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1、乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),专题：基因工程,基因工程：,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施工，因此叫做DNA的重组技术。,注：基因工程能定向改造生物的遗传性状,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,(人工）基因重组,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体DNA拼接导入
2、,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？,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细胞内提取出来,关键步骤二：,抗虫基因与运载体DNA连接,关键步骤三：,抗虫基因导入受体(棉花)细胞,1.1 DNA重组技术的基本工具：,1、限制性核酸内切酶“分子手术刀”2、DNA连接酶“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,1、限制性核酸内切酶,2 特点：识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，在特定的位点切割（特异性）。,1 分布：,主要在原核生物中,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
3、基，都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。限制酶识别序列的中轴线,3 结果：,打开磷酸二酯键，产生黏性末端或平末端。,磷酸二酯键,G,A,什么叫黏性末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。,EcoR,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。,1.黏性末端和平末端都由限制酶进行切割产生，下列说法正确的是（）A.切割这两种末端可以用同一种限制酶 B.切割这两种末端需不同的限制酶 C
4、.这两种末端可以相互拼接 D.拼接时，限制酶参与拼接过程,B,如果把两种不同来源的DNA的用同一种限制酶（如EcoR）来切割，会怎样呢？,会产生互补的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类：2、作用部位：,磷酸二酯键,DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。,GAATTCCTTAAG,GAATTCCTTAAG,EcoR,将不同种来源的DNA片段连接起来,生物A基因片段,生物B基因片段,GAATTCCTTAAG,GAATTCCTTAAG,酶切,P
5、6 寻根问底：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？,DNA连接酶与DNA聚合酶,双链,单链,DNA片段间形成磷酸二酯键,单个核苷酸与DNA片段间形成磷酸二酯键,不需要模板,需要模板,将DNA片段连接成重组DNA分子,合成新的DNA分子,2.关于DNA连接酶的叙述正确的是（）A.DNA连接酶将单个核苷酸连接到DNA片段上 B.DNA连接酶将两条单链DNA连接起来C.DNA连接酶可形成磷酸二酯键 D.DNA连接酶与DNA聚合酶作用相同,C,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，首先得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。,三、“分子运输车
6、”基因进入受体细胞的载体,载体需要的条件：有一个至多个限制酶切点（每种酶的切点最好只有一个），以连接外源基因对受体细胞无害具有自我复制能力或整合到染色体的DNA 上，随染色体DNA进行同步复制有某些标记基因，便于筛选 运载体的种类：细菌的质粒(plasmid)噬菌体衍生物或某些动植物病毒,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？,作为分子运输车载体，如果没有切割位点将会怎样？,霍乱菌的质粒有多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？,目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？,质粒是最常用的运载体之一，真正用于基因工程的质粒都是在天然质粒基础上人工改造而成的。,
7、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，将来可用含青霉素的培养基鉴别。,3.下列有关基因工程的叙述，正确的是（）A.重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体 B.所有限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C.一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体 D.细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体,C,4.下列关于质粒的叙述，正确的是（）A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B.质粒是细菌细胞质中能够自我复制的小型环状DNA分子 C.质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外
8、独立进行的,B,限制酶在原核生物中作用：切割外源DNA，使之失效，从而达到保护身的目的。为什么限制酶不剪切自身的DNA？1、其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列 2、或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。,模拟制作：,用EcoR在特定部位对某载体DNA进行模拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用胶纸模拟基因种间连接。,重组DNA分子的模拟操作,基因表达载体的构建过程,质粒,DNA分子,限制酶处理,两个切口获得目的基因,DNA连接酶,重组DNA分子（重组质粒）,同一种,一个切口两个黏性末端,1下列四个DNA分子片段，彼此间具有互补黏性末端的一组是（）A
9、B C D,练习,B,2、（双选）下列关于限制酶的说法不正确的是（）A.限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B.自然界中限制酶的天然作用是用来提取目的基因C.不同的限制酶切割的切点不同D一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,AB,3、图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）A.B.C.D.,C,4、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamH I，EcoR I，Hind 以及Bgl 的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割
10、出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？（）A.BamHI和EcoRI；末端互补序列AATT B.BamHI和Hind；末端互补序列GATC C.EcoRI和Hind；末端互补序列AATT D.BamHI和BglII；末端互补序列GATC,D,DNA 重组技术的基本工具,“分子手术刀”,“分子缝合针”,“分子运输车”,限制酶,DNA连接酶,基因进入受体细胞的载体,课本知识回顾,限制性核酸内切酶,主要是从 的一种酶。识别双链DNA 分子的某种，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开。形成两种末端,原核生物中分离纯化出来,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,平末端,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类：2、作用部位：,两类,Ecoli DNA连接酶,T4 DNA连接酶,磷酸二酯键,基因进入受体细胞的载体,通常有三种:在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在 基础上进行过 的,质粒,噬菌体衍生物,动植物病毒,天然质粒,人工改造,
