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1、同学们，新的学期，新的希望，新的起点，在这充满希望的季节里，我衷心祝愿同学们在新的学期身体健康、生活愉快、学习进步！,制作者：吴洁容,基因工程的产物,基因工程,专题1,1、概念:,基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，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和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术或基因拼接技术。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(复制)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。,一、基因工程的概念,2、场所:,生物体
2、外,3、基因工程的最终目的:,定向改造生物的遗传性状,4、基因工程的主要目的:,定向改造生物的遗传性状，获得人类所需要的基因产物,5、实质：,基因重组,6、结果：,获得人类所需要的基因产物,1基因工程是指按照人们的意愿，在 水平，进行严格的设计，通过 和 等技术，赋予生物以，创造出更符合。它也叫。,DNA分子,DNA重组,转基因,新的遗传特性,人们需要的新的生物类型和生物产品。,DNA重组技术或基因拼接技术。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的基因产物,剪切,拼接,导入,表达,基因重组,基因工程的概念,二、DNA 重组技术的基本工具,“分子手术刀”限制酶,
3、“分子缝合针”DNA连接酶,“分子运输车”（运载体）基因进入受体细胞的载体,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，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.（特异性）,原核生物（微生物）,4000种。,形成两种末端,三、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,5、例子：,EcoR（大肠杆菌限制酶）、Sma,6、特点：,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列并且能在特定的切点上切割DNA分子(酶的专一性),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。,大肠杆菌的一种限制
4、酶（EcoR)能识别GAATTC序列，并在G和A或A与G之间切开。SmaI识别CCCGGG序列,并在C和G或G与C之间切开。,限制酶,限制酶,什么叫黏性末端？,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，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,什么叫平末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。,限制酶的识别序列：,Go back,能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列：在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。,寻根问底P4,你能推测限制酶存在于原核生物中的作
5、用是是什么吗？,防止外来病原物的侵害。当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，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DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。,课堂反聩1.下图示限制酶切割DNA分子的过程：从图中可知，该限制酶能识别的酶基序列及切点是（）A、CTTAAG，切点在C和T之间 B、CTTAAG，切点在G和A之间C、GAATTC，切点在G和A之间 D、GAATTC，切点在C和T之间,C,四、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类：2、作用部位：,两类,磷酸二酯键,作用:将双链 DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,这样一个
6、重组的DNA分子就形成了。,可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,Ecoli DNA连接酶或T4DNA连接酶,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,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,3、EcoliDNA连接酶与T4DNA连接酶比较：,EcoliDNA连接酶,T4DNA连接酶,来源,功能,大肠杆菌,T4噬菌体,恢复磷酸二酯键,只能连接黏性末端,能连接黏性末端和平末端(效率较低),相同点,差别,（二）“分子缝合针”DNA连接酶,寻根问底,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?,1)只能将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二
7、酯键,形成磷酸二酯键,1)在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,2)以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条互补的DNA链,2)将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板,Go on,寻根问底：,DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？,限制性内切酶与DNA解旋酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键,将DNA两条链的氢键打开形成两条单链,50.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a处，DNA连接酶可以连接a处B.DNA聚合酶可以连接a处C.解旋酶可以使b处解开D.连接C处的酶可以为DNA连接酶,D,五、基因进入受体细胞的载体-“
8、分子运输车”,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，还要将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。,常用的运载体：质粒,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别,五、“分子运输车”基因进入受体细胞的载体,运载体需具备的四个条件：有1多个不同的限制酶切点对受体细胞无害导入基因能在受体细胞中复制、表达（能在宿主细胞内复制并稳定地保存）具有某些标记基因，便于筛选常用运载体：细菌的质粒 噬菌体衍生物（3）动植物病毒,3、质粒的特点:,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能
9、力的双链环状DNA分子,4、是不是所有的质粒都可以用作运载体？,不是。天然的质粒不能用作运载体,作为运载体都是人工改造过的.,例题分析（一）,农业上大量使用化肥存在许多负面影响，生物固氮已成为一项重要研究课题，实验证明，生物固氮是某些微生物（如根瘤菌、蓝藻等）将空气中的N2固定为NH3的过程。（1）与人工合成NH3所需的高温、高压条件相比，生物固氮的顺利进行是因为根瘤菌、蓝藻体内含有特定的，这类物质的化学本质是。,酶,蛋白质,例题分析（二）,干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0.05g干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的
10、干扰素，其具体做法是：（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的_，并使之与一种叫做质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而用酵母菌来_。（2）酵母菌能用_方式繁殖，速度很快，所以，能在较短的时间内大量生产。利用这种方法不仅产量高，并且成本也较低。,基因,产生干扰素,出芽,干扰素,随堂练习：,1、关于限制酶的说法中，正确的是（）A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序 列B、EcoRI切割的是GA之间的氢键C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切 割外源DNAD限制酶只存在于原核生物中,答案：C,2.（多选）有关基因工程的叙述中，错误的是 A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传 性状，
11、培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体,答案：BD,3.下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是 A B C D,答案：D,7在DNA 测序工作中，需要将某些限制性内切酶的限制位点在 DNA上定位，使其成为 DNA 分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶 Hind，BamH和二者的混合物分别降解一个 4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA 分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。据此分析，这两种限制性内切酶在该DNA 分子上的限制位点
12、数目是以下哪一组？AHind1个，BamH2 个 BHind2个，BamH3个CHind2个，BamH1 个 DHind和BamH各有2 个,A,10、限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切，不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切。现以3种不同的限制性内切酶对一6.2kb大小的线状DNA进行剪切后。用凝胶电泳分离各核酸片段，实验结果如图所示。请问：3种不同的限制性内切酶在此DNA片段上相应切点的位置（）,D,2和7能连接形成ACGT TGCA；4和8能连接形成GAATTC CTTAAG；3和6能连接形成GCGC CGCG；1和5能连接形成CTGCAG GACGTC。,思考与探究:1,2、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：,思考与探究 P7,3、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。,思考与探究 P7,
