[中学联盟]江苏省徐州市王杰中学高中生物选修3-1教学课件：基因工程的概念.ppt

定向基因改造设想 什么叫平末端？ 限制性内切酶 1.特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割。 2.分布：主要在微生物中。 3.结果：产生黏性末端（碱基互补配对）、平末端。 4.举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端，SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端 。 “分子缝合针”——DNA连接酶 根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类： 1.从大肠杆菌中分离得到：E.coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接。 2.从T4噬菌体中分离到： T4连接酶，既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。 运载体 1.作用： 2.条件： 3.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 4.质粒的特点 质粒的特点 1.细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子； 2.质粒的存在对宿主细胞无影响； 3.质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 磷酸二酯键 * * The camelecow 设想一 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 设想三 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 专题1 什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 （一）基因工程的概念 （一）基因工程的概念 结果 基本过程 操作水平 操作对象 操作环境 基因工程的别名 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 基因工程培育抗虫棉的简要过程： （一）基因工程的概念 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 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？ 重组DNA 导入 形成 （一）基因工程的概念 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： 形成重组DNA 关键步骤三： 重组DNA导入受体(棉花)细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ （二）DNA重组技术的基本工具 关键步骤一的工具： 关键步骤二的工具： 关键步骤三的工具： 分子手术刀—限制性内切酶 分子缝合针—DNA连接酶 分子运输车—运载体 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。 主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。 4000种。 1、来源： 2、种类： 3、作用： 4、结果： 形成两种末端 一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶 粘性末端 平末端 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 限制酶 什么叫黏性末端？ “分子手术刀”——限制性核酸内切酶 （二）基因操作的工具 限制酶 什么叫黏性末端？ （二）基因操作的工具 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。 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。 下页 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？可产生几个黏性末端？ （二）基因操作的工具 要切两个切口，产生四个黏性末端。 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就可以合成重组的DNA分子了。 　　目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。 ㈡　基因操作的基本步骤 １、提取目的基因——将　需要的基因从供体生物　的细胞内提取出来。 供体生物细胞 取出DNA 用限制酶剪去多余部分 目的基因 限制酶 “分子缝合针”——DNA连接酶 （二）基因操作的工具 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。 A A T T G C C T T A A G 2、目的基因与运载体结合 　　用与提取目