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基因工程的基本工具(ppt 32页)实用资料

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人教版高中生物选修三课件：1.1基因工程的基本工具 (共16张PPT)

人教版高中生物选修三课件：1.1基因工程的基本工具 (共16张PPT)

单链
连接部位
在两DNA片段之间 将单个核苷酸加 形成磷酸二酯键 到已存在的核酸
片段的3’末端的 羟基上，形成磷 酸二酯键
back
基因的载体——“分子运输车”
载体的作用：
1、将外源基因转移到受体细胞中去。 2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。
载体必须具备的条件：
1、能自我复制 2、有一个和多个限制酶切割位点 3、有特定标记基因 4、对受体细胞无害、易分离
DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达
人类需要的基因产物
DNA重组技术的基本工具
• 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” • DNA连接酶——“分子缝合针” • 基因进入受体细胞的载体——“分子运
输车”
限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
分布：主要是从原核生物中分离纯化出来的 作用特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
• 这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链 DNA的缺口，而不能连接单链DNA。
• E·coli连接酶只能连接黏性末端； T4连接酶既可 “缝合”黏性末端，又可“缝合”平末端。
DNA连接酶——“分子缝合针”
• DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什
连接DNA链 双链
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2022年4月2022/4/132022/4/132022/4/134/13/2022
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2022/4/132022/4/13April 13, 2022

2018基因工程的基本工具PPT教学课件

2018基因工程的基本工具PPT教学课件

B．发光基因
20C20/．10/16贮藏蛋白的基因 D．产物具有颜色反应的基因 20
5、科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌
素抗性基因，该抗性基因的主要作用是 B
A．提高受体细胞在自然环境中的耐热性
B．有利于鉴定目的基因否导入受体细胞
C．增加质粒分子的相对分子质量
D．便于与外源基因连接
2020/10/16
3、两种末端 黏性末端
平末端
4、结果 2020/10/16 具有黏性末端或平末端的DNA片段
4
断开磷酸二酯键
G
C
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
2020/10/16
5
常见的两种限制酶
1、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。
2、SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C和G
之间切割形成平末端 。
2020/10/16
6
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。
限制酶
2020/10/16
7
平末端：当限制酶切开的DNA两条单链的切口， 是平整的，这样的切口叫平末端。
SmaⅠ
2020/10/16
平末端
T
T
2020/10/16
DNA聚合酶的作用
13
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
DNA连接酶
DNA聚合酶
相 同 作用实质 点
都能催化形成磷酸二酯键
模板
不需要
作用对象
DNA片段
不

高中生物选修三专题一11基因工程的基本工具 PPT

高中生物选修三专题一11基因工程的基本工具 PPT
基序列 B、EcoRI切割的是G—A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DNA D．限制酶只存在于原核生物中
2、基因工程的载体，必须具备的条件及 理由是( )
A、能够在宿主细胞中A 稳定地保存下来并
大量复制，以便提供大量的目的基因 B、具有多个限制酶切点，以便于目的基
因的表达 C．具有某些标记基因，以便为目的基因
高中生物选修三专题一11基因工程的基本工 具 PPT
问题引领 1、基因工程的定义 2、基因工程的三种工具名称 3、限制酶的来源、种类、作用、结果 4、DNA连接酶的种类、作用 5、质粒的特点、标记基因的作用 6、载体必备的5个条件、种类
基因工程的概念
基因工程概念的分析
DNA重组技术 生物体外 基因
的表达提供条件 D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，
以便于进行筛选
3、质粒是基因工程最常见的载体，它的
主要特点是( )
C
①能自主复制 ②不能自主复制
③大小合适 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA
⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A、①③⑤⑦ B、②④⑥
C、①③⑥⑦ D、②③⑥⑦
()
三、载体——“分子运输车”
1、载体的作用 将 目的基因 转移到受体细胞中去。
2、常用的载体 质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
3、作为载体必须具备的5个条件
练习：1、画出一个载体模式图 2、P7“思考与探究”的第2-4题
课堂巩固
C 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
DNA分子水平 基因重组
人类需要的生物类型和生物产品
DNA重组技术的基本工具
“分子手术刀”-- 限制性核酸内切酶 “分子缝合针”-- DNA连接酶 “分子运输车”-- 载体

基因工程基本工具完整PPT资料

基因工程基本工具完整PPT资料

专题1 基因工程
• 1.1 DNA重组技术的基本工具
一、基因工程的概念
1、概念： 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,
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.又叫做DNA的重组技术 .
2、含义
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
B、 限制性核酸内切酶用于目的基因的获得 C、目的基因须由载体导入受体细胞 D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶
目的基因
1、 分子手术刀——限制性内切酶
CT TAAG
CT TAA 棉花植株(有抗虫特性) 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？ C、具有标记基因 1、 分子手术刀——限制性内切酶 切割DNA分子时产生的两种不同末端 将外源基因送入受体细胞。 C、目的基因须由载体导入受体细胞 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。 质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内完成。 ３、分子运输车——运载体 普通棉花(无抗虫特性)
1、 分子手术刀——限制性内切酶
• 分布：主要在原核生物中 • 作用：识别双链DNA分子某种特定核苷 酸序，并且将特定部位的两个核苷酸之间 的磷酸二酯键断开 • 特点：识别序列和酶切位点的专一性 • 结果：产生黏性未端或平末端 • 举例：大肠杆菌的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开
A ATTC
思考：
（１）用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要
连接几个磷酸二酯键？ ２个
（２）用限制酶切下一个特定基因要切断几个
磷酸二酯键？
４个

