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1、会计学1DNA重组技术重组技术(jsh)的基本工具公开课的基本工具公开课PPT课件课件第一页，共36页。胰岛素是治疗糖尿病的特效药胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺(yxin)(yxin)中提取，产量低成本高。中提取，产量低成本高。而微生物生长迅速，容易控制。若微生物代谢能产生胰岛素就好了。而微生物生长迅速，容易控制。若微生物代谢能产生胰岛素就好了。设想设想(shxing)能否让微生物产生(chnshng)出人的胰岛素等珍贵药物？第1页/共36页第二页，共36页。这些(zhxi)定向改造基因的设想能实现吗？经过多年的努力，科学家终于在经
2、过多年的努力，科学家终于在经过多年的努力，科学家终于在经过多年的努力，科学家终于在 2020世纪世纪世纪世纪7070年代年代年代年代(nindi)(nindi)创立了可以定向改造生物的新技术创立了可以定向改造生物的新技术创立了可以定向改造生物的新技术创立了可以定向改造生物的新技术 基因工程基因工程基因工程基因工程第2页/共36页第三页，共36页。基因工程基因工程(jyn(jyn gngchng)gngchng)的概念的概念基因工程：指按照人们的愿望基因工程：指按照人们的愿望基因工程：指按照人们的愿望基因工程：指按照人们的愿望,进行严格的进行严格的进行严格的进行严格的设计并通过体外设计并通过体外
3、设计并通过体外设计并通过体外DNADNA重组和转基因等技术，重组和转基因等技术，重组和转基因等技术，重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性赋予生物以新的遗传特性赋予生物以新的遗传特性赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人创造出更符合人创造出更符合人创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于们需要的新的生物类型和生物产品。由于们需要的新的生物类型和生物产品。由于们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在基因工程是在基因工程是在基因工程是在DNADNA分子分子分子分子(fnz(fnz)水平上进行水平上进行水平上进行水平上进行设计和施工的，因此又叫作设计和施工的，因此又叫作设计和施
4、工的，因此又叫作设计和施工的，因此又叫作DNADNA重组技术重组技术重组技术重组技术或基因拼接技术。或基因拼接技术。或基因拼接技术。或基因拼接技术。第3页/共36页第四页，共36页。基因工程的别名基因工程的别名基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作环境操作环境操作对象操作对象操作对象操作对象操作水平操作水平操作水平操作水平基本过程基本过程基本过程基本过程实质实质实质实质结果结果结果结果基因拼接基因拼接基因拼接基因拼接(pn ji)(pn ji)(pn ji)(pn ji)技术或技术或技术或技术或DNADNADNADNA重重重重组技术组技术组技术组技术生物体外生物体外生物体外生物体外基
5、因基因基因基因(jyn)(jyn)(jyn)(jyn)DNADNADNADNA分子分子分子分子(fnz)(fnz)(fnz)(fnz)水平水平水平水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切剪切剪切 拼接拼接拼接拼接 导入导入导入导入 表达表达表达表达基因重组基因重组基因重组基因重组基因工程的概念基因工程的概念第4页/共36页第五页，共36页。基因工程基因工程基因工程基因工程(jyn gngchng)(jyn gngchng)培育抗虫培育抗虫培育抗虫培育抗虫棉的简要过程：棉的简要过程：棉的简要过程：棉的简要过程：抗虫棉的培育抗虫棉的培育(piy)有哪些关
6、有哪些关键步骤？键步骤？苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因抗虫基因抗虫基因普通棉花普通棉花普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗虫特性)棉花细胞棉花细胞棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因含抗虫基因)与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNADNADNA拼接，导入拼接，导入拼接，导入拼接，导入棉花植株棉花植株棉花植株棉花植株(有抗虫特性有抗虫特性)表达表达表达表达 解决培育解决培育解决培育解决培育(piy)(piy)抗虫棉的关键步骤需要哪些抗虫棉的关键步骤需要哪些抗虫棉的关键步骤需要哪些抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？工具？工具？工具？第5页/共36页第
7、六页，共36页。基因工程培育基因工程培育基因工程培育基因工程培育(piy)(piy)抗虫棉的步骤：抗虫棉的步骤：抗虫棉的步骤：抗虫棉的步骤：关键步骤一：关键步骤一：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取胞内提取胞内提取胞内提取(tq)(tq)(tq)(tq)出来出来出来出来关键步骤二：关键步骤二：关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花(min(min(min(min hua)DNA“hua)DNA“hua)DNA“hua)DNA“缝合缝合缝合缝合”关键步骤
