工具酶的发现及基因工程的诞生资料.ppt

家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮 定向基因改造设想 : 设想一 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 设想二 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 1、什么叫基因？ 思 考： 3、什么是遗传信息？如何表达？ 2、基因、DNA、染色体之间是怎样的关系？ 基因工程的概念和核心： 基因工程的理论基础： 基因工程的技术保证： 限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒载体的发现和应用 DNA是生物遗传物质的发现； DNA双螺旋结构的确立； 遗传信息传递方式的认定。 一、基因工程的概念： 操作环境 操作对象 操作水平 结　　果 变异原理 生物体外 基 因 ＤＮＡ分子水平 定向改变生物性状，获得需要的产物 重组DNA技术、基因拼接技术 基因重组 核 心 构建重组DNA分子 是指按照人们的意愿,在生物体外，通过对不同的DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，从而实现对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入到受体细胞里，定向地改造生物的遗传性状，产生出人类需要的基因产物。 G A A T T C G C T T A A A A T T C G （1）限制性核酸内切酶 C T T A A G 思考：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制性核酸内切酶切几个切口？可产生几个粘性末端？ 2个切口 4个粘性末端 粘性末端 粘性末端 5 , 5 , 3 , 3 , (1)不同限制性核酸内切酶，识别不同的特定的核苷酸 序列，在不同位点切割。 (2)一种限制性核酸内切酶，只能识别 1 种特定的核 苷酸序列，并在特定的切割位点上切割磷酸二酯键， 形成两个（反向互补）的“粘性末端”或“平端”； (3)不同限制性核酸内切酶，切割DNA，可形成相同 的粘性末端。 限制酶名称 识别序列和切割位点 BamHⅠ Sau3A 1．已知某种限制性核酸内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是 A．3 B．4 C．9 D．12 C 线性DNA分子的酶切示意图 2：用同一种限制酶处理会产生相同的黏性末端，但用不同的限制酶处理也可能产生相同的黏性末端。下列所示的四个粘性末端是由 种限制酶作用产生的。 4 2、DNA连接酶 磷酸二酯键 （1）连接的部位： （2）作 用： 磷酸二酯键 将末端碱基互补的2个DNA连接。　 下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是 ①…CTGCA …G ②…G …CTTAA ③ G… ACGTC… ④ AATTC… G… A. ①③；②④ B. ①②；③④C. ①④；②③ D.以上都不对 A 思考： （１）用DNA连接酶连接两个相同的粘性末端要连接几个磷酸二酯键？ （２）用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？ ２个 ４个 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 不是一回事。 相同点：形成磷酸二酯键 不同点：1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键； 而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。 ３、载体 （1）作 用： （2）具备的条件 将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制并稳定地保存； 具有多个限制性核酸内切酶切点； 具有某些抗性基因（标记基因），以便筛选。 质粒、噬菌体和动植物病毒 （3）种 类： 1、细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子； 2、存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 3、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 4、质粒的存在对宿主细胞无影响。 5、质粒上具有抗性基因。 质粒： 世界上第一个人工DNA重组产物是： 基因工程诞生的标志是： （１）质粒上会存在某些抗性基因，抗性基因有什么用途？ （２）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？ 思 考： 5．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