基因工程基本工具

基因工程基本工具

二“分子缝合针”——DNA连接酶
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA
连接酶
T4DNA连接酶
大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1、种类：两类
E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、作用部位：磷酸二酯键
实验组3： 添加一定 浓度的四 环素和氨 苄青霉素
对照组： 不添加抗 生素
实验组1： 实验组2：添 实验组3：添加 添加一定浓 加一定浓度的 一定浓度的四环 度的四环素 氨苄青霉素 素和氨苄青霉素
对照 实验 实验 实验 组 组1 组2 组3
结论
预期 一
＋
＋
＋
＋
既含有抗四环素基因也含有 抗氨苄青霉素基因
◊ 是否属于可遗传的变异？
• 基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
普通棉花(无抗虫特性)
提取
与运载体DNA拼接
抗虫基因
棉花细胞(含抗虫基因)
导入
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
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
练习
1.以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形 成氢键
2.不属于质粒被选为基因运载体的理由 是

基因工程基本工具

基因工程基本工具

基因拼接技术或DNA重组技术 实质:基因重组 生物体外 基因 DNA分子水平 “剪切”“拼接”“导入”“表达” 人类需要的基因产物
这种技术是在生物体外，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。
4、结果：形成两种末端 黏性末端
平末端
5
A
磷
4
1
酸
3
2
二
酯
T
5
键
4
1
3
2
什么叫黏性末端？ 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？
限制 酶
• 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。
预期 二
＋
＋
－
－ 只含有抗四环素基因
预期 三
＋
－
＋
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
－ 只含有抗氨苄青霉素基因
预期 四
＋
－
－
－
既不含有抗四环素基因也不 含有抗氨苄青霉素基因
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
练习
1.以下说法正确的是
（C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形 成氢键
2.不属于质粒被选为基因运载体的理由 是
关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接

基因工程基本工具

基因工程基本工具
──基因进入受体细胞的载体
一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切 酶
1、来源：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 名限制性核酸内切酶。
2、种类：4000种。
3、作用：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。
4、结果：形成两种末端 黏性末端
平末端
5
A
磷
4
1
酸
3
2
二
酯
T
5键Leabharlann 4132
什么叫黏性末端？ 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？
限制 酶
• 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。
D A、能复制
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
3. 已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素 的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标 记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得 出相应的实验结论。
对照组： 不添加抗 生素
实验组1： 添加一定 浓度的四 环素
实验组2： 添加一定 浓度的氨 苄青霉素
二“分子缝合针”——DNA连接酶
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA
连接酶
T4DNA连接酶
大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)

基因工程基本工具

基因工程基本工具

基因工程概念
又叫做DNA重组技术。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。
特点：
◊ 与诱变育种相比，其特点是定__向__改__造___生__物__性__状_。 ◊ 在_分__子___水平上进行操作。
D A、能复制
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
3. 已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素 的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标 记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得 出相应的实验结论。
对照组： 不添加抗 生素
实验组1： 添加一定 浓度的四 环素
实验组2： 添加一定 浓度的氨 苄青霉素
1.1DNA重组技术的基本工具
基因工程的概念
基因工程又叫做 基因拼接技术 或 DNA重组技术 。通俗地说， 就是按照人们的意愿，把一种生 物的某种 基因 提取出来，加
以 修饰改造 ，然后放到另一种生 物的细胞里， 定向地 改造生物 的遗传性状。
基因工程的概念
基因工程 名称
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
二“分子缝合针”——DNA连接酶
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA
连接酶
T4DNA连接酶
大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶
1、种类：两类
E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
2、作用部位：磷酸二酯键
关键步骤二： 抗虫基因与运载体DNA连接

