资源简介

(共26张PPT)
20世纪70年代创立了可以定向改造生物性状的新技术
—— 基因工程
学习目标
通过学生动手制作重组DNA的模型，掌握DNA重组技术中的三种基本工具的应用
第1节重组DNA技术的基本工具
基因工程：即 通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 地改造生物的 。
原 理：
操作水平：
一、基因工程
基因重组(人工)
DNA分子水平
基因拼接技术或DNA重组技术
定向
遗传性状
基因工程培育抗虫棉的简要过程：
抗虫棉的培育有哪些步骤？
苏云金芽孢杆菌
提取
抗虫基因
普通棉花(无抗虫特性)
棉花细胞(含抗虫基因)
与运载体DNA拼接，导入
棉花植株(有抗虫特性)
表达
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“缝合”
关键步骤三：
抗虫基因进入棉花细胞
关键步骤四：
对抗虫基因检测与鉴定
解决培育抗虫棉的步骤需要哪些工具？
解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶
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“缝合”
关键步骤三：
抗虫基因进入棉花细胞
“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
主要是原核生物
4000种。
1、来源：
2、种类：
3、作用：
一、“分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子(专一性 )
4、作用键：
特定部位的磷酸二酯键
1、限制酶1 能识别CCCGGG序列，并在C和G之间断磷酸二酯键
2、大肠杆菌的一种限制酶2能识别GAATTC序列，并在G和A之间断磷酸二酯键。
活动一：请用不同的限制酶切割不同的DNA片段， 看看产生的末端是否相同？
G A A T T C
C T T A A G
1
2
酶1
平末端 　　　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。
　
酶2
黏性末端　　　　
黏性末端
从中心轴线两侧切开时，
切口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。
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
思考:
一般形成的末端不同
不同的限制酶呢？
具有
基因的针线：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
用同种限制酶切割
活动二：用相同的限制酶切割的DNA片段，可否重新连接？
A
T
G
C
A
T
G
C
DNA连接酶
连接特定部位
磷酸二酯键
DNA连接酶的作用过程：
二、“分子缝合针”——DNA连接酶
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
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。
1、基因工程的载体被喻为：
分子运输车
2、基因工程的载体来源：
质粒、噬菌体、动植物病毒
3、基因的运输工具——
常用的运载体： 质粒
质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子.　
运载车
活动三：每8人一个小组，利用已有的限制酶（小刀），分别切割含有目的基因（Bt基因）的序列和质粒，再用DNA连接酶（胶带）构建出重组质粒
GGATCCAACGTTGGG
CCTAGGTTGCAACCC
CCCAACGTT
GGGTTGCAA
酶3
酶3
酶1
B t 基 因
酶2
酶3
多
酶
切
位
点
动
子
启
终
子
止
标
R
记
基
因
Kan
复制
原点
多
酶
切
位
点
动
子
启
终
子
止
标
记
基
因
种
酶2
质粒
酶1
讨论
Q1: 选什么限制酶去切割？
Q2: 如何切割目的基因和质粒 ？
Q3: 怎么连接重组DNA分子？
酶2
GGATCCAACGTTGGG
CCTAGGTTGCAACCC
CCCAACGTT
GGGTTGCAA
酶3
酶3
酶1
Bt基因
酶2
种
酶3
酶1
多
酶
切
位
点
动
子
启
终
子
止
标
R
记
基
因
Kan
多 种
酶
切
位
点
动
子
启
终
子
止
标
记
基
因
复制
Bt基因
Bt基因
ACGTT
A
GGATCC A
CCTAGG T TGCA
Bt基因
A
T
G
C
A
A
C
G
T
T
A
T
Bt基因
A
A
C
G
T
T
T
G
C
A
A
T
T
A
C
G
T
A
T
A
T
A
C
G
Bt基因
A
A
C
G
T
T
T
G
C
A
A
T
T
A
C
G
T
A
T
A
T
A
C
G
Bt基因
Bt基因
DNA连接酶
同一种限制酶切（单酶切）
易自身环化或目的基因反向连接
Bt基因
Bt基因
Bt基因
Bt基因
Bt基因
A
A
C
G
T
T
C
T
A
G
G
C
C
A
C
G
T
A
T
G
C
G
A
T
ACGTT
A
G
CCTAG
Bt基因
同两种限制酶切（酶3和酶1）（双酶切）
避免目的基因自身环化或反向连接，增大目的基因和运载体连接的概率
能避免反向连接
酶3
酶1
A
C
T
A
G
A
C
G
T
T
G
C
同两种限制酶切（酶3和酶1）
（双酶切）
基因工程的基本工具：
“分子手术刀” ──
“分子缝合针” ──
“分子运输车”──
限制（性核酸内切）酶
DNA连接酶
基因进入受体细胞的载体
总结
1、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶
是( )　
①限制酶　②连接酶　③解旋酶　④还原酶　
　　
Ａ．①②　Ｂ．③④　Ｃ．①④　Ｄ．②③
2、基因工程应用的原理是 ( )　
Ａ．染色体变异 Ｂ．基因突变
Ｃ．基因重组 Ｄ．细胞的全能性
练一练
3、下列哪项不是基因工程中经常使用的运载体（ ）
Ａ．细菌质粒 Ｂ．噬菌体
Ｃ．动植物病毒 Ｄ．细菌拟核 DNA
练一练
4、实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（　）
Ａ．高效性　　　　Ｂ．专一性
　　　
Ｃ．多样性　　　 Ｄ．催化活性易受外界影响
5、不属于质粒被选为基因运载体的理由是（ ）
A、能复制
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
练一练

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