8、三：关键步骤三：关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因抗虫基因抗虫基因抗虫基因进入棉花细胞进入棉花细胞进入棉花细胞进入棉花细胞第6页/共36页第七页，共36页。解决解决解决解决(jiju)(jiju)培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子分子分子分子(fnz)(fnz)(fnz)(fnz)手术刀手术刀手术刀手术刀”限制性核限制性核限制性核限制性核酸内切酶酸内切酶酸内切酶酸内切酶关键步骤一：关键步骤一：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因
9、从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来细胞内提取出来细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：关键步骤二：关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花DNA“DNA“缝合缝合缝合缝合”关键步骤三：关键步骤三：关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞抗虫基因进入棉花细胞抗虫基因进入棉花细胞抗虫基因进入棉花细胞“分子分子分子分子(fnz)(fnz)(fnz)(fnz)缝合针缝合针缝合针缝合针”DNADNADNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶“分子运输车分子运输车分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体载体载
10、体第7页/共36页第八页，共36页。DNA DNA 重组技术重组技术(jsh)(jsh)的基本工具的基本工具本节知识本节知识本节知识本节知识(zh shi)(zh shi)内容内容内容内容1-1 DNA1-1 DNA重组技术的基本重组技术的基本(jbn)(jbn)工具工具专题一专题一 基因工程基因工程“分子手术刀分子手术刀”限制酶限制酶“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 第8页/共36页第九页，共36页。识别双链识别双链识别双链识别双链DNA DNA DNA DNA 分子分子分子分子(fnz)(fnz)(fnz)
11、(fnz)的某种特定的核的某种特定的核的某种特定的核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苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两苷酸序列，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。个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要主要主要主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)是原核生物是原核生物是原核生物是原核生物4000400040004000种。种。种。种。1 1、来源、来源、来源、来源(liyun)(liyun)：2 2、种类：、种类：、种类：、种类：3 3、作用
12、：、作用：、作用：、作用：5 5、结果：、结果：、结果：、结果：形成两种末端形成两种末端形成两种末端形成两种末端一一一一、“分子手术刀分子手术刀分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶黏性末端黏性末端平末端平末端4 4、切割方式：、切割方式：错切和平切错切和平切第9页/共36页第十页，共36页。ATGCATGC限制限制(xinzh)酶切割磷酸二酯键酶切割磷酸二酯键第10页/共36页第十一页，共36页。限制性内切酶作用限制性内切酶作用(zuyng)(zuyng)过程过程点击播放点击播放第11页/共36页第十二页，共36页。1 1、大肠杆菌的一种限制、
13、大肠杆菌的一种限制(xinzh)(xinzh)酶（酶（EcoR)EcoR)能识别能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开形成黏性末之间切开形成黏性末端。端。2 2、SmaSma能识别能识别CCCGGGCCCGGG序列，并序列，并在在C C和和G G之间切割形成平末端之间切割形成平末端 。常见(chn jin)的两种限制酶第12页/共36页第十三页，共36页。Sma平末端平末端平末端平末端(m dun)(m dun)平末端平末端平末端平末端(m dun)(m dun)第13页/共36页第十四页，共36页。EcoR黏性末端黏性末端(m dun)(m dun)黏性末
14、端黏性末端(m dun)第14页/共36页第十五页，共36页。什么什么什么什么(shn me)(shn me)叫黏性末叫黏性末叫黏性末叫黏性末端？端？端？端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的时，被限制酶切开的时，被限制酶切开的时，被限制酶切开的DNADNADNADNA两条单链的切口，两条单链的切口，两条单链的切口，两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补带有几个伸出的核苷酸，他
