基因工程的操作工具教学剖析.ppt

定向基因改造设想 对基因工程概念的理解： 基因工程别名： 操作对象： 操作环境： 实质或原理各是什么： 操作水平： 操作过程： （一）限制性核酸内切酶----“分子手术刀” (1)来源：(2)特点：(3)作用实质 　 　 （二）“分子缝合针”——DNA连接酶 　 (三)“分子运输车” ——基因进入受体细胞的载体 常用运载体种类： 　 ⑴细菌的质粒 　 ⑵噬菌体或某些动植物病毒 小结 * 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 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 设想三 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。 什么叫基因工程？ 也叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对有关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，从而创造出人类所需要的新的生物类型和基因产物。定向改造生物的遗传性状。 基因工程产品 抗虫害的玉米 转鱼抗寒基因的番茄 转基因鲑鱼 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) DNA重组技术的基本工具 工欲善其事, 必先利其器. 想一想:获得转基因抗虫棉需要做哪些工作呢? 实现这一精确的操作过程的工具是什么呢? DNA重组技术的基本工具 1.手术刀(基因的剪刀)------准确切割DNA 2.缝合针(基因的针线)-----将DNA片段再连接起来 3.运输工具(基因的运载体)------将体外重组好的 DNA导入受体细胞 表现在两个方面: 一识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列, 二在特定核苷酸序列中的具有特定的切割位点。 这体现了限制酶具有专一性 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（切割DNA分子） T 磷酸二酯键 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 A 限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线（如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向、对称、重复排列的。 G A A T T C C T T A A G C C C G G G G G G C C C EcoRⅠ （4）作用结果：  黏性末端和平末端 SmaⅠ EcoR Ⅰ 黏性末端　　　　 黏性末端 EcoRⅠ 黏性末端　　　　 黏性末端 Sma Ⅰ 平末端　　　平末端 限制酶存在于原核细胞中的作用是什么？为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 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(平)末端？ 要切两个切口，产生四个黏性(平)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(平)末端，然后让两者的黏性(平)末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。 思考? 限制酶与解旋酶有什么区别？ ……GAATTC…… ……CTTAAG…… ……GAATTC…… ……CTTAAG…… EcoRⅠ ……GAATTC…… ……CTTAAG…… ……GAATTC…… ……CTTAAG…… 不同来源的DNA片段混合 将不同种来源的DNA片段连接起来 生物A基因片段 生物B基因片段 ……G　　AATTC…… ……CTTAA　　G…… ……G　　AATTC…… ……CTTAA　　G…… 酶切 ①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来. ②作用原理： 催化磷酸二酯键形成 ③类型： 不同类型DNA连接酶的比较： ③类型： 类型 E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 来源 功能 大肠杆菌 T4噬菌体 恢复 磷酸 二酯键 只能连接黏性末端 能连接黏性末端和平末端(效率较低) 相同点 差别 （二）“分子缝合针”——DNA连接酶 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来， E·coli DNA连接酶　　　　　　　　或T4DNA连接酶 即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 T4DNA连接酶 寻根问底 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么? 答：不是一回事。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么，二