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1、 基因工程概念基因工程概念 基因工程又叫基因工程又叫基因拼接技术基因拼接技术或或DNADNA重组重组技术。技术。通俗的讲就是按照人们的意愿，把一种基因提取通俗的讲就是按照人们的意愿，把一种基因提取出来，加以修饰改造，通过体外出来，加以修饰改造，通过体外DNADNA重组和转基重组和转基因等技术，转入另一生物细胞内，定向的改造生因等技术，转入另一生物细胞内，定向的改造生物的遗传性状。物的遗传性状。陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第1页/共26页抗虫棉的培育抗虫棉的培育苏云金杆菌苏云金杆菌毒蛋白毒蛋白杀死害虫杀死害虫毒蛋白基因毒蛋白基因棉花植株细胞内棉花植株细胞内陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第2页/共26页
2、陆丰龙山中学陆丰龙山中学 1.1 DNA1.1 DNA1.1 DNA1.1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具重组技术的基本工具重组技术的基本工具基本工具：基本工具：（1 1）限制性核酸内切酶）限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”（2 2）DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”（3 3）基因进入受体细胞的载体）基因进入受体细胞的载体“分子分子 运输车运输车”第3页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 特点：一种限制酶只能识别特点：一种限制酶只能识别特点：一种限制酶只能识别特点：一种限制酶只能识别DNADNADNADNA的特定核苷酸序列，的特定核苷酸序列，的特定核苷酸序列，的
3、特定核苷酸序列，并在特定位点切割并在特定位点切割并在特定位点切割并在特定位点切割DNADNADNADNA。“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第4页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 限制限制酶酶第5页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 限制酶到底切的是什么呢？限制酶到底切的是什么呢？磷酸二酯键磷酸二酯键第6页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 两种不同生物的两种不同生物的DNADNA，用同种限制酶切割，那，用同种限制酶切割，那么会出现什么现象呢？么会出现什么现象呢？出现相同的黏性末端出现相同的黏性末端G A A T T CG A A T T CC T T A A GC T
4、 T A A GG A A T T CG A A T T CC T T A A GC T T A A GG G C T T A A GC T T A A GG A A T T CG A A T T C G GG G C T T A A GC T T A A GG A A T T CG A A T T C G GEcoRIEcoRIEcoRIEcoRI切割位点切割位点切割位点切割位点黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端第7页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 G G C T T A A GC T T A A GG A A T T CG A A T T C G GG G
5、 C T T A A GC T T A A GG A A T T CG A A T T C G G不同生物的不同生物的DNADNA片段会不会结合呢？片段会不会结合呢？这两个缺口如何这两个缺口如何“缝合缝合”呢？呢？第8页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 2 2、DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接什么呢？连接酶连接什么呢？将两个将两个将两个将两个DNADNADNADNA片段片段片段片段“缝合缝合缝合缝合”起来，恢复被限制酶切开的两起来，恢复被限制酶切开的两起来，恢复被限制酶切开的两起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之
6、间的磷酸二酯键。磷酸二酯键。磷酸二酯键。磷酸二酯键。第9页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第10页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 磷酸二酯键磷酸二酯键DNADNA连接酶连接酶第11页/共26页AG T AC A A A T GCGACGGTTAT TADNADNA聚合酶聚合酶陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第12页/共26页AG T AC A A A T GCGCGGTTAT TA TDNADNA聚合酶聚合酶陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第13页/共26页AG T AC A A A T GGCGGTTAT TA T CDNADNA聚合酶聚合酶陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第14页/共26页AG T
7、AC A A A T GGCGGTTAT TA T CDNADNADNA聚合酶聚合酶具有连接单链具有连接单链DNADNA的本领的本领陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第15页/共26页DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA连接酶连接酶区别区别1 1区别区别2 2相同点相同点DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶是一回事吗聚合酶是一回事吗?为什么为什么?1)1)只能将只能将单个核苷酸单个核苷酸连连接到已有的核酸片段上，接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键形成形成磷酸二酯键磷酸二酯键1)1)在在两个两个DNADNA片段之片段之间间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键2)2)以以一条一条DNADNA链为模板
