单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修3,现代生物科技专题,选修3现代生物科技专题,1,专题1 基因工程,DNA重组技术的基本工具,基因工程的基本操作程序,基因工程应用,蛋白质工程的崛起,专题1 基因工程DNA重组技术的基本工具,2,基因工程的概念,是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外,DNA重组技术,和,转基因技术,，赋予生物以新的,遗传特性,，创造出更符合人们需要的,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,DNA重组技术,；也叫,基因拼接技术,。,基因工程的概念是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外D,3,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,原理,目的,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的生物类型和生物产品,基因重组,基因工程概念的分析,基因工程的别名操作环境操作对象操作水平原理目的基因拼接技术或,4,基础理论和技术的发展催生了基因工程,20世纪中叶,基础理论取得了重大突破,DNA是遗传物质的证明,DNA双螺旋结构和中心法则的确立,遗传密码的破译,技术发明使基因工程的实施成为可能,基因转移载体的发现,工具酶的发现,DNA合成和测序技术的发明,DNA体外重组的实现,重组DNA表达实验的成功,第一例转基因动物问世,PCR技术的发明,基础理论和技术的发展催生了基因工程20世纪中叶,基础理论取得,5,科学、技术、社会的关系,科学提供对自然界的说明，技术将科学原理转化为工艺和产品，从而造福于人类社会。科学、技术、社会的互动，不断调整着人类与自然界的关系，推动着文明的进展。,科学、技术、社会的关系科学提供对自然界的说明，技术将科学原理,6,专题1 基因工程,1.1,DNA重组技术,的基本工具,专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具,7,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,转基因抗虫棉抗虫棉普通棉,8,抗虫害的玉米,抗虫害的玉米,9,转入抗寒基因的番茄,转入抗寒基因的番茄,10,转基因鲑鱼,转基因鲑鱼,11,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花,(,无抗虫特性,),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体DNA拼接,导入,棉花细胞,(,含,抗虫基因,),棉花植株,(,有,抗虫特性,),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽,12,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连接,关键步骤三：,抗虫基因,导入受体(棉花)细胞,基因的剪刀限制性内,切酶,基因的针线DNA连接酶,基因的运载工具运载体,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,13,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。,主要是从,原核生物中分离纯化出来,的一种酶。能将外来的,DNA切断,，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。,4000种。,1、来源：,2、种类：,3、作用：,4、结果：,形成两种末端,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,粘性末端,平末端,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,14,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶,能识别GAATTC序列,，并在,G和A,之间切开。,限制酶,什么叫黏性末端？,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别G,15,限制酶,什么叫黏性末端？,限制酶什么叫黏性末端？,16,什么叫黏性末端？,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,。,什么叫黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链,17,什么叫平末端？,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,。,什么叫平末端？当限制酶从识别序列的中心轴线处,18,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类：,2、作用部位：,两类,Ecoli DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,磷酸二酯键,DNA连接酶,可把黏性末端,之间的缝隙,“,缝合,”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。,二、“分子缝合针”DNA连接酶1、种类：两类Ec,19,生物DNA重组技术和基本工具ppt课件新人教版选修,20,外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？,基因进入受体细胞的载体,“分子运输车”,。,三、“分子运输车”载体,外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？基,21,1.作用：,2.种类：,质粒,、,噬菌体的衍生物,和动植物病毒等。,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,。,将,外源基因,送入受体细胞。,质粒的特点,1.作用：要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内,22,最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，,其中常含有,抗药基因,，,如四环素的,标记基因。,质粒的存在与否对受体,细胞生存没有决定性作用，但复制,只能在受体细胞内完成。,质粒是,一种裸露的、结构简单、独,立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，,并且具有,自我复制,能力的,双,链,环,状,DNA分子。,质粒是基因工程最常用的载体。,最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，质粒是一种裸露的、结,23,3.作为载体必须具备的条件,1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？,2.作为载体没有,切割位点,将怎样？,3.目的基因,是否,进入受体细胞，你如何去察觉？,4.如果载体对受体细胞有害将怎样？,3.作为载体必须具备的条件1.假如目的基因导入受体细胞后不能,24,作为运载体必须具备的条件,能够在受体细胞中,自我复制,并,稳定,地保存。,具有,一个或多个限制酶切点,，以便与外源基因连接。,具有某些,标记基因,，便于进行筛选。,必需是安全的，不会对受体细胞有害。,注意：真正用作运载体的质粒都,是人工改造过的。,作为运载体必须具备的条件能够在受体细胞中自我复制并稳定地保存,25,生物DNA重组技术和基本工具ppt课件新人教版选修,26,基因工程,的工具,限制酶,主要存在于原核生物中,具有专一性(识别序列),切开DNA分子的磷酸二酯键,DNA连,接酶,连接磷酸二酯键,种类,E.coliDNA连接酶,T,4,DNA连接酶,运载,工具,具备的,条件,1.结构简单,大小适中能在宿主,细胞中自我复制并稳定存在,2.具一个多个限制酶切位点,3.具标记基因,4.,安全的，不会对受体细胞有害,质粒、,噬菌体衍生物、动植物病毒,小结,基因工程限制酶主要存在于原核生物中DNA连连接磷酸二酯键种类,27,DNA聚合酶,与DNA连接酶,相同,区别,DNA聚合酶,DNA连接酶,在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来,将两个DNA片段连接起来；,将DNA双链上的两个缺口同时连接起来,形成磷酸二酯键,DNA聚合酶与DNA连接酶相同区别DNA聚合酶DNA连接酶在,28,1、关于限制酶的说法中，正确的是（）,A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列,B、EcoRI切割的是GA之间的氢键,C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA,D限制酶只存在于原核生物中,课堂巩固,1、关于限制酶的说法中，正确的是（）课堂巩固,29,2、DNA连接酶催化的反应是(),ADNA复制时母链与子链之间形成氢键,B黏性末端碱基之间形成氢键,C两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接,DA、B、C都不正确,2、DNA连接酶催化的反应是(),30,3、作为基因的运输工具载体，必须具备的条件及理由是(),A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因,B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达,C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件,D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选,3、作为基因的运输工具载体，必须具备的条件及理由是(,31,4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是(),能自主复制不能自主复制,结构很小是蛋白质是环状RNA,是环状DNA能“友好”地“借居”,A、B、,C D,4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是(),32,5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为(),A、目的基因上有标记,B、质粒具有某些标记基因,C、重组质粒能够复制,D以上都不正确,5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为(),33,6、关于质粒的叙述正确的是(),A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子,B、质粒是唯一的载体,C、重组质粒是目的基因,D、质粒可在宿主外单独复制,6、关于质粒的叙述正确的是(),34,7、基因工程中可用作载体的是(),质粒噬菌体,病毒动物细胞核,A、B、,C D、,7、基因工程中可用作载体的是(),35,8、下列关于基因工程中所选用的质粒,的说法，错误的是(),A、不能没有标记基因,B、是小型链状的DNA分子,C、能够自我复制,D可与目的基因重组,8、下列关于基因工程中所选用的质粒,36,9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而,成的是(B ),A、B、,C、D,、,9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而A、B,37,10、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是(),(1)限制酶(2)连接酶,(3)解旋酶(4)还原酶,A、(1)(2)(3)B、(1)(2)(4),C、(1)(2)D、(1)(3),10、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是(),38,的复制,DNA,的复制DNA,39,