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欢迎走进生物课堂

欢迎走进生物课堂. 江苏省栟茶高级中学 张 伟. 经过多年的努力，科学家于 20 世纪 70 年代创立了可以定向改造生物的新技术 —— 基因工程 。. 基因工程的产物. 基因工程培育抗虫棉的简要过程. 苏云金芽孢杆菌. 获取. 普通棉花 ( 无抗虫特性 ). 与运载体 DNA 拼接 导入. 抗虫基因. 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？. 本节课解决的问题 1、如何从苏云金芽孢杆菌中辨别出所需基因并把它切割下来； 2、如何将切割下来的抗虫基因与棉的 DNA “ 缝合 ” 起来。.

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Presentation Transcript

  1. 欢迎走进生物课堂 江苏省栟茶高级中学 张 伟

  2. 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。

  3. 基因工程的产物

  4. 基因工程培育抗虫棉的简要过程 苏云金芽孢杆菌 获取 普通棉花(无抗虫特性) 与运载体DNA拼接 导入 抗虫基因 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？

  5. 本节课解决的问题 1、如何从苏云金芽孢杆菌中辨别出所需基因并把它切割下来； 2、如何将切割下来的抗虫基因与棉的DNA“缝合”起来。 基因工程培育抗虫棉的简要过程 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与运载体DNA拼接 导入 棉花植株

  6. 专题一 第一节 DNA重组技术的基本工具

  7. 讨论一：限制性核酸内切酶——”分子手术刀”讨论一：限制性核酸内切酶——”分子手术刀” 环节一：知识扫描自主学习展示

  8. 自主学习展示 （1）切割DNA的工具是限制性核酸内切酶，又称限制酶。 （2）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （3）作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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。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。 （4）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式黏性末端和平末端。 （5）限制性EcoRI的识别序列和切点是－G↓GATCC－，补充完整切割形成黏性末端过程图 EcoRI —GGATCC— —CCTAGG— —G —CCTAG GATCC— G—

  9. 难点突破1 磷酸二酯键 P G P A

  10. 难点突破2 黏性末端和平末端 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端。而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。

  11. EcoR Ⅰ 黏性末端 黏性末端　　　　

  12. Sma Ⅰ 平末端　　　平末端

  13. 能力生成讨论 Mbol Mbol 2.5kb 6kb 5.5kb EcoRV

  14. 讨论二：DNA连接酶——”分子缝合针” 环节一：知识扫描自主学习展示

  15. 自主学习展示 来源：从大肠杆菌中分离得到 E.coliDNA连接酶 作用：只能“缝合”具有黏性 末端双链DNA片段 （1）种类 来源：从T4噬菌体中分离得到的 T4DNA连接酶 作用：既可以“缝合”双链DNA片 段互补的黏性末端，又可以 “缝合”双链DNA片段的平末端 但连接平末端之间的效率比较低 （2）作用结果：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键拼接成新的DNA分子 2、能力生成

  16. E·coli DNA连接酶　　　　　　　　或T4DNA连接酶 难点突破1 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

  17. 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

  18. 组成 知识回顾 解旋酶催化（氢键断裂） （复制和转录） 解旋： 模板 同时进行(边解旋边复制） 以母链为模板进行碱基配对 复制: （在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行） 母链（旧链） 子链（新链） 子代DNA:

  19. 能力生成讨论 DNA片段和DNA片段 脱氧核苷酸连到脱氧核苷酸链上 氢键 形成单链DNA分子 水解成脱氧核苷酸 形成黏性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子

  20. 讨论三：基因进入受体细胞的载体——”分子运输车”讨论三：基因进入受体细胞的载体——”分子运输车” 环节一：知识扫描自主学习展示

  21. 自主学习展示 （1）种类：质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒 （2）载体具备的条件 ①能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制 ②有一个或多个限制酶切割位点，以利于外源基因插入。 ③具有特殊的遗传标记基因，以利于重组DNA的鉴定和选择。 （3）在进行基因操作中，真正被用作载体的质粒，都是在 天然质粒的基础上进行过人工改造的，因为自然存在的质粒 并不完全具备运载体的条件。

  22. 大肠杆菌及质粒载体结构模式图 难点突破1 有切割位点 有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。 能复制并带着插入的目的基因一起复制

  23. 能力生成讨论 酶Ⅰ —GGATCC— —CCTAGG— —G —CCTAG GATCC— G— ① —GATC— —GATC— —CTAG— —CTAG— 酶Ⅱ 目的基因 ② — —CTAG GATC— — — —CTAG GATC— — 目的基因 ③ 可以连接，因为两种限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）

  24. 课堂延伸 ●下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。 思考：与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 。

  25. 主要存在于原核生物中 具有专一性(识别序列) 切开DNA分子的磷酸二酯键 限制酶 连接磷酸二酯键 DNA连 接酶 E.coliDNA连接酶 T4 DNA连接酶 种类 基因工程 的工具 结构小而稳定 能自我复制 具多个限制酶切位点 具标记基因等 条件 运载 工具 知识网络 质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒等

  26. 习题巩固

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