DNA重組技術(shù)的基本工具26(完美版教學(xué)課件)

1、能發(fā)光的水母請您欣賞能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想不能發(fā)光的熱帶斑馬魚第1頁，共27頁。能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌請您欣賞第2頁，共27頁。 專題1 基因工程 又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原理操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果基因重組生物體外基因/DNA分子水平剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)人類需要的基因產(chǎn)物優(yōu)點(diǎn)：定向地改造生物的遺傳性狀；實(shí)現(xiàn)基因在不同物種之間的轉(zhuǎn)移，迅速培育出生物新品種第3頁，共27頁。基因工程成功的理論基礎(chǔ)：（1）所有生物的DNA都是以4種脫氧核苷酸為基本

2、組成單位，構(gòu)成獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這為不同種生物DNA的成功拼接提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。（2）所有生物公用一套遺傳密碼子，為某種生物的基因能夠在其他生物細(xì)胞內(nèi)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成提供了可能。（3）基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，其表達(dá)具有一定的獨(dú)立性，為目的基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)提供了前提條件。第4頁，共27頁。培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的簡要過程：普通大腸桿菌(不能分泌胰島素)人體組織細(xì)胞提取胰島素基因與運(yùn)載體DNA拼接導(dǎo)入大腸桿菌(含胰島素基因)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌(能分泌胰島素)實(shí)例展示第5頁，共27頁。培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的關(guān)鍵步驟：1.ONE胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來2.TWO胰島素基因與

3、運(yùn)載體DNA連接3.THREE胰島素基因?qū)胧荏w(大腸桿菌)細(xì)胞基因的“剪刀”基因的“針線”基因的運(yùn)載體第6頁，共27頁。1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具1、掌握基因工程的操作工具2、理解運(yùn)載體具備的條件3、模擬重組DNA的操作第7頁，共27頁。12345脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)1、限制性核酸內(nèi)切酶-“分子手術(shù)刀”第8頁，共27頁。 G1234512345 A3,5-磷酸二酯鍵3端5端3端5端磷酸二酯鍵1、限制性核酸內(nèi)切酶-“分子手術(shù)刀”第9頁，共27頁。仔細(xì)觀察各限制酶 識別的特定序列有何 特點(diǎn)？限制酶的識別序列限制酶所識別的序列的特點(diǎn)是：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱，無論是6個(gè)堿基還是4個(gè)堿基，都可以找到一條

4、中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的 ，稱為回文序列1、限制性核酸內(nèi)切酶-“分子手術(shù)刀”第10頁，共27頁。中軸線在G與A之間切割大腸桿菌的一種限制酶(EcoR)只能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。EcoRI限制酶的作用第11頁，共27頁。黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割 被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。第12頁，共27頁。SmaI只能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。中軸線SmaI限制酶的作用在G與C之間切割第13頁，共27頁。平末端平末端SmaI限制酶的切割當(dāng)限制酶從識別序

5、列的中心軸線處切開時(shí)，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。第14頁，共27頁。你能推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。尋根問底為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？通過長期的進(jìn)化，細(xì)菌中含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移

6、到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。 第15頁，共27頁。16類型來源功能相同點(diǎn)差別EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶大腸桿菌T4噬菌體恢復(fù)磷酸二酯鍵只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端(效率較低)“分子縫合針”DNA連接酶第16頁，共27頁。把切下來的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來催化形成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用第17頁，共27頁。兩DNA片段要具有互補(bǔ)的黏性末端才能拼起來DNA連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，注意：DNA連接酶可連接雙鏈DNA

7、中的DNA單鏈缺口，但不能連接單鏈DNA！第18頁，共27頁。DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？T4 DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低DNA連接酶的縫合作用第19頁，共27頁。A A T T GCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用返回第20頁，共27頁。DNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不同點(diǎn)模板作用對象 作用結(jié)果用途都能催化形成磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)不需要需要形成完整的重組DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復(fù)制DNA連接酶與DNA聚合酶的比較只能將單個(gè)核苷酸連接到已有的DNA片段上，形

8、成磷酸二酯鍵在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵第21頁，共27頁。載體的作用載體的必要條件載體的種類3“分子運(yùn)輸車”運(yùn)載體1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行鑒定和選擇。4）必須是安全的 ，對受體細(xì)胞無害。5）載體DNA 分子應(yīng)大小適中，以便于提取和操作1）作為運(yùn)載工具，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中2）在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制細(xì)菌的質(zhì)粒病毒：噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒等。 第22頁，共27頁。有標(biāo)記基因的存在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。有切割位點(diǎn)能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制質(zhì)粒裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨(dú)立于細(xì)菌染色