课件 基因工程的主要工具

课件 基因工程的主要工具

三、载体
1、常用载体: 质粒，还有噬菌体、动植物病毒等 质粒：可存在于细菌内，是一种小DNA，环状，在拟核外。 质粒和噬菌体可将外源基因载入到细菌，而动植物病 毒能将外源基因载入到动植物细胞。
2、载体的选择标准（具备的条件）：
能在宿主细胞中自主复制并稳定保存；
有多个限制酶切位点；
具有标记基因，便于筛选；
第一节 DNA重组技术的基本工具
基因工程
就是按照人们的意愿，把一种生物的 某种基因提取出来，加以修饰改造，放到 另一种生物的细胞中，定向改造生物的遗 传性状，创造出更符合人们需要的新的生 物类型和生物产品。
DNA重组技术的基本工具
限制性内切酶——基因的剪刀 DNA连接酶——基因的针线 运载体——基因的运பைடு நூலகம்工具
（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）
重组DNA表达实验的成功
1973年，博耶和科恩选用仅含单一限制酶 切位点的大肠杆菌载体质粒，使之与非洲 爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段重组。重组 的DNA转入大肠杆菌DNA中，转录出相应的 mRNA。
其中，限制性内切酶、DNA连接酶和载体的作 用分别是什么？
一、限制性核酸内切酶
识别特定的核苷酸序列, 并在特定部位水解磷酸二酯 键。
HindⅡ GTCGAC CAGCTG Bam HⅠ GGATCC CCTAGG
GTC GAC CAG + CTG
G + GATCC G CCTAG
平性末端
粘性末端
限制性内切酶及其缓冲液
二、DNA连接酶
恢复切开的磷酸二酯键。
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…CG
(7) GT…
(8)AATTC…
CA…
G…
你能用DNA连接酶将它们连接起来？
2和7能连接形成…ACGT… …TGCA…；
4和8能连接形成…GAATTC… …CTTAAG…；
相同点
形成磷酸二酯键
限制性内切酶与解旋酶的区别
限制酶
解旋酶
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
据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（ D
）
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连接酶可以连接a处 C. 解旋酶可以使b处解开 D. 连接b处的酶可以为DNA连接酶
实质 结果
基因拼接技术或DN拼接 → 导入 → 表达
基因重组 人类需要的生物类型和生物产品
1.1 DNA重组技术的基本工具
3
DNA重组技术的基本工具
工欲善其事, 必先利其器.
想一想:获得转基因抗虫棉需要做哪些工作呢? 实现这一精确的操作过程的工具是什么呢?
3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输记车”一记
（1）载体的作用
将外源基因转移到受体细胞中去。 运载体对外源基因进行大量复制。
（2）作为载体必须具备的条件
能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。 具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选。 必需是安全的，不会对受体 细胞有害。 大小应适合，便于提取和操作
• 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。
EcoRI限制酶的切割：
大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC
序列，并在G和A之间切开。
在G与A
中轴线
之间切割
黏性末端
黏性末端
A
磷
5
酸
4
1
3
2
二
酯
T
5
键
4
1
3
2
7
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。
图1-1 限制酶识别序列的中心轴线
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
(1)来源: 主要从原核生物 (2)化学本质： 蛋白质
识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并 (3)作用 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，即识别特定的脱氧核苷酸序列,切割 (4)作用特点：特定位点。
(5)切割方式 错位切：产生两个相同的黏性末端 平切：形成平末端
专题1 基因工程
一、基因工程的概念
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。
由因于此基又因 叫工 做程DN是A重在组DN技A分术子。水平上进行设计和施记工一的记，
基因工程的别名
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
要切两个切点，产生四个黏性末端，两个。
• 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。
• 是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成 重组的DNA分子了?
实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。
2、ＤＮＡ连接酶——“分子缝合针”
种类：
E·coli DNA连接酶（黏性末端） T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端）
作用部位： 是磷酸二酯键，不是氢键。
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 ,这样一个重组的DNA分子就形成了。
E·coliDNA连接酶与T4DNA连接酶比较：
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4DNA连接酶
（3）常用的载体
质粒 λ噬菌体衍生物 动植物病毒
常用的载体：质粒
有标记基因的 存在，可用含 氨苄青霉素的 培养基鉴别
质粒存在于许多细菌 以及酵母菌等生物细 胞中。是一种裸露的、 结构简单、独立于细 菌拟核DNA或细胞核 之外自我复制的很小 的双链环状DNA分子
有切割位点
复制起始的 一段序列
不属于质粒被选为基因运载体的理由是
• DNA连接酶与DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA连接酶
区别1
1)只能将单个核苷酸连 1)在两个DNA片段之 接到已有的核酸片段上，间形成磷酸二酯键
形成磷酸二酯键
2)以一条DNA链为模板，2)将DNA双链上的两 区别2 将单个核苷酸通过磷酸 个缺口同时连接起来，
二酯键连接成一条互补 不需要模板 的DNA链
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。
SmaI限制酶的切割：
只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 中轴线
CCCGGG GGGCCC
思考题：
• 要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切点？可 产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？
A、能复制
（ D）
B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因
D、它是环状DNA
议一议
1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？ 双链DNA
2、能否用SARS病毒作为基因载体？ 不能
3、作为载体，若没有切割位点将怎样？
不能进行DNA的重
4、携带目的组基因的载体是否进入了受体细胞，
如何鉴定？
载体上应有标记基因
5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制， 将怎样？
可能造成基因丢失
思考与探究
1.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限 制酶切割形成的DNA片段：
(1) …CTGCA (2) …AC
(3) GC…
…G （4）…G
…TG (5) G…
CG… (6) …GC
…CTTAA ACGTC…
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
D记N一A聚记合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点？
连接DNA链
DNA连接酶
双链
DNA聚合酶
单链
连接部位
将单个核苷酸加
在两DNA片段之间形 到已存在的核酸
成磷酸二酯键
片段的3’末端的
羟基上，形成磷
酸二酯键
相同点
都能形成磷酸二酯键 二者都由蛋白质构成