带着插入的目的基因一入的目的基因一起复制起复制有切割位点有切割位点有标记基因的存有标记基因的存在，将来可用含在，将来可用含青霉素的培养基青霉素的培养基鉴别。鉴别。重组技术的基本工具3.3.
14、下列有关基因工程的叙述，正确的是（下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ） A. A. 重组重组DNADNA技术所用的工具酶是限制性核技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、酸内切酶、DNADNA连接酶和载体连接酶和载体 B. B. 所有限制性核酸内切酶都只能识别同一所有限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列种特定的核苷酸序列 C. C. 一般选用细菌的质粒作为基因进入受体一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体细胞的载体 D. D. 细菌体内的质粒可以直接作为基因工程细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体中的载体 C C重组技术的基本工具4.4.下列关于质粒的叙述，正确的是（下列
15、关于质粒的叙述，正确的是（ ） A.A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器状细胞器 B.B.质粒是细菌细胞质中能够自我复制的小型质粒是细菌细胞质中能够自我复制的小型环状环状DNADNA分子分子 C.C.质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制胞内复制 D.D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的独立进行的 B B重组技术的基本工具限制酶在原核生物中作用：限制酶在原核生物中作用： 切割外源切割外源DNA，使之失效，从而达到保护身，使之失效，从而达到保护身的目的。的目
16、的。为什么限制酶不剪切自身的为什么限制酶不剪切自身的DNA？ 1、其、其DNA分子中或者不具备这种限制酶的分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列识别切割序列 2、或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别、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。序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。 重组技术的基本工具模拟制作： 用EcoR在特定部位对某载体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。重组技术的基本工具TCCTAGAGGATCTTAAAATTCTCGGTATGGAGCCATACTTAAAATTCCATACGGTATGATAGCATGCTATCCA
17、TGTATCGTACGATAGGTACTTAAAATTCGGCATACGCCGTATG重组重组DNA分子的模拟操作分子的模拟操作重组技术的基本工具基因表达载体的构建过程基因表达载体的构建过程质粒质粒DNADNA分子分子限制酶处理限制酶处理两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶重组重组DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）同一种同一种一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端重组技术的基本工具 1下列四个下列四个DNA分子片段，彼此间具有互分子片段，彼此间具有互补黏性末端的一组是补黏性末端的一组是（ ） A B C D练习练习B重组技术的基本工具2、（双选）下列关于
18、限制酶的说法不正确的（双选）下列关于限制酶的说法不正确的是（是（ ）A. 限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布很少分布B. 自然界中限制酶的天然作用是用来提取目自然界中限制酶的天然作用是用来提取目的基因的基因C. 不同的限制酶切割的切点不同不同的限制酶切割的切点不同D一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列序列AB 重组技术的基本工具3、图为、图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的
19、正确连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（顺序是（ ） A. B. C. D. C重组技术的基本工具4、限限制制酶酶是是一一种种核核酸酸切切割割酶酶，可可辨辨识识并并切切割割DNA分分子子上上特特定定的的核核苷苷酸酸碱碱基基序序列列。下下图图为为四四种种限限制制酶酶BamH I，EcoR I，Hind 以以及及Bgl 的的辨辨识识序序列列。箭箭头头表表示示每每一一种种限限制制酶酶的的特特定定切切割割部部位位，其其中中哪哪两两种种限限制制酶酶所所切切割割出出来来的的DNA片片段段末末端端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？（ ） A. BamHI和和EcoR
20、I；末端互补序列；末端互补序列AATT B. BamHI和和Hind；末端互补序列；末端互补序列GATC C. EcoRI和和Hind；末端互补序列；末端互补序列AATT D. BamHI和和BglII；末端互补序列；末端互补序列GATCD重组技术的基本工具DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具“分子手术刀分子手术刀” “分子缝合针分子缝合针” “分子运输车分子运输车” 限制酶限制酶DNA连接酶连接酶基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体课本知识回顾课本知识回顾重组技术的基本工具限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶主要是从主要是从 的一种酶。的一种酶。识别双链识别双链DNA 分子的某种
21、分子的某种 ，并且使每一条链中并且使每一条链中特定部位特定部位的两个核苷酸之间的两个核苷酸之间的的 断开。断开。形成两种末端形成两种末端原核生物中分离纯化出来原核生物中分离纯化出来特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键黏黏性末端性末端平末端平末端重组技术的基本工具二、二、 “分子缝合针分子缝合针” DNA连接酶连接酶1、种类：、种类：2、作用部位：、作用部位：两类两类Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键重组技术的基本工具基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体通常有三种:在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中, ,真正被用作载体的质粒真正被用作载体的质粒都是在都是在 基础上进行过基础上进行过 的的质粒质粒噬菌体衍生物噬菌体衍生物动植物病毒动植物病毒天然质粒天然质粒人工改造人工改造重组技术的基本工具