8、链为模板，将将将将单个核苷酸单个核苷酸单个核苷酸单个核苷酸通过磷酸通过磷酸通过磷酸通过磷酸二酯键二酯键二酯键二酯键连接成一条互补连接成一条互补的的DNADNA链链2)2)将将DNADNA双链上的双链上的两两个缺口同时连接个缺口同时连接起来，起来，不需要模板不需要模板陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第16页/共26页陆丰龙山中学陆丰龙山中学 DNADNA连接酶的种类连接酶的种类E.coliDNAE.coliDNA连接酶连接酶:黏性末端黏性末端T T4 4DNADNA连接酶连接酶:黏性末端和平末端黏性末端和平末端第17页/共26页基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”基因工
9、程的载体种类基因工程的载体种类：质粒质粒质粒质粒噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物动植物病毒动植物病毒动植物病毒动植物病毒作为基因工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？陆丰龙山中学陆丰龙山中学 将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。载体的作用：载体的作用：载体的作用：载体的作用：第18页/共26页作为载体的必要条件：作为载体的必要条件：有切割位点有切割位点供外源供外源供外源供外源DNADNADNADNA片段片段片段片段(基因基因基因基因)插入。插入。插入。插入。能自我复制能自我复制有遗传标
10、记基因有遗传标记基因供重组供重组供重组供重组DNADNADNADNA的鉴定和选择。的鉴定和选择。的鉴定和选择。的鉴定和选择。载体载体DNADNA必需是安全的必需是安全的不会对受体细胞有害，不会对受体细胞有害，不会对受体细胞有害，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。载体载体DNADNA分子大小应适合分子大小应适合以便提取和在体外进以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。行操作，太大就不便操作。陆丰龙山中学陆丰龙山中学 第19页/共26页
11、常用的载体：质粒常用的载体：质粒复制起始的复制起始的复制起始的复制起始的一段序列一段序列一段序列一段序列有切割位点有切割位点有切割位点有切割位点有标记基因的有标记基因的有标记基因的有标记基因的存在，可用含存在，可用含存在，可用含存在，可用含氨苄青霉素的氨苄青霉素的氨苄青霉素的氨苄青霉素的培养基鉴别培养基鉴别培养基鉴别培养基鉴别质粒存在于许多细菌质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细以及酵母菌等生物细胞中。是一种裸露的、胞中。是一种裸露的、结构简单、独立于细结构简单、独立于细菌拟核菌拟核DNADNA或细胞核之或细胞核之外自我复制的很小的外自我复制的很小的双链环状双链环状DNADNA分子分子陆丰龙山
12、中学陆丰龙山中学 第20页/共26页小结小结小结小结基因工程基因工程的工具的工具限制酶限制酶主要存在于原核生物中主要存在于原核生物中具有专一性具有专一性(识别序列识别序列)切开切开DNA分子的磷酸二酯键分子的磷酸二酯键DNA连连接酶接酶连接磷酸二酯键连接磷酸二酯键 种类种类E.coliDNA连接酶连接酶T4 DNADNA连接酶连接酶运载运载工工 具具具备的具备的条件条件结构简单结构简单,大小适中大小适中能在宿主细胞中自能在宿主细胞中自我复制并稳定存在我复制并稳定存在具一个或多个限制酶切位点具一个或多个限制酶切位点具标记基因具标记基因质粒、质粒、噬菌体衍生物噬菌体衍生物、动植物病毒、动植物病毒陆
13、丰龙山中学陆丰龙山中学 第21页/共26页以下是两种限制酶切割后形成的以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：片段，试分析：GC AATTC GC CTTAA CG G CG G (1)其中其中和和 是由一种限制酶切割形成的是由一种限制酶切割形成的 末端，两者要重组成一个末端，两者要重组成一个DNA 分子，所用分子，所用DNA连接连接酶通常是酶通常是 。（2）和和 是由另一种限制酶切割形成的是由另一种限制酶切割形成的 末端，两者要形成重组末端，两者要形成重组DNA片段，所用的连接酶通常片段，所用的连接酶通常是是 。反馈练习：反馈练习：T4DNA连接酶连接酶E.coliDNAE.coli
14、DNA连接酶连接酶陆丰龙山中学陆丰龙山中学第22页/共26页据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（）A.限制性内切酶可以切断限制性内切酶可以切断a处，处，DNA连接酶可以连接连接酶可以连接a处处 B.DNA聚合酶可以连接聚合酶可以连接a处处 C.解旋酶可以使解旋酶可以使b处解开处解开 D.连接连接C处的酶可以为处的酶可以为DNA连接酶连接酶D陆丰龙山中学陆丰龙山中学第23页/共26页在基因工程中，切割运载体和含有目的基因在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的的DNADNA片段，需使用（片段，需使用（）A.A.同种限制酶同种限制酶 B.B.两种
15、限制酶两种限制酶C.C.同种连接酶同种连接酶 D.D.两种连接酶两种连接酶A不属于质粒被选为基因运载体的理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （）A A、能复制、能复制B B、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D D、它是环状、它是环状DNADNAD陆丰龙山中学陆丰龙山中学第24页/共26页以下说法正确的是以下说法正确的是 （）A A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列列B B、质粒是基因工程中唯一的运载体、质粒是基因工程中唯一的运载体 C C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接制酶切点，以便与外源基因连接D D、DNADNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键C陆丰龙山中学陆丰龙山中学第25页/共26页谢谢您的观看！第26页/共26页