湖北省宜昌市第十八中學(xué)高中生物《11 DNA重組技術(shù)的基本工具》課件 新人教版選修1.ppt

基因工程 定向基因改造設(shè)想 設(shè)想一 能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮 能否讓細(xì)菌 吐出 蠶絲 設(shè)想二 能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素 干擾素等珍貴的藥物 設(shè)想三 經(jīng)過多年的努力 科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù) 基因工程 什么叫基因工程 也叫基因拼接技術(shù)或dna重組技術(shù) 該技術(shù)是在生物體外 通過對有關(guān)dna分子進(jìn)行人工 剪切 和 拼接 對生物的基因進(jìn)行改造和重新組合 然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖 使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá) 從而創(chuàng)造出人類所需要的新的生物類型和基因產(chǎn)物 定向改造生物的遺傳性狀 基因工程的基本操作程序 1 目的基因的獲取 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4 目的基因的檢測與鑒定 dna重組技術(shù)的基本工具 工欲善其事 必先利其器 想一想 獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉需要做哪些工作呢 實(shí)現(xiàn)這一精確的操作過程的工具是什么呢 dna重組技術(shù)的基本工具 1 分子手術(shù)刀 準(zhǔn)確切割dna 2 分子縫合針 將dna片段再連接起來 3 分子運(yùn)輸車 將體外重組好的dna導(dǎo)入受體細(xì)胞 分子手術(shù)刀 限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 a 來源 主要從原核生物中分離純化 想一想 這類酶在原核生物中起什么作用 為什么細(xì)菌中限制酶不剪切細(xì)菌本身的dna b 作用 識別雙鏈dna分子的某種特定核苷酸序列 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 c 識別序列的組成 大多數(shù)由六個核苷酸組成 d 切割后產(chǎn)生的dna片段末端的形式 黏性末端 平末端 sma 平末端平末端 4 限制酶的作用結(jié)果 ecor 黏性末端 黏性末端 4 限制酶的作用結(jié)果 ecor 黏性末端 黏性末端 重復(fù)演示 dna連接酶 分子縫合針 分類 e colidna連接酶 t4dna連接酶 差別 e colidna連接酶只能將雙鏈dna片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來 不能將雙鏈dna片段平末端之間進(jìn)行連接 t4dna連接酶既可以 縫合 雙鏈dna片段互補(bǔ)的黏性末端 又可以 縫合 雙鏈dna片段的平末端 但連接平末端之間的效率比較低 想一想 dna連接酶與dna聚合酶是一回事嗎 為什么 可把黏性末端之間的縫隙 縫合 起來 e colidna連接酶或t4dna連接酶 即恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵 t4dna連接酶還可把平末端之間的縫隙 縫合 起來 但效率較低 t4dna連接酶 答 不是一回事 dna連接酶和dna聚合酶都是形成磷酸二酯鍵 在相鄰核苷酸的3位碳原子上的羥基與5位碳原子上所連磷酸基團(tuán)的羥基之間形成 那么 二者的差別主要表現(xiàn)在什么地方呢 1 dna聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3 末端的羥基上 形成磷酸二酯鍵 而dna連接酶是在兩個dna片段之間形成磷酸二酯鍵 不是在單個核苷酸與dna片段之間形成磷酸二酯鍵 2 dna聚合酶是以一條dna鏈為模板 將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的dna鏈 而dna連接酶是將dna雙鏈上的兩個缺口同時連接起來 因此dna連接酶不需要模板 此外 二者雖然都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的酶 但組成和性質(zhì)各不相同 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 分子運(yùn)輸車 a 為什么稱為 分子運(yùn)輸車 b 分類 質(zhì)粒 噬菌體的衍生物 動植物病毒 1 一種裸露的 結(jié)構(gòu)簡單獨(dú)立于細(xì)菌dna之外 并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀dna分子 2 有一至多個限制酶切割位點(diǎn) 3 有特殊的遺傳標(biāo)記基因 c 想一想 天然的dna分子可以直接用作基因工程載體嗎 4 必須是安全的 大小要合適 鞏固練習(xí) 總結(jié)規(guī)律 限制酶所識別的序列有什么特點(diǎn) 無論是6個堿基還是4個堿基 都可以找到一條中心軸線 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 限制酶在dna的任何部位都能將dna切開嗎 以下是四種不同限制酶切割形成的dna片段 1 ctgca 2 ac 3 gc g tgcg 4 g 5 g 6 gc cttaaacgtc cg 7 gt 8 aattc ca g 你是否能用dna連接酶將它們連接起來 2 下列說法正確的是 a 限制酶的切口一定是gaattc堿基序列b 質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體c 重組技術(shù)所用的工具酶是限制酶 連接酶 運(yùn)載體d 利用運(yùn)載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制的過程可稱為 克隆 審題 3 下列黏性末端屬于同種內(nèi)切酶切割而成的是 a b c d tcgagcttaa aggttcca agcttcag aattcg 4 下列哪一種酶是基因工程的工具酶 a dna連接酶b dna酶c rna酶d 運(yùn)載體 記住了 1 原核生物容易受到自然界外源dna的入侵 但是 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 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 2 迄今為止 基因工程中使用的限制酶絕大部分都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來的 它們各自可以識別和切斷dna上特定的堿基序列 細(xì)菌中限制酶之所以不切斷自身dna 是因?yàn)槲⑸镌陂L期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制 對于