生物《DNA重组技术的基本工具》精品课件(新人教版选修3)PPT文档格式.ppt

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过的基因的什么过程有关？

密码子在生物界是的！

DNA（DNA（基因基因基因基因）mRNAmRNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质（性状性状性状性状）转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译通用通用基因工程的产物基因工程的产物什么叫基因工程？

什么叫基因工程？

基因工程是指基因工程是指按照人们的愿望按照人们的愿望，进行，进行严格的设计，并通过严格的设计，并通过体外体外DNA重组和转基重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

由于基因工程是在和生物产品。

由于基因工程是在DNA分子分子水平水平上进行设计和施工的，因此又叫做上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术重组技术。

基因工程的概念基因工程的概念问题探讨：

苏云金芽孢杆菌含有一苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。

种可以合成毒蛋白的基因。

让细菌的毒蛋白基因在让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。

抵抗棉铃虫害的抗虫棉。

想一想想一想需要做哪些关键工作？

需要做哪些关键工作？

苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌毒蛋白毒蛋白毒蛋白毒蛋白普通棉花抗虫棉普通棉花抗虫棉基因工程培育抗虫棉的简要过程：

基因工程培育抗虫棉的简要过程：

在以上过程中关键步骤或难点是什么？

普通棉花普通棉花（无抗虫特性无抗虫特性）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通过运载体导入通过运载体导入通过运载体导入通过运载体导入转基因棉花含转基因棉花含抗虫基因抗虫基因转基因棉花产生转基因棉花产生伴胞晶体伴胞晶体转基因棉花有转基因棉花有抗虫特性抗虫特性基因工程培育抗虫棉的关键步骤：

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抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内细胞内提取出来提取出来关键步骤二：

关键步骤二：

抗虫基因抗虫基因与棉花与棉花DNA“缝合缝合”关键步骤三：

关键步骤三：

抗虫基因抗虫基因进入棉花细胞进入棉花细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？

解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？

“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细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：

抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花DNA“缝合缝合”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“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基因进入受体细胞的载体载体1.11.1、DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”v1.1.主要来源：

主要来源：

v种类与命名：

种类与命名：

v作用特点：

作用特点：

v4.4.限制酶识别序列限制酶识别序列v5.5.作用结果：

作用结果：

识别双链识别双链识别双链识别双链DNADNA分子的某种分子的某种分子的某种分子的某种特定特定特定特定核苷核苷核苷核苷酸序列，并且使每条链中酸序列，并且使每条链中酸序列，并且使每条链中酸序列，并且使每条链中特定部位特定部位特定部位特定部位的两个核苷的两个核苷的两个核苷的两个核苷酸之间的酸之间的酸之间的酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键断开。

断开。

主要从原核生物中分离纯化主要从原核生物中分离纯化主要从原核生物中分离纯化主要从原核生物中分离纯化产生黏性末端或平末端产生黏性末端或平末端产生黏性末端或平末端产生黏性末端或平末端GoonGoon大多数限制酶的识别序列由大多数限制酶的识别序列由大多数限制酶的识别序列由大多数限制酶的识别序列由6666个核苷酸组成个核苷酸组成个核苷酸组成个核苷酸组成少数的识别序列由少数的识别序列由少数的识别序列由少数的识别序列由4444、5555或或或或8888个核苷酸组成个核苷酸组成个核苷酸组成个核苷酸组成寻根问底寻根问底你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？

是什么吗？

原核生物易受自然界外源原核生物易受自然界外源DNA的入侵的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善但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。

的防御机制，以防止外来病原物的侵害。

限限制酶制酶就是细菌的一种就是细菌的一种防御性工具防御性工具，当外源，当外源DNA侵入时，会利用限制酶侵入时，会利用限制酶将外源将外源DNA切割切割掉，以保证自身的安全。

所以，限制酶在原掉，以保证自身的安全。

所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效使之失效，从而达到从而达到保护自身保护自身的目的。

的目的。

GobackGoback种类与命名：

现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限制性内切酶（限制酶）。

EEcocoRRSSmama粘质沙雷氏杆菌粘质沙雷氏杆菌（Serratiamarcesens）大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌（EscherichiaEscherichiacolicoliRR）GobackGoback练习：

流感嗜血杆菌的练习：

流感嗜血杆菌的dd菌株菌株（HaemophilusHaemophilusinfluenzaeinfluenzaed）d）中先后分离到中先后分离到33种限制酶，则分种限制酶，则分别命名为别命名为:

Hind、Hind和和Hind磷酸二酯键T12345A12345HHHHHOT12345A12345HHHHOH2O+O限制酶DNA解旋酶区别限制性内切酶与限制性内切酶与DNA解旋酶的区别解旋酶的区别切割特定的核苷酸序列切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键的磷酸二酯键将将DNADNA两条链的氢键两条链的氢键打开形成两条单链打开形成两条单链限制酶DNA水解酶区别限制性内切酶与限制性内切酶与DNA水解酶的区别水解酶的区别切割特定的核苷酸序列切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片的磷酸二酯键，形成片段的段的DNA.DNA.切割磷酸二酯键，形成切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。

单个的脱氧核苷酸。

GobackGoback限制酶的识别序列：

限制酶的识别序列：

能被限制性内切酶特能被限制性内切酶特异性识别的切割部位异性识别的切割部位都具有都具有回文序列回文序列：

在切割部位，一条链在切割部位，一条链正向正向读的碱基顺序与读的碱基顺序与另一条链另一条链反向反向读的顺读的顺序完全序完全一致一致。

GobackGobackEcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端GobackGobackEcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端重复演示重复演示重复演示重复演示GobackGoback什么叫黏性末端？

什么叫黏性末端？

被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口，两条单链的切口，带有几个带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，它们之间正好，它们之间正好互互补配对补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。

Sma平末端平末端平末端平末端要想获得某个特定性状的基因必须要用限制要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？

可产生几个黏性酶切几个切口？

可产生几个黏性（平平）末端？

末端？

要切两个切口，产生四个黏性要切两个切口，产生四个黏性（平平）末端。

末端。

如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶用同一种限制酶来切割，会怎样呢？

来切割，会怎样呢？

会产生会产生相同的黏性相同的黏性（平平）末端末端，然后让两，然后让两者的黏性者的黏性（平平）末端末端黏合黏合起来，就似乎可以合起来，就似乎可以合成重组的成重组的DNA分子了。

分子了。

思考思考?

GAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGGAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGEcoREcoRGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG不同来源的不同来源的不同来源的不同来源的DNADNA片段混合片段混合片段混合片段混合将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的DNADNA片段连接起来片段连接起来片段连接起来片段连接起来生物生物生物生物AA基因片段基因片段基因片段基因片段生物生物生物生物BB基因片段基因片段基因片段基因片段GGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG酶切酶切酶切酶切GAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG同一种同一种DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA连接酶连接酶区别区别11区别区别22相同点相同点寻根问底寻根问底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可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合缝合”起来，起来，EcoliEcoliDNADNA连接酶或连接酶或连接酶或连接酶或TT44DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶即即即即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键T4DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶还可把还可把平末端之间的缝隙平末端之间的缝隙“缝合缝合”起来，但效率较低起来，但效率较低TT44DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶二、“分子缝合针”DNA连接酶作用作用:

把切下来的把切下来的DNA片段拼接成新的片段拼接成新的DNA，即将即将脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸连接起来连接起来.作用原理：

作用原理：

催化磷酸二酯键形成催化磷酸二酯键形成类型：

类型：

类型EcoliEcoliDNADNA连接酶连接酶连接酶连接