人教版教学课件1.1-DNA重组技的基本工具-课件-1.ppt

* * 专题1 基因工程 什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 （一）基因工程的概念 实质 结果 基本过程 操作水平 操作对象 操作环境 基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 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 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具： 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 1. 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 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，故名限制性内切酶。 特点：特异性。 即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。 （二）DNA重组技术的基本工具 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 限制酶 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。 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。 2. DNA连接酶——“分子缝合针” 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。 外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？ 导入过程需要运输工具——运载体。 运载体的作用有哪些？ 作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。 作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。 作为运载体必须具备哪些条件？ 1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2）载体DNA必须有一个或多个限制酶切点，以便目的基因插入到载体上去。 3）具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。 载体DNA必须是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去; 5) 载体DNA分子大小应适合,以便提取和在体外进行操作,太大就不便操作. 3.基因进入受体细胞的运载——”分子运输车” 常用的运载体主要有两类： 1）细菌细胞质的质粒 2）噬菌体或某些动植物病毒 质粒： 质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以外的DNA分子。 质粒是基因工程最常用的运载体。 绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。 大肠杆菌的质粒： 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。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。 * * *