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基因工程

专题 1. 基因工程. 新汶中学 刘俊辉. 基因工程的产物. 基因工程的概念. 什么叫基因工程？. 基因工程，又叫 DNA 重组技术 。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 ，定向地改造生物的遗传特性。. 基因工程的概念. DNA 重组技术. 生物体外. 基因. DNA 分子水平. 剪切. → 导入. → 表达. → 拼接. 一、限制性核酸内切酶 ——“ 分子手术刀 ”. 主要从原核生物中分离纯化. 主要来源： 作用特点（ 特异性 ） 限制酶识别序列 作用结果：.

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Presentation Transcript

  1. 专题1 基因工程 新汶中学 刘俊辉

  2. 基因工程的产物

  3. 基因工程的概念 • 什么叫基因工程？ 基因工程，又叫DNA重组技术。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，定向地改造生物的遗传特性。

  4. 基因工程的概念 DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 剪切 → 导入 → 表达 → 拼接

  5. 一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 主要从原核生物中分离纯化 • 主要来源： • 作用特点（特异性） • 限制酶识别序列 • 作用结果： 识别特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成, 少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成 产生黏性末端或平末端 Go on

  6. A A H H 5 5 H H 1 1 4 4 3 3 2 2 O HO T T 5 5 1 1 4 4 H H 2 2 3 3 H H 磷酸二酯键 H2O +

  7. O

  8. EcoRⅠ 黏性末端 黏性末端　　　　 Go back

  9. EcoRⅠ 黏性末端 黏性末端　　　　 重复演示

  10. 什么叫黏性末端？ 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，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。

  11. SmaⅠ 平末端　　　平末端

  12. 想一想限制酶所识别的序列有什么特点？ 限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中轴线（如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称、重复排列的。

  13. 二、“分子缝合针”—— DNA连接酶 ①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来. ②作用原理： 催化磷酸二酯键形成

  14. ③类型： 功能 来源 相同点 差别 E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 只能连接黏性末端 恢复 磷酸 二酯键 能连接黏性末端和平末端(效率较低) T4DNA连接酶 T4噬菌体

  15. E·coli DNA连接酶　　　　　　　　或T4DNA连接酶 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来， 即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

  16. 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 T4DNA连接酶

  17. 三、“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体三、“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体 ⒈载体需要的条件： 　　⑴有1~多个限制酶切点 　　⑵对受体细胞无害 　　⑶导入基因能在受体细胞中复制、表达 　　⑷有某些标记基因，便于筛选 ⒉常用运载体： 　 ⑴细菌的质粒 　 ⑵λ噬菌体衍生物或某些动植物病毒 　⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？ 　⑵霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？ 　⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？ ⑷目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？

  18. 常用的载体：质粒 有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别 有切割位点 能复制并带着插入的目的基因一起复制

  19. …ACGT… …TGCA… 2 7 …GCGC… …CGCG… 3 6 4 8 …GAATTC… …CTTAAG… …CTGCAG… …GADGTC… 1 5

  20. 思考与探究 P7 3、天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？ 提示： 基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。 是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？ 不是，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：

  21. 1） 载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。 2） 载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。 3） 载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。 4） 载体DNA必需是安全的，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。 5） 载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。 实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。

  22. 思考与探究 P7 4、DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？ 迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链DNA的酶。

  23. 1.在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ） 同种限制酶 B. 两种限制酶 同种连接酶 D. 两种连接酶 课堂练习 A

  24. 课堂练习 2.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 D

  25. 课堂练习 C 3.以下说法正确的是 （ ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、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 D、基因控制的性状都能在后代表现出来

  26. 再 见

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