9、體（即擬核DNA）之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。最常用運(yùn)載體質(zhì)粒 實(shí)際上在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。第23頁，共27頁。3、完成重組DNA模擬操作第24頁，共27頁。2、DNA連接酶-“分子縫合針”3、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體-“分子運(yùn)輸車”1、限制性核酸內(nèi)切酶-“分子手術(shù)刀”課堂小結(jié)來源：主要從原核生物中分離純化而來種類：已經(jīng)分離出大約4000種作用：識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。結(jié)果：形成兩種末端：黏性末端或平末端種類：EcoliDNA連接酶T4DNA連接

10、酶，作用：把切下來的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來催化形成磷酸二酯鍵作用：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中。在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制特征：1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行鑒定和選擇。4）必須是安全的 ，對受體細(xì)胞無害。5）載體DNA 分子應(yīng)大小適中，以便于提取和操作種類：細(xì)菌的質(zhì)粒病毒：噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒等。 第25頁，共27頁。限制性內(nèi)切酶的識別序列和切點(diǎn)是GGATCC，限制性內(nèi)切酶的識別序列和切點(diǎn)是GATC。在質(zhì)粒上有酶的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有一個(gè)酶的切點(diǎn)。（1）請畫出質(zhì)粒

11、被限制酶切割后所形成的黏性末端。（2）請畫出目的基因兩側(cè)被限制酶切割后所形成的黏性末端。（3）在DNA連接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接？為什么？可以連接。因?yàn)橛蓛煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互補(bǔ)的） 課堂練習(xí)第26頁，共27頁。每個(gè)人都有潛在的能量，只是很容易被習(xí)慣所掩蓋，被時(shí)間所迷離，被惰性所消磨。把命運(yùn)寄托在自己身上，這是這個(gè)世界上最美妙的心思。為此努力，拼搏，不舍晝夜。每個(gè)人的內(nèi)心都充滿了魔鬼，學(xué)會控制他。如果你還認(rèn)為自己還年輕，還可以蹉跎歲月的話，你終將一事無成，老來嘆息。在實(shí)現(xiàn)理想的路途中，必須排除一切干擾，特別是要看清那些美麗的誘惑

12、。忍一時(shí)之氣，免百日之憂信心、毅力、勇氣三者具備，則天下沒有做不成的事改變自己是自救，影響別人是救人。當(dāng)你感到無助的時(shí)候，還有一種堅(jiān)實(shí)的力量可以依靠，那就是你自己。想過去是雜念，想未來是妄想，最好把握當(dāng)下時(shí)刻。幸福不在得到多，而在計(jì)較少。改變別人，不如先改變自己。一個(gè)人能走多遠(yuǎn)，要看他有誰同行；一個(gè)人有多優(yōu)秀，要看他有誰指點(diǎn)；一個(gè)人有多成功，要看他有誰相伴。同樣的一瓶飲料，便利店里2塊錢，五星飯店里60塊，很多的時(shí)候，一個(gè)人的價(jià)值取決于所在的位置。忙碌是一種幸福，讓我們沒時(shí)間體會痛苦；奔波是一種快樂，讓我們真實(shí)地感受生活；疲憊是一種享受，讓我們無暇空虛。10、我是世界上獨(dú)一無二的，我一定會成功

13、！成功者往往有個(gè)計(jì)劃，而失敗者往往有個(gè)托辭。成功者會說：“我?guī)湍阕鳇c(diǎn)什么吧！而失敗者說：那不是我的事。成功三個(gè)條件：機(jī)會；自己渴望改變并非常努力；貴人相助億萬財(cái)富買不到一個(gè)好的觀念；好的觀念卻能讓你賺到億萬財(cái)富。一個(gè)訊息從地球這一端到另一端只需要0.05秒，而一個(gè)觀念從腦外傳到腦里卻需要一年，三年甚至十年。要改變命運(yùn)，先改變觀念。人生的成敗往往就在于一念之差。鳥無翅膀不能飛，人無志氣不成功。成功99%是心志，1%是能力。一個(gè)人不成功是因?yàn)閮蓚€(gè)字恐懼。一個(gè)會向別人學(xué)習(xí)的人就是一個(gè)要成功的人。人要是懼怕痛苦，懼怕種種疾病，懼怕不測的事情，懼怕生命的危險(xiǎn)和死亡，他就什么也不能忍受了，人格的完善是本，

