基因工程的操作工具課件

思考，回答1．生物的遺傳物質(zhì)是什么？2．控制生物性狀的基本單位是什么？3．為什么生物界的各種生物間的性狀有如此大的差別呢？4．生物的性狀是怎樣表達(dá)的？5．各種生物的性狀都是基因特異性表達(dá)的結(jié)果，那么，人類能不能改造基因呢？使原來本身沒有某一性狀的生物而具有某個特定的性狀呢？基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位基因工程的操作工具基因工程的概念基因工程：指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計并通過

和

等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性,從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在

水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫作

。體外DNA重組轉(zhuǎn)基因DNA分子DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)基因工程的原理：基因工程的操作對象：基因工程的結(jié)果：基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的基因產(chǎn)物?；蚬こ痰闹饕夹g(shù)：操作水平：基因工程的操作環(huán)境：生物體外基因體外DNA重組技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)基因工程的操作工具1.1DNA重組技術(shù)的基本工具基本工具：限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”DNA連接酶——“分子縫合針”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”基因工程的操作工具主要存在于原核生物已發(fā)現(xiàn)的約有4000種種類:存在:特點:思考：限制酶的這一特點體現(xiàn)了酶的什么特性？專一性/特異性一、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開?；蚬こ痰牟僮鞴ぞ逿磷酸二酯鍵1234512345A基因工程的操作工具ATGCATGC限制酶切割磷酸二酯鍵基因工程的操作工具限制酶限制酶的作用結(jié)果：產(chǎn)生2個帶有黏性末端的DNA片段以大腸桿菌中的一種叫做EcoR?的限制酶為例：識別GAATTC序列，并在G與A之間切斷磷酸二酯鍵。黏性末端黏性末端基因工程的操作工具SmaⅠ平末端平末端大腸桿菌的限制酶SmaⅠ，識別CCCGGG序列，并在G與C之間切斷磷酸二酯鍵基因工程的操作工具切割DNA分子時產(chǎn)生的兩種不同末端當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線兩側(cè)切開時，被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。

當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。基因工程的操作工具思考:1、請寫出以下限制酶切割DNA之后產(chǎn)生的末端？產(chǎn)生的末端是哪種類型？2、圖中哪兩種限制酶的識別序列不同，但產(chǎn)生的黏性末端相同？

同一種限制酶切斷的幾個DNA具有相同的黏性末端，但是不同的限制酶識別的序列雖不同，但也能切出相同的粘性末端?；蚬こ痰牟僮鞴ぞ?/p>

1、被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？思考:形成的黏性末端一般不同2、不同的限制酶呢？具有但是不同的限制酶也能夠切出相同的粘性末端限制酶A切割位點是T與G之間，識別：5‘-ATGATCAT3’-TACTAGTA，限制酶B切割位點是A與G之間，識別：5‘-CAGATCTG3’-GTCTAGAC，那么，它們產(chǎn)生的粘性末端是？基因工程的操作工具基因的針線：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割催化磷酸二酯鍵的形成氫鍵的形成不需要酶的催化基因工程的操作工具AATTGCGC基因的針線：DNA連接酶

將雙鏈DNA片段“縫合”起來，催化磷酸二酯鍵的形成。1、DNA連接酶的作用：來自大腸桿菌，只連接黏性末端來自T4噬菌體，連接黏性末端和平末端（效率低）A、E.coliDNA連接酶2、DNA連接酶的種類：B、T4DNA連接酶基因工程的操作工具3、DNA連接酶與DNA聚合酶的比較DNA連接酶DNA聚合酶催化兩個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵不需要模板需要DNA的一條鏈為模板游離的DNA片段單個的脫氧核苷酸形成完整的DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復(fù)制相同點不同點模板作用對象作用結(jié)果用途基因工程的操作工具三、分子運(yùn)輸車——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體要讓一個從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入受體細(xì)胞的工具就是載體。2、基因工程的載體被喻為：分子運(yùn)輸車3、基因工程的載體來源：思考：如果受體細(xì)胞是動物細(xì)胞需用什么載體？植物細(xì)胞呢？細(xì)菌呢？質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒1、載體的功能：A、作為運(yùn)載工具將目的基因轉(zhuǎn)運(yùn)到宿主細(xì)胞內(nèi)B、利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制?；蚬こ痰牟僮鞴ぞ?、能否用SARS病毒作為基因載體？3、作為載體，若沒有切割位點將怎樣？4、攜帶目的基因的載體是否進(jìn)入了受體細(xì)胞，如何鑒定？5、假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制，將怎樣？提示：1、從化學(xué)組成來看，載體應(yīng)含有什么成分？雙鏈DNA不能不能進(jìn)行DNA的重組載體上應(yīng)有標(biāo)記基因可能造成基因丟失思考：作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？基因工程的操作工具標(biāo)記基因，便于進(jìn)行檢測。②能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存①具有一至多個限制酶切點，以便與外源基因連接③具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選能成為載體的條件④對受體細(xì)胞無害、容易獲得基因工程的操作工具最常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒質(zhì)粒的分布：存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中。最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒。質(zhì)粒的本質(zhì)：細(xì)胞核外或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子?；蚬こ痰牟僮鞴ぞ哒n本知識回顧

1、基因工程又叫做

或

。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種

提取出來，加以

，

然后放到另一種生物的細(xì)胞里，

改造生物的遺傳性狀。基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)基因修飾改造定向地基因工程的操作工具2、DNA重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀”──“分子縫合針”──“分子運(yùn)輸車”──限制（性核酸內(nèi)切）酶DNA連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因工程的操作工具3、限制性核酸內(nèi)切酶主要是從

的一種酶。識別雙鏈DNA分子的某種

，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的

斷開。形成兩種末端原核生物中分離純化出來特定的核苷酸序列

磷酸二酯鍵黏性末端平末端基因工程的操作工具4、“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類連接黏性末端E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶磷酸二酯鍵連接黏性末端和平末端基因工程的操作工具4、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體通常有三種:作為載體的條件：在進(jìn)行基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒都是在

質(zhì)粒λ噬菌體衍生物動植物病毒天然質(zhì)粒人工改造的能自我復(fù)制；有切割位點；有遺傳標(biāo)記基因；對受體細(xì)胞無害、易分離基礎(chǔ)上進(jìn)行過基因工程的操作工具練習(xí)1、在基因工程中，切割運(yùn)載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（