15、们之间正好互补配对，这样配对，这样配对，这样配对，这样(zhyng)(zhyng)(zhyng)(zhyng)的切口叫黏性末端。的切口叫黏性末端。的切口叫黏性末端。的切口叫黏性末端。第15页/共36页第十六页，共36页。什么什么什么什么(shn me)(shn me)叫平末叫平末叫平末叫平末端？端？端？端？当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的切开的切开的切开的DNADNADNADNA两条单链的切口，是平整两条单链的切口，是平整两条单链的切口，是平整两条单链的切口，是平整(p
16、ngzhng)(pngzhng)(pngzhng)(pngzhng)的，这样的切口叫平末端。的，这样的切口叫平末端。的，这样的切口叫平末端。的，这样的切口叫平末端。第16页/共36页第十七页，共36页。基因基因基因基因(jyn)(jyn)的针线：的针线：的针线：的针线：DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割第17页/共36页第十八页，共36页
17、。ATGCATGC连接连接(linji)酶连接酶连接(linji)磷酸二酯键磷酸二酯键DNADNA连接酶的作用连接酶的作用(zuyng)(zuyng)过程：过程：二、分子二、分子(fnz)缝合针缝合针DNA连连接酶接酶第18页/共36页第十九页，共36页。T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345 A第19页/共36页第二十页，共36页。作用作用(zuyng)部位：部位：是磷酸二酯键（扶手）是磷酸二酯键（扶手）是磷酸二酯键（扶手）是磷酸二酯键（扶手）不是不是不是不是(b shi)(b shi)氢键（梯子）氢键（梯子）氢键（梯子）氢键（梯子）DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶将两条将两条将两条
18、将两条DNADNA链连接起来的酶。链连接起来的酶。链连接起来的酶。链连接起来的酶。第20页/共36页第二十一页，共36页。连接连接(linji)(linji)黏性末端黏性末端连接黏性末端连接黏性末端(m dun)(m dun)和平末端和平末端(m dun)(m dun)分类分类(fn li)作用作用E.coli DNA连接酶连接酶连接酶种类：连接酶种类：T4DNA连接酶连接酶第21页/共36页第二十二页，共36页。DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不连接酶有何相同点和不同点？同点？DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶连接连接(linji)DNA链链连接连接(linji)部位部位双链
19、双链在两在两DNADNA片断片断(pindun(pindun)之间形成磷之间形成磷酸二酯键酸二酯键单链单链将将单个单个核苷酸加到核苷酸加到已存在的核酸片断已存在的核酸片断33末端形成末端形成磷酸磷酸二二酯酯键键第22页/共36页第二十三页，共36页。三、分子运输车三、分子运输车三、分子运输车三、分子运输车基因进入基因进入基因进入基因进入(jnr)(jnr)受体细受体细受体细受体细胞的载体胞的载体胞的载体胞的载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物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
20、达，首先内进行表达，首先内进行表达，首先内进行表达，首先(shuxin)(shuxin)(shuxin)(shuxin)得将这个基因送到乙生得将这个基因送到乙生得将这个基因送到乙生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物的细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就物的细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就物的细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体。是载体。是载体。是载体。1 1、基因工程、基因工程(jyn gngchng)(jyn gngchng)的载体被喻为：的载体被喻为：分子运输车分子运输车2 2、基因工程的载体来源、基因工程的载体来源：作为基因工
21、程的载体需要怎样的条件呢？作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？质粒质粒质粒质粒、噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体、动植物病毒动植物病毒动植物病毒动植物病毒第24页/共36页第二十五页，共36页。作为载体作为载体(zit)的的必要条件必要条件n n1.1.1.1.能自我复制能自我复制能自我复制能自我复制n n能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；制并表达；制并表达；制并表达；n n2.2.2.2.有一个至多个限制酶切位点有一个至多个限制酶切位点有一个至多个限制酶切位点有一个至多个限
22、制酶切位点n n能与目的基因能与目的基因能与目的基因能与目的基因(jyn)(jyn)(jyn)(jyn)结合结合结合结合n n3.3.3.3.有遗传标记基因有遗传标记基因有遗传标记基因有遗传标记基因(jyn)(jyn)(jyn)(jyn)n n便于观察便于观察便于观察便于观察n n4.4.4.4.对受体细胞无害、易分离对受体细胞无害、易分离对受体细胞无害、易分离对受体细胞无害、易分离n n安全、比较容易得到安全、比较容易得到安全、比较容易得到安全、比较容易得到第26页/共36页第二十七页，共36页。认识认识(rn shi)常用的载体常用的载体质粒质粒 质粒是基因工程常质粒是基因工程常用的载体，
