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人教版选修3. 1.1 DNA重组技术的基本工具 教学课件 (共27张PPT)
专题1:基因工程DNA重组技术或基因拼接技术基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境操作对象操作水平基本过程结果生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达符合人类需要的基因产物基因工程培育抗虫棉简要过程:苏云金芽孢杆菌普通棉花(无抗虫特性)提取与运载体DNA拼接导入重组DNA抗虫基因棉花细胞(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?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 分子手术刀:核酸限制性内切酶(限制酶) 分子缝合针 :DNA连接酶 分子运输车:载体粘性末端平末端一、 “分子手术刀” —限制性核酸内切酶特点:专一性一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列,并在特定的位点切割 1、主要来源: 2、种类和命名: 3、作用: 4、结果:原核生物识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且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。形成两种末端识别序列的特点:中轴线两侧的碱基反向对称重复排列EcoRⅠ黏性末端 切割的位点:G、A之间断裂的化学键是:磷酸二酯键黏性末端Go backSmaⅠ平末端 平末端粘性末端平末端一、 “分子手术刀” —限制性核酸内切酶特点:专一性一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列,并在特定的位点切割 1、主要来源: 2、种类和命名: 3、作用: 4、结果:原核生物识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且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。形成两种末端GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAG双链断开GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAG不同来源的DNA片段结合GAATTCCTTAAGE·coli DNA连接酶T4 DNA连接酶 二、 “分子缝合针” —DNA连接酶1、种类:2、作用部位:磷酸二酯键 DNA连接酶连接黏性(平)末端,可形成重组的DNA分子E·coli DNA连接酶 或T4DNA连接酶 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来,但效率较低 T4DNA连接酶要想使两个不同的DNA分子重组,必须用同一种限制性核酸内切酶切割(二)“分子缝合针”——DNA连接酶3、两种连接酶的区别:功能类型来源相同点差别E·coliDNA连接酶大肠杆菌只能连接黏性末端恢复磷酸二酯键能连接黏性末端和平末端(效率较低)T4DNA连接酶T4噬菌体DNA连接酶与DNA聚合酶比较DNA聚合酶DNA连接酶相同不同作用对象模板形成磷酸二酯键单个脱氧核苷酸DNA片断需 要不需要GGA A T T CA A T T CC T T A AC T T A AGGGA A T T CC T T A AGGA A T T CC T T A AG磷酸二酯键磷酸二酯键DNA连接酶——“分子缝合针”重组DNA(二)连接酶的部位:磷酸二酯键,不是氢键三、基因的载体——“分子运输车”载体的作用: 1、将外源基因转移到受体细胞中去。 2、利用运载体在受体细胞内,对外源基因进行大量复制。载体必须具备的条件: 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存; 2、具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接; 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 ) 4、对受体细胞无害常用的载体有: 质粒,λ噬菌体的衍生物,动植物病毒等都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的常用的载体:质粒有标记基因的存在,可用含氨苄青霉素的培养基鉴别有切割位点能复制并带着插入的目的基因一起复o back思考与探究P71、为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA? 通过长期的进化,细菌中含有某种限制酶的细胞,其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切开。这样,尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断,并且可以防止外源DNA的入侵。 思考与探究 P72、天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗?为什么?提示: 基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒(plasmid),即独立于细菌拟核染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。 是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢?不是,作为基因工程使用的载体必需满足以下条件:练习在基因工程中,切割运载体和含有目的基因的DNA片段,需
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