基因工程11DNA重组技术的基本工具.pptx

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基因工程11DNA重组技术的基本工具.pptx

设想一 能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢? 主讲教师 郎启胜 胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取,产量低成本高。 而微生物生长迅速,容易控制。于是科学家设想,若能将人的胰岛素基因导入微生物体内,并得以表达,就不仅能解决产量问题,还能大大降低生产成本,使药品价格大幅下降。 设想二 能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物? 回忆旧知识 这些定向改造基因 的设想能实现吗? 经过多年的努力,科学家终于在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 重组DNA转移到动物受精卵中。 将人的生长激素基因注射到小白鼠受精卵中,得到的“超级小鼠”。 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) 基因工程的概念 基因工程:指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 实质 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的新的生物类型和生物产品 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 基因工程的概念 基因工程操作的四个基本步骤 1)提取目的基因 2)目的基因与运载体结合 3)将目的基因导入受体细胞 4)目的基因的检测和表达 基因工程培育抗虫棉的简要过程: 抗虫棉的培育有哪些关键步骤? 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具? DNA 重组技术的基本工具 本节知识内容 §1 DNA重组技术的基本工具 专题一 基因工程 “分子手术刀” ──限制酶 “分子缝合针” ──DNA连接酶 “分子运输车” ──基因进入受体细胞的载体 思考 在自然界中有一些生物的DNA可能进入另一种 生物的细胞中。我们有没有学过相关的实例? 那么这类生物为什么没有在长期的进化过程中被外源 DNA的入侵而灭绝,它们有何保护机制? 限制酶切割外源DNA,使之失效, 从而达到保护自身的目的! 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。 主要是原核生物 4000种。 1、来源: 2、种类: 3、作用: 4、结果: 形成两种末端 一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶 G 限制酶切割磷酸二酯键 限制性内切酶作用过程 什么叫黏性末端? 当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时,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。 什么叫平末端? 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时,切开的DNA两条单链的切口,是平整的,这样的切口叫平末端。 大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开形成黏性末端。 SmaⅠ能识别CCCGGG序列,并在C和G之间切割形成平末端 。 模拟操作 课本6页 基因的针线:DNA连接酶 G 连接酶连接磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程: 二、分子缝合针——DNA连接酶 磷酸二酯键 A 作用部位: 是磷酸二酯键(扶手) 不是氢键(梯子) DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶。 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端 分类 作用 E.coli DNA连接酶 连接酶种类: T4DNA连接酶 DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点? DNA连接酶 DNA聚合酶 连接DNA链 连接部位 双链 在两DNA片断之间形成磷酸二脂键 单链 将单个核苷酸加到已存在的核酸片断3’末端形成磷酸二脂键 核苷酸分子的连接: DNA聚合酶连接单链DNA 把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上 三、分子运输车——基因进入受体细胞的载体    要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达,首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去!能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体。 基因工程的载体被喻为: 分子运输车 基因工程的载体来源: 作为基因工程的载体需要怎样的条件呢? 质粒、噬菌体、动植物病毒 议一议 2、能否用SARS病毒作为基因载体? 3、作为载体,若没有切割位点将怎样? 4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞,如何鉴定? 5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制,将怎样? 1、从化学组成来看,载体应含有什么成分? 双链DNA 不能 不能进行DNA的

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