DNa重組技術的基本工具(市公開課)DNa重組技術的基本工具(市公開課)DNa重組技術的基本工具(市公開課)基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。2DNa重組技術的基本工具(市公開課)DNa重組技術的基本工具1基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→拼接→導入→表達結果人類需要的基因產物2基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通33抗蟲害的玉米轉魚抗寒基因的番茄轉基因

鮭魚基因工程產品4抗蟲害的玉米轉魚抗寒基因的番茄轉基因

鮭魚基因工程產品4轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)5轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根基礎理論和技術的發展催生了基因工程DNA是遺傳物質的證明DNA雙螺旋結構和中心法則的確立遺傳密碼的破譯基因轉移載體的發現工具酶的發明DNA合成和測序技術的發明DNA體外重組的實現重組DNA表達實驗的成功第一例轉基因動物問世PCR技術的發明基礎理論技術發明6基礎理論和技術的發展催生了基因工程DNA是遺傳物質的證明基基因操作的基本步驟7基因操作的基本步驟7DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手術刀”DNA連接酶——“分子縫合針”基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”8DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手術刀”(一)限制性核酸內切酶——“分子手術刀”分布：主要在原核生物中作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點切點：磷酸二酯鍵舉例：EcoRI限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開9(一)限制性核酸內切酶——“分子手術刀”分布：主要在原核生物磷酸二酯鍵123451234510磷酸二酯鍵1234512345101111重播12重播12什么叫黏性末端？當限制酶從識別序列的中心軸線兩側切開時，被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。13什么叫黏性末端？當限制酶從識別序列的中心軸線兩側切開什么叫平末端？當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。14什么叫平末端？當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時限制性核酸內切酶限制酶15限制性核酸內切酶限制酶15黏性末端和平末端16黏性末端和平末端16限制酶在原核生物中的作用？17限制酶在原核生物中的作用？17限制酶在原核生物中的作用原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。18限制酶在原核生物中的作用原核生物容易受到自然界外源DNA的（二）DNA連接酶——“分子縫合針”連接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中分離得到的，稱之為E·coliDNA連接酶。另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T4DNA連接酶。這兩種連接酶催化反應基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口，而不能連接單鏈DNA。E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；T4連接酶既可“縫合”黏性末端，又可“縫合”平末端。19（二）DNA連接酶——“分子縫合針”連接酶有兩種：一種是從大DNA連接酶——“分子縫合針”DNA連接酶與DNA聚合酶一樣嗎？為什么？20DNA連接酶——“分子縫合針”DNA連接酶與DNA聚合酶一樣思考：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？相同點：都是形成磷酸二酯鍵不同點DNA聚合酶：以DNA單鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成另一條互補的DNA單鏈。DNA連接酶：在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，即把DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。ATCGTAGCATCGTAGC限制酶作用：使磷酸二酯鍵斷裂解旋酶作用：使雙鏈間的氫鍵斷裂21思考：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？相同點：質粒質粒是基因工程最常用的運載體，它廣泛地存在于細菌、酵母菌中，是細菌染色體外能夠自主復制的很小的環狀DNA分子，大小只有普通細菌擬核DNA的百分之一。要對天然質粒進行人工改造基因的載體——“分子運輸車”22質粒質粒是基因工程最常用的運載體，它廣泛地存在于基因進入受體細胞的載體作為載體沒有切割位點將怎樣？假如目的基因導入受體細胞后不能復制將怎樣？目的基因是否進入受體細胞，你如何察覺？如果載體對受體細胞有害將怎樣？23基因進入受體細胞的載體作為載體沒有切割位點將怎樣？23基因的載體——“分子運輸車”載體必須具備的條件：1、能夠在宿主細胞中復制并穩定地保存；2、具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接；3、具有某些標記基因，便于進行篩選。（如抗菌素的抗性基因、產物具有顏色反應的基因等）4、對受體細胞無害常用的載體有：質粒，λ噬菌體的衍生物，動植物病毒等24基因的載體——“分子運輸車”載體必須具備的條件：常用的載體有基因工程科技探索之路------基本理論和技術的發展催生了基因工程概念基本操作程序應用“分子手術刀”：限制性核酸內切酶“分子縫合針”：DNA連接酶“分子運輸車”：載體來源作用結果分類作用常用載體載體的條件其它載體基本工具25基因工程科技探索之路------基本理論和技術的發展概念基本1、下列不適合用于基因工程的運載體是（）