23、一种裸露用的载体，一种裸露的、结构简单、独立的、结构简单、独立于染色体或细菌拟核于染色体或细菌拟核之外，能自我复制的之外，能自我复制的小型环状双链小型环状双链DNADNA分分子，对宿主子，对宿主(szh)(szh)细细胞没有影响，主要存胞没有影响，主要存在于细菌和酵母菌体在于细菌和酵母菌体内。其中最常用的是内。其中最常用的是大肠杆菌质粒。大肠杆菌质粒。第27页/共36页第二十八页，共36页。课本知识课本知识(zh shi)回回顾顾 1、基因工程又叫做、基因工程又叫做 或或 。通俗地说，就是按。通俗地说，就是按照人们照人们(rn men)的意愿，把一种的意愿，把一种生物的某种生物的某种 提取出来
24、，加提取出来，加以以 ，然后放到另一种生物的细胞里，然后放到另一种生物的细胞里，改造生物的遗传性状。改造生物的遗传性状。基因基因(jyn)拼接技术拼接技术DNA重组技术重组技术基因基因修饰改造修饰改造定向地定向地第28页/共36页第二十九页，共36页。2、DNA 重组技术重组技术(jsh)的基本的基本工具工具“分子分子(fnz)手术刀手术刀”“分子分子(fnz)缝合针缝合针”“分子运输车分子运输车”限制（性核酸内切）酶限制（性核酸内切）酶DNA连接酶连接酶基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体第29页/共36页第三十页，共36页。3 3、限制性核酸、限制性核酸、限制性核酸、限制性核酸(h
25、 sun)(h sun)内切酶内切酶内切酶内切酶主要是从主要是从 的的一种酶。一种酶。识别双链识别双链DNA 分子的某种分子的某种 ，并且，并且(bngqi)使每一条链中特使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的定部位的两个核苷酸之间的 断开。断开。形成两种末端形成两种末端原核生物原核生物(shngw)中分离纯化出来中分离纯化出来特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端平末端平末端第30页/共36页第三十一页，共36页。4 4、“分子分子分子分子(fnz)(fnz)缝合针缝合针缝合针缝合针”DNA”DNA连接酶连接酶连接酶连接酶1、种类、种类(zhngli)：2、作用
26、部位：、作用部位：两类两类连接连接(linji)黏黏性末端性末端Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端第31页/共36页第三十二页，共36页。4 4、基因、基因、基因、基因(jyn)(jyn)进入受体细胞的载体进入受体细胞的载体进入受体细胞的载体进入受体细胞的载体通常有三种通常有三种通常有三种通常有三种:作为载体作为载体作为载体作为载体(zit(zit)的条件：的条件：的条件：的条件：在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中,真正被用作载体真正被用作载体真正被用作载体真正被用作载
27、体(zit(zit)的的的的质粒都是在质粒都是在质粒都是在质粒都是在 质粒质粒噬菌体衍生物噬菌体衍生物动植物病毒动植物病毒(bngd)天然质粒天然质粒人工改造人工改造的的能自我复制；有切割位点；能自我复制；有切割位点；有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离基础上进行过基础上进行过第32页/共36页第三十三页，共36页。练习练习练习练习(linx)(linx)(linx)(linx)1、在基因工程、在基因工程(jyn gngchng)中，切割运载体和含有目的基中，切割运载体和含有目的基因的因的DNA片段，需使用（片段，需使用（）同种限制酶同种限制酶 B.两种
28、限制酶两种限制酶同种连接酶同种连接酶 D.两种连接酶两种连接酶第33页/共36页第三十四页，共36页。不属于质粒被选为基因不属于质粒被选为基因不属于质粒被选为基因不属于质粒被选为基因(jyn)(jyn)运载体的理由是运载体的理由是运载体的理由是运载体的理由是 A A、能复制、能复制、能复制、能复制 （）B B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C C、具有标记基因、具有标记基因、具有标记基因、具有标记基因(jyn)(jyn)D D、它是环状、它是环状、它是环状、它是环状DNADNAD D练习练习(li(linx)nx)第34页/共36页第三十五页，共36页
29、。3)3)基基基基因因因因工工工工程程程程是是是是在在在在DNADNA分分分分子子子子水水水水平平平平上上上上进进进进行行行行设设设设计计计计(shj)(shj)施施施施工工工工的的的的。在在在在基基基基因因因因操操操操作作作作的的的的基基基基本本本本步步步步骤骤骤骤中中中中，不不不不进进进进行行行行碱碱碱碱基基基基互互互互补补补补配配配配对对对对的的的的步步步步骤骤骤骤是是是是 （）A A、人工合成目的基因、人工合成目的基因、人工合成目的基因、人工合成目的基因 B B、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合 C C、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞 D D、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达C C练习练习(li(linx)nx)第35页/共36页第三十六页，共36页。