S11DNA重组技术基本工具.pptx
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1、基因工程基因工程1、什么叫基因工程?、什么叫基因工程?复习:复习:必修必修2 概念概念 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重组技术重组技术。通俗的说,就是按照人们通俗的说,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,然后放到另一出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,种生物的细胞里,定向定向地改造生物的地改造生物的遗传性状。遗传性状。一、基因工程一、基因工程基因工程基因工程 选修选修3 概念概念 基因工程是指按照人们的愿望,进行严基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过格的设计,并通过体外体外D
2、NA重组重组和转基因等和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造技术,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和生物产出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在品。由于基因工程是在DNA分子分子水平上进行水平上进行设计和施工的,因此又叫做设计和施工的,因此又叫做DNA重组技术或重组技术或基因拼接技术。基因拼接技术。2 2、概念的理解、概念的理解原理原理操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果基因重组基因重组生物体外生物体外基因基因/DNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达人类需要的基因产物人类需要的基因产
3、物3 3、比较基因工程与基因重组、比较基因工程与基因重组基因重组(狭义)基因重组(狭义)基因工程基因工程生殖方式生殖方式重组方式重组方式(物种是否相同)(物种是否相同)变异大小变异大小特点特点有性生殖有性生殖无性生殖无性生殖同一物种同一物种不同基因间不同基因间不同物种不同物种不同基因间不同基因间小小大大按照人类意愿,按照人类意愿,定向改造生物的性状定向改造生物的性状4 4、转基因成功的原因、转基因成功的原因(1 1)、)、DNADNA角度角度 、不同生物具有相同的、不同生物具有相同的DNADNA双螺旋结构双螺旋结构 、DNADNA的基本单位都是的基本单位都是4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 、遵
4、循、遵循碱基互补配对碱基互补配对原则(原则(A-TA-T、G-CG-C)、基因是控制生物性状的、基因是控制生物性状的结构单位结构单位和和功功 能单位能单位(2 2)、基因表达角度)、基因表达角度 、各种生物共用、各种生物共用一套遗传密码一套遗传密码 、基因的表达都遵循:、基因的表达都遵循:中心法则中心法则培育抗虫棉的简要过程:培育抗虫棉的简要过程: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与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNADNADNA拼接拼接拼接拼接导入导入导入导入棉花细胞棉花细胞(含含抗虫基因抗虫基因)棉花植株棉花植株(有有
5、抗虫特性抗虫特性)二、基因工程的工具二、基因工程的工具“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“分子缝合针分子缝合针”DNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”载体载体(一)、基因的(一)、基因的“手术刀手术刀”限制性核酸内切酶(限制酶)限制性核酸内切酶(限制酶)1、来源:主要是从原核生物中分离纯、来源:主要是从原核生物中分离纯 化来的化来的 分布:主要是分布:主要是微生物微生物体内体内 2、特点:特异性、特点:特异性 作用作用限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶能识别双能识别双链链DNA分子的某种特定的核苷酸序列分子的某种特定的核苷酸序列,并在使每一条链中并在使每一条链中特定部位
6、的两个核苷特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键酸之间的磷酸二酯键断开。断开。磷酸二酯键磷酸二酯键 即脱氧核糖、磷酸即脱氧核糖、磷酸 之间的连接之间的连接AAT TGGGGCCAAT TCCT TT TCCGGAAAA 大多数限制酶的识别序列由大多数限制酶的识别序列由 6 个核苷酸组个核苷酸组成,少数由成,少数由4、5或或8个组成。个组成。作用部位:作用部位:原核生物很容易受到自然界中外源原核生物很容易受到自然界中外源DNADNA的入侵,的入侵,但是长期的进化过程中,这些原核生物却没有因为但是长期的进化过程中,这些原核生物却没有因为外源外源DNADNA的入侵而灭绝。的入侵而灭绝。根据我们刚刚掌握
7、的知识,你能推测这其中的根据我们刚刚掌握的知识,你能推测这其中的原因吗?原因吗?原核生物细胞中的限制酶会将外源原核生物细胞中的限制酶会将外源DNADNA切割掉,使之切割掉,使之失效,以保证自身的安全,但是不会切割自身的失效,以保证自身的安全,但是不会切割自身的DNADNA,这是原核生物在长期进化过程中形成的一套防御机制。这是原核生物在长期进化过程中形成的一套防御机制。G A A T T C C T T A A G 中轴线中轴线C T T A A G A A T T C G C C C G G G G G G C C C C C C G G G G G G C C C 黏性末端黏性末端平末端平末
8、端大肠杆菌的一种限制酶(大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识能识别别GAATTC序列,序列,SmaI识别识别CCCGGG序列序列:作用结果作用结果如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNADNA用同一种限制酶来用同一种限制酶来切割,会怎样呢?切割,会怎样呢?会产生会产生相同相同的黏性末端的黏性末端,如果让两者的,如果让两者的黏性末端黏性末端黏合黏合起来,就可以合成起来,就可以合成重组的重组的DNA分子分子。基因的针线:基因的针线:DNADNA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
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