14、財(cái)富的確立是末。傲不可長，欲不可縱，樂不可極，志不可滿。在人之上，要把人當(dāng)人；在人之下，要把自己當(dāng)人。鍥而舍之，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤。真者，精誠之至也，不精不誠，不能動(dòng)人。我覺得坦途在前，人又何必因?yàn)橐稽c(diǎn)小障礙而不走路呢？對時(shí)間的慷慨，成功不是將來才有的，而是從決定去做的那一刻起，持續(xù)累積而成。天下之事常成于困約，而敗于奢靡。企業(yè)家收獲著夢想，又在播種著希望；原來一切輝煌只代表過去，未來永遠(yuǎn)空白。一個(gè)最困苦、最卑賤、最為命運(yùn)所屈辱的人，只要還抱有希望，便無所怨懼。你生而有翼，為何一生匍匐前進(jìn)，形如螻蟻世界上只有想不通的人，沒有走不通的路。世上那有什么成功，那只是努力的另一個(gè)代名詞罷了。

15、所謂英雄，其實(shí)是指那些無論在什么環(huán)境下都能夠生存下去的人。微笑不用本錢，但能創(chuàng)造財(cái)富。贊美不用花錢，但能產(chǎn)生氣力。分享不用過度，但能倍增快樂。微笑向陽，無畏悲傷。我們不知道的事情并不等于沒發(fā)生，我們不了解的事情并不代表不存在。我們渴望成功，首先要志在成功。我要讓未來的自己為現(xiàn)在的自己感動(dòng)。想哭就哭，想笑就笑，不要因?yàn)槭澜缣搨?，你也變得虛偽了。小鳥眷戀春天，因?yàn)樗蔑w翔才是生命的價(jià)值。笑對人生，能穿透迷霧；笑對人生，能堅(jiān)持到底；笑對人生，能化解危機(jī)；笑對人生，能照亮黑暗。學(xué)在苦中求，藝在勤中練。不怕學(xué)問淺，就怕志氣短。一個(gè)細(xì)節(jié)足以改變一生。一切成就都緣于一個(gè)夢想和毫無根據(jù)的自信。永遠(yuǎn)不要嘲笑你

16、的教師無知或者單調(diào)，因?yàn)橛幸惶飚?dāng)你發(fā)現(xiàn)你用瞌睡來嘲弄教師實(shí)際上很愚蠢時(shí)，你在社會上已經(jīng)碰了很多釘子了。幽默勝過直白，話少勝過多言；坦率勝過偽裝，自然勝過狡辯；心靜何來多夢，苦索不如隨緣。有一種落差是，你配不上自己的野心，也辜負(fù)了所受的苦難。最可怕的不是有人比你優(yōu)秀，而是比你優(yōu)秀的人還比你更努力。最有希望的成功者，并不是才干出眾的人而是那些最善利用每一時(shí)機(jī)去發(fā)掘開拓的人。昨天如影記住你昨天的挫折和失敗的教訓(xùn)；今天如畫快樂和幸福的人生要靠你自己去描繪；明天如夢珍惜今天,選擇好自己的目標(biāo)，努力地為自己的明天去尋求和拼搏。不曾揚(yáng)帆，何以至遠(yuǎn)方。不論你在什么時(shí)候開始，重要的是開始之后就不要輕言放棄。不去耕耘，不去播種，再肥的沃土也長不出莊稼，不去奮斗，不去創(chuàng)造，再美的青春也結(jié)不出碩果。不要盤算太多，要順其自然。該是你的終會得到。成大事不在于力量多少，而在能堅(jiān)持多久。成為一個(gè)成功者最重要的條件，就是每天精力充沛的努力工作，不虛擲光陰。從未跌倒算不得光彩，每次跌倒后能再戰(zhàn)起來才是最大的榮耀。脆弱的心靈創(chuàng)傷太多，追求才是愈合你傷口最好的良藥。挫折經(jīng)歷的太少，所以總是把一些瑣碎的小事看得很重。當(dāng)你知道你不在是你的時(shí)候，你才是真正的你！漫無目的的生活就像出海航行而沒有指南針。人生多一份感恩，就多一份美化。所有的豪言都收起來，所有的吶喊都咽下去。成功六機(jī)握機(jī)當(dāng)你握著兩手沙子時(shí)，一定就拿不到