杨川-第六章2基因工程及其应用(第1课时)案例.ppt

延伸： 延伸： * 第六章 从杂交育种到基因工程 第2节 基因工程及其应用 家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 设想 基 因 工 程 一 基因工程的原理 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 实质(原理) 优点 基因拼接技术、DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状 提取 → 结合 → 导入 → 表达 基因重组 打破生殖隔离； （一）基因工程的概念 定向地改变生物； 周期短、目的性强。 思考：要把家蚕的合成蚕丝蛋白的基因 “嫁接”到细菌上，关键步骤是什么？ 关键步骤一：怎样提取合成蚕丝蛋白的基因？ 关键步骤二：怎样将基因运输到细菌体内？ 关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？ 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 基因的针线——DNA连接酶 基因的运载工具——运载体 （二）基因操作的工具 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 基因的针线——DNA连接酶 基因的运载工具——运载体 1、基因的剪刀——限制性核酸内切酶（简称限制酶） 限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，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，故名限制性核酸内切酶。 特点： （1）只能识别一种特定的核苷酸序列 （2）只能在特定的位点上切割DNA分子 特异性(专一性) 限制性内切酶 识别位点 EcoRⅠXbaⅠXhoⅠNdeⅠ G↓AATTCT↓CTAGAC↓TCGAGCA↓TATG 表：几种常用限制性内切酶及其酶切位点 限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程 点击播放 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。 例如： 限制酶 重播 切割位置： 两个 脱氧核糖核苷酸之间的 磷酸二酯键 黏性末端 切割位置： 两个 脱氧核糖核苷酸之间的 磷酸二酯键 （1）被同种限制酶切割的几个DNA分子具有相同的黏性末端。 （2）不同的限制酶也可以切出相同的黏性末端。 （3）限制酶切割不一定产生黏性末端，也可以产生平末端。 练一练：使用EcoRⅠ切割的结果(识别GAATTC，并在G和A之间切开) CGAATTCTAACCGGAATTCGAGCTC GCTTAAGATTGGCCTTAAGCTCGAG AATTCTAACCGG GATTGGCCTTAA 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。 DNA连接酶 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G 同种限制酶切割 2、基因的针线——DNA连接酶 黏性末端的黏合： 连接位置： 两个脱氧核糖核苷酸之间的 磷酸二酯键 互补的碱基形成氢键连接 黏性末端的连接： DNA连接酶连接缺口 DNA连接酶的作用过程 点击播放 DNA聚合酶 和 DNA连接酶 的区别与联系？ DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成。（DNA复制） 将脱氧核苷酸连接成DNA分子。 DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成。 将DNA片段连接成重组DNA分子。 3、基因的运载工具——运载体： 常用的运载体主要有两类： 1）质粒 2）噬菌体或某些动植物病毒 原理： 利用运载体侵染宿主细胞的能力，将目的基因导入宿主细胞。 质粒： （1）质粒是基因工程最常用的运载体。 （2）存在于细菌、酵母菌等生物中 （3）是拟核或细胞核外的小型环状DNA分子。 （4）能自主复制。 (1)能在宿主细胞中复制并稳定保存； (2)具有多个限制酶的切点，便于与不同的目的基因连接； (3)具有某些标记基因，便于筛选成功导入的受体细胞。 运载体的特点 提取目的基因 1 目的基因与运载体结合 2 将目的基因导入受体细胞 3 目的基因的检测和表达 4 （三）基因工程的步骤 * * *