A、質粒B、噬菌體

C、細菌D、病毒選我C2、下列說法正確的是：（）A、限制酶的切口一定是GAATTC堿基序列B、質粒是基因工程中唯一的運載體C、重組技術所用的工具酶是限制酶、連接酶、運載體D、利用運載體在宿主細胞內對目的基因進行大量復制的過程可稱為“克隆”選我D審題261、下列不適合用于基因工程的運載體選我C2、下列說法正確的是3、下列黏性末端屬于同種限制酶切割而成的是（）A、①②B、①③C、①④D、②③TCGAGCTTAAAGGTTCCAAGCTTCAGAATTCG③①②④4、下列哪一種酶是基因工程的工具酶（）A、DNA連接酶B、DNA酶C、RNA酶D、運載體選我A選我A記住了273、下列黏性末端屬于同種限制酶切割而成的TCG5、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）A.同種限制酶B.兩種限制酶C.同種連接酶D.兩種連接酶6、不屬于質粒被選為基因運載體的理由是（）A、能復制B、有多個限制酶切點C、具有標記基因D、它是環狀DNA285、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使基因操作的基本步驟29基因操作的基本步驟2930303131基因操作的基本步驟提取目的基因從供體細胞的DNA中直接分離基因（如“鳥槍法”）人工合成基因反轉錄法化學合成法目的基因是人們所需要轉移或改造的基因。如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗病（抗病毒、抗細菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。三種目的基因提取方法的優缺點僅限于合成核苷酸對較少的簡單基因專一性

最強化學

合成法操作過程麻煩，mRNA很不穩定，要求的技術條件較高專一性強反轉錄法工作量大，盲目，分離出來的有時并非一個基因操作簡便廣泛使用鳥槍法缺點優點目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測和表達檢測：通過檢測標記基因的有無來判斷目的基因是否導入。表達：通過特定性狀的產生與否來確定目的基因是否表達。常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等。32基因操作的基本步驟提取目的基因從供體細胞的DNA中直接分離基因操作的基本步驟目的基因導入受體細胞的方法1、將細菌用CaCl2處理，以增大細菌細胞壁的通透性。2、使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。3、目的基因在受體細胞內，隨其繁殖而復制，由于細菌繁殖的速度非常快，在很短的時間內就能獲得大量的目的基因。33基因操作的基本步驟目的基因導入受體細胞的方法33基因操作的基本步驟34基因操作的基本步驟34基因工程的成果與發展前景基因工程與醫藥衛生生產基因工程藥品用于基因診斷與基因治療基因工程與農牧業、食品工業培育高產、穩產和具有優良品質的動植物新品種培育具有各種抗逆性的動植物新品種為人類開辟新的食物來源基因工程與環境保護用于環境監測用于被污染環境的凈化35基因工程的成果與發展前景基因工程與醫藥衛生生產基因工程藥品基因工程與醫藥衛生我國生產的部分基因

工程疫苗和藥物1、基因工程藥品的生產微生物生長迅速，容易控制，適于大規模工業化生產。如利用大腸桿菌生產胰島素、干擾素、白細胞介素—2等。既增加產量，又降低成本。36基因工程與醫藥衛生我國生產的部分基因

