基因工程的基本工具和操作程序.ppt

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1、高中生物复习课件卉原中学王廷杰选修三现代生物科技专题致同学们专题一基因工程专题二细胞工程专题三胚胎工程专题四生物技术的安全性和伦理问题专题五生态工程异想天开第一讲基因工程的基本工具和操作程序【考纲解读】考点考纲要求考查角度基因工程的诞生Ⅰ基因工程的理论基础及技术支持；基因工程的三大基本工具的特点及作用。基因工程的原理及技术Ⅱ基因工程的操作步骤及原理，有关概念的考查；设计某一转基因生物的培育过程，具体到目的基因的获取方式、基因表达载体的构建方法、基因检测与鉴定方法。一、基因工程的诞生：基因工程又叫做DNA重组技术。是指按照人们的

2、愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组技术和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果实质实例生物体外基因DNA分子水平剪切拼接导入表达DNA重组技术生产人类需要生物类型和生物产品基因重组（定向）我国科学家培育出的转基因抗虫棉科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程1、基础理论突破：①DNA是遗传物质的证据②DNA双螺旋结构模型的提出③中心法则的确立④遗传密码的破译2、技术发明支持：①基因转移载体的发现②工具酶的发现③DNA合

3、成和测序技术的发明④DNA体外重组的实现⑤重组DNA表达实验的成功⑥第一例转基因动物的问世⑦PCR技术的发明二、DNA重组技术的基本工具——工欲善其事，必先利其器分子手术刀：——限制性核酸内切酶分子缝合针：——DNA连接酶分子运输车：——载体1、限制性核酸内切酶——分子手术刀限制性核酸内切酶简称限制酶，主要是从原核生物中分离纯化出来的。如：EcoRⅠ、SmaⅠ等。限制酶能够识别双链DNA分子的某些特定核苷酸序列，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。大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，如：EcoRⅠ、S

4、maⅠ等。也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有粘性末端和平末端两种形式。限制酶的识别序列：大肠杆菌中的一种限制酶（ECORⅠ）能够专一识别—GAATTC—序列，并在G和A之间将这段序列切开。平末端平末端限制酶的功能黏性末端黏性末端GCTTAAAATTCGECORⅠCGGGCCCCCGGGSmaⅠSmaⅠ能够识别—CCCGGG—序列，并在C和G之间切开。寻根问底:你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一

5、套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？要获得某个目的基因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？把两者的黏性末端通过碱基配对黏合起来，这样就真的合成重组的DNA分子了?限制性内切酶切割的部位是哪里？要切两个切口会产生相同的黏性末端实际还不够，还需要DNA

6、连接酶进行连接。脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键思考产生四个黏性末端两个DNA连接酶2、DNA连接酶——分子缝合针连接DNA两条链骨架上的缺口，形成磷酸二酯键。GCTTAAAATTCGDNA的结构CATGCATGCATGCATG氢键磷酸二酯键DNA连接酶DNA聚合酶DNA（水解）酶解旋酶限制酶DNA聚合酶DNA连接酶区别1区别2相同点寻根问底比较DNA连接酶与DNA聚合酶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在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条

7、互补的DNA链将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板3、基因进入受体细胞的载体——分子运输车（1）载体的作用：将外源基因送入受体细胞（2）载体的种类：质粒λ噬菌体的衍生物动、植物病毒（3）质粒：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA以外的，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。大肠杆菌质粒的特点：质粒有复制原点，能携带着插入的目的基因一起复制，使目的基因扩增。有切割位点，可供外源基因插入。有标记基因，可用于鉴定和选择。载体应具备的条件：1、有切割位点——供外源DNA片段(基因)插入。限制酶的切点所处的位

8、置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外。2、能自我复制——提供大量的目的基因。3、有标记基因——供重组DNA的鉴定和选择。4、载体DNA必需是安全的——不能被受体细胞清除，不能伤害受体细胞，也不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。5、载体DNA分子大小应适合——以便提取