1.1DNA重组技术的基本工具（共38张PPT）
文档属性
| 名称 | 1.1DNA重组技术的基本工具（共38张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2015-10-27 10:28:28 | ||
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文档简介
课件38张PPT。传统的育种方法能否实现？这就要用到定向改造生物的新技术
——基因工程基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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性状。原理：操作水平：结 果：一、 基因工程基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人
类所需要的品种。问题探讨： 苏云金芽孢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。
为什么能把苏云金芽孢杆菌的基因“嫁接”到棉花上并成功表达？1、所有生物的的DNA都是以4种脱氧核苷酸为基本单位，构成独特的双螺旋结构，这为不同生物DNA拼接提供了物质基础。
2、地球上的所有生物共用一套遗传密码。基因工程培育抗虫棉的简要过程：在以上过程中关键步骤或难点是什么？普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因通过运载体导入转基因棉花含抗虫基因转基因棉花产生伴胞晶体转基因棉花有抗虫特性想一想培育出抗虫棉需要做哪些关键工作？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“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞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1.1、DNA重组技术的基本工具1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶
（简称限制酶）基因操作的工具即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。特 点：主要是从原核生物中分离纯化出来。这类酶存在于原核生物中有什么作用呢？切割外源DNA，使之失效，达到保护自身的目的。专一性“分子手术刀”——限制性核酸内切酶基因操作的工具限制酶末端类型：（1）黏性末端基因操作的工具 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。 EcoRⅠ黏性末端 黏性末端 EcoRⅠ黏性末端 黏性末端EcoRⅠ能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开SmaⅠ平末端 平末端末端类型（2）平末端小结：限制性核酸内切酶1.特点：专一性，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割。
2.来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
3.结果：产生黏性末端（碱基互补配对）、平末端。
4.举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端，SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C 和 G之间切割形成平末端 。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 练一练:目的基因 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:
要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。 是，会产生相同的黏性末端。 DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。分子缝合针：DNA连接酶 ２、分子缝合针──DNA连接酶 DNA连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。AATTGCCTTAAG连接磷酸二酯键 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coli DNA连接酶
或T4DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键类型 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T4DNA连接酶小结：二、“分子缝合针” —— DNA连接酶①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来.②作用原理：催化磷酸二酯键形成③类型：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)相同点差别寻根问底DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?1)只能将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键1)在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键2)以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条互补的DNA链2)将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板（一）作用：将外源基因送入受体细胞。 分子运输车——运载体质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒1.假如目的基因导入受体细胞不能复制将怎样？
2.作为载体没有切割位点（即限制酶切点），将会怎样？
3.目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？
4.如果载体对受体细胞有害将会怎样？（二）.种类：
（三）.质粒的特点作为运载体需要什么条件吗？作为运载体必须具备哪些条件？1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
3.具有某些标记基因，便于进行筛选。
如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。
4.对受体细胞无害。最常用的运载体——质粒分布：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中。最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。本质：细胞染色体(或拟核)外能自主复制的小型环状DNA分子。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内完成。基因的运输工具——质粒能复制并带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。3、基因的运输工具——运载体3.种类：
质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒。1.作用：将外源基因送入受体细胞。
能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
具有一个至多个限制酶切点，使外源基因插入其中。
具有某些标记基因，以便进行筛选。如抗菌素抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。
对受体细胞无害，不影响其正常活动。2.条件：1、质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ B．①④⑥
C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A 提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B. 有利于对目的基因是否导入进行检测
C. 增加质粒分子的分子量
D．便于与外源基因连接 假定你是一位知名的育种专家，某动物园为了迎合观众猎奇的心理，想请你为他们培育出下面几只“怪物”，请问你准备用什么方法？怪物 1怪物 2怪物 3怪物 4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！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
——基因工程基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。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性状。原理：操作水平：结 果：一、 基因工程基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人
类所需要的品种。问题探讨： 苏云金芽孢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。
为什么能把苏云金芽孢杆菌的基因“嫁接”到棉花上并成功表达？1、所有生物的的DNA都是以4种脱氧核苷酸为基本单位，构成独特的双螺旋结构，这为不同生物DNA拼接提供了物质基础。
2、地球上的所有生物共用一套遗传密码。基因工程培育抗虫棉的简要过程：在以上过程中关键步骤或难点是什么？普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因通过运载体导入转基因棉花含抗虫基因转基因棉花产生伴胞晶体转基因棉花有抗虫特性想一想培育出抗虫棉需要做哪些关键工作？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“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞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1.1、DNA重组技术的基本工具1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶
（简称限制酶）基因操作的工具即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。特 点：主要是从原核生物中分离纯化出来。这类酶存在于原核生物中有什么作用呢？切割外源DNA，使之失效，达到保护自身的目的。专一性“分子手术刀”——限制性核酸内切酶基因操作的工具限制酶末端类型：（1）黏性末端基因操作的工具 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。 EcoRⅠ黏性末端 黏性末端 EcoRⅠ黏性末端 黏性末端EcoRⅠ能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开SmaⅠ平末端 平末端末端类型（2）平末端小结：限制性核酸内切酶1.特点：专一性，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割。
2.来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
3.结果：产生黏性末端（碱基互补配对）、平末端。
4.举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端，SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C 和 G之间切割形成平末端 。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 练一练:目的基因 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:
要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。 是，会产生相同的黏性末端。 DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。分子缝合针：DNA连接酶 ２、分子缝合针──DNA连接酶 DNA连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。AATTGCCTTAAG连接磷酸二酯键 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coli DNA连接酶
或T4DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键类型 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T4DNA连接酶小结：二、“分子缝合针” —— DNA连接酶①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来.②作用原理：催化磷酸二酯键形成③类型：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)相同点差别寻根问底DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?1)只能将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键1)在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键2)以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条互补的DNA链2)将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板（一）作用：将外源基因送入受体细胞。 分子运输车——运载体质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒1.假如目的基因导入受体细胞不能复制将怎样？
2.作为载体没有切割位点（即限制酶切点），将会怎样？
3.目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？
4.如果载体对受体细胞有害将会怎样？（二）.种类：
（三）.质粒的特点作为运载体需要什么条件吗？作为运载体必须具备哪些条件？1.能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
2.具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
3.具有某些标记基因，便于进行筛选。
如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。
4.对受体细胞无害。最常用的运载体——质粒分布：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中。最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。本质：细胞染色体(或拟核)外能自主复制的小型环状DNA分子。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内完成。基因的运输工具——质粒能复制并带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。3、基因的运输工具——运载体3.种类：
质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒。1.作用：将外源基因送入受体细胞。
能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
具有一个至多个限制酶切点，使外源基因插入其中。
具有某些标记基因，以便进行筛选。如抗菌素抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。
对受体细胞无害，不影响其正常活动。2.条件：1、质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ B．①④⑥
C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A 提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B. 有利于对目的基因是否导入进行检测
C. 增加质粒分子的分子量
D．便于与外源基因连接 假定你是一位知名的育种专家，某动物园为了迎合观众猎奇的心理，想请你为他们培育出下面几只“怪物”，请问你准备用什么方法？怪物 1怪物 2怪物 3怪物 4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！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。