工程疫苗和藥物1、基因基因工程與醫藥衛生2、基因診斷基因診斷是用放射性同位素(如32P)、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。生物芯片從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標準圖譜。從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。基因芯片診斷技術以其快速、高效、敏感、經濟、平行化、自動化等特點，將成為一項現代化診斷新技術。37基因工程與醫藥衛生2、基因診斷基因診斷是用放射性同位素(如3基因工程與醫藥衛生3、基因治療基因治療是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。取患者骨髓分離干細胞病毒正常基因并入正常基因的干細胞注入患者體內38基因工程與醫藥衛生3、基因治療基因治療是把健康的外源基因導入基因工程與農牧業、食品工業生長快、肉質好的轉基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)39基因工程與農牧業、食品工業生長快、肉質好的轉基因魚(中國)乳基因工程與農牧業、食品工業轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基因的番茄40基因工程與農牧業、食品工業轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基基因工程與農牧業、食品工業41基因工程與農牧業、食品工業41基因工程與農牧業、食品工業42基因工程與農牧業、食品工業42基因工程與農牧業、食品工業43基因工程與農牧業、食品工業43基因工程與環境保護1、環境監測基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環境中的病毒、細菌等污染。利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環境污染的情況，卻不易因環境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉化污染物。2、環境污染治理基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環境的物質。44基因工程與環境保護1、環境監測2、環境污染治理441、有些轉基因食物含的一些物質，可能會影響人體健康。2、大量的轉基因生物進入自然界后很可能會與野生物種進行雜交，產生一些超級生物，從而造成基因污染。3、如有些作物插入抗蟲基因，殺死環境中有益的生物。基因工程的弊端451、有些轉基因食物含的一些物質，可能會影響人體健康。基因工程謝謝大家！

結語謝謝大家！結語46DNa重組技術的基本工具(市公開課)DNa重組技術的基本工具(市公開課)DNa重組技術的基本工具(市公開課)基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。2DNa重組技術的基本工具(市公開課)DNa重組技術的基本工具47基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→拼接→導入→表達結果人類需要的基因產物48基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通493抗蟲害的玉米轉魚抗寒基因的番茄轉基因

鮭魚基因工程產品50抗蟲害的玉米轉魚抗寒基因的番茄轉基因

鮭魚基因工程產品4轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)51轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根基礎理論和技術的發展催生了基因工程DNA是遺傳物質的證明DNA雙螺旋結構和中心法則的確立遺傳密碼的破譯基因轉移載體的發現工具酶的發明DNA合成和測序技術的發明DNA體外重組的實現重組DNA表達實驗的成功第一例轉基因動物問世PCR技術的發明基礎理論技術發明52基礎理論和技術的發展催生了基因工程DNA是遺傳物質的證明基基因操作的基本步驟53基因操作的基本步驟7DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手術刀”DNA連接酶——“分子縫合針”基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”54DNA重組技術的基本工具限制性核酸內切酶——“分子手術刀”(一)限制性核酸內切酶——“分子手術刀”分布：主要在原核生物中作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點切點：磷酸二酯鍵舉例：EcoRI限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開55(一)限制性核酸內切酶——“分子手術刀”分布：主要在原核生物磷酸二酯鍵123451234556磷酸二酯鍵1234512345105711重播58重播12什么叫黏性末端？當限制酶從識別序列的中心軸線兩側切開時，被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。59什么叫黏性末端？當限制酶從識別序列的中心軸線兩側切開什么叫平末端？當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。60什么叫平末端？當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時限制性核酸內切酶限制酶61限制性核酸內切酶限制酶15黏性末端和平末端62黏性末端和平末端16限制酶在原核生物中的作用？63限制酶在原核生物中的作用？17限制酶在原核生物中的作用原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。64限制酶在原核生物中的作用原核生物容易受到自然界外源DNA的（二）DNA連接酶——“分子縫合針”連接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中分離得到的，稱之為E·coliDNA連接酶。另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T4DNA連接酶。這兩種連接酶催化反應基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口，而不能連接單鏈DNA。E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；T4連接酶既可“縫合”黏性末端，又可“縫合”平末端。65（二）DNA連接酶——“分子縫合針”連接酶有兩種：一種是從大DNA連接酶——“分子縫合針”DNA連接酶與DNA聚合酶一樣嗎？為什么？66DNA連接酶——“分子縫合針”DNA連接酶與DNA聚合酶一樣思考：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？相同點：都是形成磷酸二酯鍵不同點DNA聚合酶：以DNA單鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成另一條互補的DNA單鏈。DNA連接酶：在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，即把DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。ATCGTAGCATCGTAGC限制酶作用：使磷酸二酯鍵斷裂解旋酶作用：使雙鏈間的氫鍵斷裂67思考：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？相同點：質粒質粒是基因工程最常用的運載體，它廣泛地存在于細菌、酵母菌中，是細菌染色體外能夠自主復制的很小的環狀DNA分子，大小只有普通細菌擬核DNA的百分之一。要對天然質粒進行人工改造基因的載體——“分子運輸車”68質粒質粒是基因工程最常用的運載體，它廣泛地存在于基因進入受體細胞的載體作為載體沒有切割位點將怎樣？假如目的基因導入受體細胞后不能復制將怎樣？目的基因是否進入受體細胞，你如何察覺？如果載體對受體細胞有害將怎樣？69基因進入受體細胞的載體作為載體沒有切割位點將怎樣？23基因的載體——“分子運輸車”載體必須具備的條件：1、能夠在宿主細胞中復制并穩定地保存；2、具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接；3、具有某些標記基因，便于進行篩選。（如抗菌素的抗性基因、產物具有顏色反應的基因等）4、對受體細胞無害常用的載體有：質粒，λ噬菌體的衍生物，動植物病毒等70基因的載體——“分子運輸車”載體必須具備的條件：常用的載體有基因工程科技探索之路------基本理論和技術的發展催生了基因工程概念基本操作程序應用“分子手術刀”：限制性核酸內切酶“分子縫合針”：DNA連接酶“分子運輸車”：載體來源作用結果分類作用常用載體載體的條件其它載體基本工具71基因工程科技探索之路------基本理論和技術的發展概念基本1、下列不適合用于基因工程的運載體是（）

