生物选修三11DNA重组技术的基本工具.pptVIP

专题1 基因工程 本节知识内容 磷酸二酯键 　 * * 1.沃森和克里克对 结构的重大发现和随后 的技术创新孕育了基因工程。 2.在复制的DNA双螺旋结构上展示的 工程菌、 牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛花等，代表了基因工程三 个重要方面的研究成果：转基因 、转基因 和 转基因 。 DNA双螺旋 转基因 微生物 植物 动物 基因工程是按照 的愿望，进行 ，通过体外 和 等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更 的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的概念 人们 严格的设计 DNA重组 转基因 符合人们需要 原理 目的 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 人类需要的生物类型和生物产品 基因重组 基因工程概念分析 二、基因工程的诞生 （一）基础理论： 1、DNA是遗传物质的证明 2、DNA双螺旋结构和中心法则的确立 3、遗传密码的破译 （二）技术发明： 1、基因转移载体的发现 2、工具酶的发明 3、DNA合成和测序技术的发明 4、DNA体外重组的实现 5、重组DNA表达实验的成功 6、第一例转基因生物的问世 7、PCR技术的发明 从科技探索之路中可以看出：说明没有 的研究成果，没有 的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅速崛起。 基础理论 技术 抗虫棉 普通棉 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 DNA重组技术的基本工具 “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 一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （1）来源： 主要是原核生物； （2）种类： （3）作用： （4）结果： 约4000种； 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 黏性末端 平末端 限制酶大多可以专一性识别双链DNA分子上的某种特定核苷酸序列，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，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称，重复排列的 T 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 A EcoRI只能识别GAATTC的核苷酸序列 只从G和A之间切开 ; SmaI只识别CCCGGG的核苷酸序列,只 从C和G之间切开,画出切割后的结果. 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。 思考 根据限制性内切酶的作用，你能推测这类酶在原核生物中的作用是什么？ 原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是一种防御性工具，当外源DNA侵入时，限制酶会将外源DNA切割掉，以保证自身安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA，使之失效，从而达到保护自身的目的。 (1)种类： (2)作用部位： E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 二、 DNA连接酶——“分子缝合针” （黏性末端） （黏性末端和平末端） 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 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 的复制 DNA DNA聚合酶与DNA连接酶的比较 DNA连接酶 DNA聚合酶 区别 相同 在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来 将两个DNA片段连接起来； 将DNA双链上的两个缺口同时连接起来 形成磷酸二酯键 DNA聚合酶与DNA连接酶是一回事吗？ 右图为DNA分子的切割和连接过程。 (1)EcoRI是一种 酶，其识