基因工程的概念和工具.ppt

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1、基因工程专题1每100kg猪或牛的胰腺中仅可提取4~5g。1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。治疗糖尿病特效药——据WTO调查：2016年全世界约有糖尿病患者4亿人，我国约1.5亿。胰岛素思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？密码子在生物界是　　　的！DNA(基因)mRNA蛋白质(性状)转录翻译通用基因工程的产物基因工程的概念基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人

2、们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。供体细胞目的基因受体细胞获得新性状基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达1DNA重组技术的基本工具第1节问题探讨手术刀缝合针运输工具培育抗虫棉需要哪些基本工具?阅读课本4-5页“限制性核酸内切酶——分子手术刀”的相关内容，思考下列问题自主学习1.限制性核酸内切酶主要来源于那种生物？2.限制性核酸内切酶如何起作用？3.限制性核酸内切酶作用之后形成几种末端？原核生物磷酸二酯键一、“分

3、子手术刀”—限制性核酸内切酶识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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。特点：专一性一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列，并在特定的位点切割磷酸二酯键中轴线在G与A之间切割大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。EcoRI限制酶的作用黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割被限制酶切开的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。SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。中轴线SmaI限制酶的作用在G与C之间切割平末端　

4、　　平末端SmaI限制酶的切割当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。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？会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。寻根问底为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，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

5、开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。２、“分子针线”——DNA连接酶DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。思考：DNA连接酶连接的是什么部位？可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coliDNA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T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低T4DNA连接酶要想使两个不同的DNA分子重组，必须用同一种限制性核酸内切酶切割19类型来源功能差

6、别E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶大肠杆菌T4噬菌体只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率较低)２、“分子针线”——DNA连接酶恢复磷酸二酯键作用：DNA连接酶DNA聚合酶相同点作用实质化学本质不同点模板作用对象作用结果用途都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质不需要需要形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制DNA连接酶与DNA聚合酶的比较只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键三、基因的载体载体的作用：将外源基因转移到受体细胞中去。常用的载体有：质粒，λ噬菌体衍生物，动植物病毒等质粒结构

7、特点是什么?质粒作为载体有那些必要条件？常用的载体：质粒有复制区，能复制并带着插入的目的基因一起复制有目的基因插入位点有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别质粒——裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。载体的作用载体的必要条件载体的种类“分子运输车”——运载体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，便于进行鉴定和选择。1）作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中2）在受体细胞内对目的基因进行大量复制①细菌的质粒②病毒：