A、質粒B、噬菌體

C、細菌D、病毒選我C2、下列說法正確的是：（）A、限制酶的切口一定是GAATTC堿基序列B、質粒是基因工程中唯一的運載體C、重組技術所用的工具酶是限制酶、連接酶、運載體D、利用運載體在宿主細胞內對目的基因進行大量復制的過程可稱為“克隆”選我D審題721、下列不適合用于基因工程的運載體選我C2、下列說法正確的是3、下列黏性末端屬于同種限制酶切割而成的是（）A、①②B、①③C、①④D、②③TCGAGCTTAAAGGTTCCAAGCTTCAGAATTCG③①②④4、下列哪一種酶是基因工程的工具酶（）A、DNA連接酶B、DNA酶C、RNA酶D、運載體選我A選我A記住了733、下列黏性末端屬于同種限制酶切割而成的TCG5、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）A.同種限制酶B.兩種限制酶C.同種連接酶D.兩種連接酶6、不屬于質粒被選為基因運載體的理由是（）A、能復制B、有多個限制酶切點C、具有標記基因D、它是環狀DNA745、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使基因操作的基本步驟75基因操作的基本步驟2976307731基因操作的基本步驟提取目的基因從供體細胞的DNA中直接分離基因（如“鳥槍法”）人工合成基因反轉錄法化學合成法目的基因是人們所需要轉移或改造的基因。如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗病（抗病毒、抗細菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。三種目的基因提取方法的優缺點僅限于合成核苷酸對較少的簡單基因專一性

最強化學

合成法操作過程麻煩，mRNA很不穩定，要求的技術條件較高專一性強反轉錄法工作量大，盲目，分離出來的有時并非一個基因操作簡便廣泛使用鳥槍法缺點優點目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測和表達檢測：通過檢測標記基因的有無來判斷目的基因是否導入。表達：通過特定性狀的產生與否來確定目的基因是否表達。常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等。78基因操作的基本步驟提取目的基因從供體細胞的DNA中直接分離基因操作的基本步驟目的基因導入受體細胞的方法1、將細菌用CaCl2處理，以增大細菌細胞壁的通透性。2、使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。3、目的基因在受體細胞內，隨其繁殖而復制，由于細菌繁殖的速度非常快，在很短的時間內就能獲得大量的目的基因。79基因操作的基本步驟目的基因導入受體細胞的方法33基因操作的基本步驟80基因操作的基本步驟34基因工程的成果與發展前景基因工程與醫藥衛生生產基因工程藥品用于基因診斷與基因治療基因工程與農牧業、食品工業培育高產、穩產和具有優良品質的動植物新品種培育具有各種抗逆性的動植物新品種為人類開辟新的食物來源基因工程與環境保護用于環境監測用于被污染環境的凈化81基因工程的成果與發展前景基因工程與醫藥衛生生產基因工程藥品基因工程與醫藥衛生我國生產的部分基因

工程疫苗和藥物1、基因工程藥品的生產微生物生長迅速，容易控制，適于大規模