当前位置：文档之家 › DNA重组技术的基本工具 课件

DNA重组技术的基本工具 课件

  • 格式：ppt
  • 大小：1.33 MB
  • 文档页数：26

下载文档原格式

  / 26

合集下载

DNA重组技术的基本工具(共32张PPT)

DNA重组技术的基本工具(共32张PPT)
基础理论和技术发展催生了基因工程
E·coliDNA连接酶
3)1977年DNA合成和测序技术的发明
E·coli DNA连接酶
或T4DNA连接酶
通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到识别序列的
碱基上，使限制酶不能将其切开。
这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。
——特异性
（1）识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列
（2）在特定的位点切割DNA分子。
例如：大肠杆菌的EcoRⅠ限制酶只能识别GAATTC序
列，并在G和A之间切开。
“分子手术刀”---限制性核酸内切酶(限制酶)
• 限制酶的识别序列：
能被限制性内切酶特 大异多性数识限别制的酶切的割识部别位序都列具由
操作。
实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要 进行人工改造后才能用于基因工程操作。
思考与探究 P7
4、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。
通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到识别序列的
碱基上，使限制酶不能将其切开。
Haemophilus influenzae d )中先
后分离到3种限制酶，则分别命名为:
HindⅠ、HindⅡ、 HindⅢ
一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成

DNA重组技术的基本工具PPT

DNA重组技术的基本工具PPT

利用图解限制酶的识别序列由 6 个核苷酸组成，例
如EcoRI、Sma I限制酶的识别序列，也有少数限
制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。 2 ．限制酶都是切割识别特定的核苷酸序列的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3．限制酶切出的黏性末端和平末端的区别：
例1 (2011年雅礼中学高二检测)基因工程中，须使
用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和
筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是－
G↓GATCC －，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－
↓GATC－。根据图示判断下列操作正确的是(
)
A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割 C ．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ
思考感悟
限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？
【提示】
相同。都是磷酸二酯键。
3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1载体 的种类 ①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 _________能力的双链环状DNA 分子 ②λ噬菌体的衍生物 ③动植物病毒
2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链DNA片段缝合起来，恢复被限制酶 磷酸二酯键 。 切开的两个核苷酸之间的___________ (2)种类
黏性 ①E.coliDNA 连接酶：只能缝合双链 DNA 的 ______
末端 。 _______ ②T4DNA连接酶：既可缝合双链DNA的黏性末端， 平末端 。 又可缝合双链DNA的________
哪种类型的末端？
【提示】
黏性末端。
(1)限制性核酸内切酶是一类酶而不
【易误警示】
是一种酶。
(2)限制性核酸内切酶作用的化学键为磷酸二酯键， 而不是氢键。 (3)不同种类的限制性核酸内切酶识别与切割的位点 不同，这与酶的专一性是一致的。

1.1DNA重组技术的基本工具 公开课课件

1.1DNA重组技术的基本工具 公开课课件
亲，你还记 得我吗？
磷酸二酯键
氢键
G
A A C T T A A G
T
T C
G
C
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,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，因此又叫作DNA重组技术或基因 拼接技术。
寻根问底：
DNA连接酶与DNA聚合酶的区别
DNA连接酶 DNA聚合酶
对象
不需要模板 连接DNA片段
以一条DNA链为 模板，连接单个 核苷酸
作用
都是形成磷酸二酯键
三、分子运输车—基因进入受体细胞的载体
将目的基因送入受体细胞、并带动目的基因复制 作用： 必须具备的条件：
• 在受体细胞中能自我复制并稳定保存 • 有一至多个酶切割位点，而且每种酶切位 点最好只有一个 • 有标记基因，便于筛选（抗生素抗性基因、 产物具有颜色反应的基因等） • 对受体细胞无害
4.下列四条DNA分子，彼此间具有黏性末端的 一组是（ D ）
A．①②
B．②③ C．③④
D．②④
5．实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从 供体细胞内分离出来，这要利用限性内切酶。一种限制 性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和 A之间，这是应用了酶的（ B ） A．高效性 B.专一性 C．多样性 D.催化活性受外界条件影响 6．人们常选用的细菌质粒分子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药性 B．有利于对目的基因是否导入进行检测 C．增加质粒分子的分子量 D．便于与外源基因连接
GAA T T C C T T AAG

DNA重组技术的基本工具优秀课件

DNA重组技术的基本工具优秀课件
基因工程(gene engineering)
• 又称基因拼接技术,或DNA重组 技术。 通俗的说，就是按照人们的意愿，进行 严格的设计，并通过体外DNA重组和转 基因等技术，赋予生物经新的遗传特性， 从而创造出更符合人们需要的新的生物 类型和生物产品。
DNA重组技术的基本工具优秀课件
设想
让禾本科植物也能 固氮？ 根瘤菌的固氮作用
为你 作什能用么推是限测什制限么酶吗制不酶？剪存切在细于菌原本核身生的物D中NA的？
通 的 的 基 不原在制菌利安能过 细 识 转长核，全的用长 胞 别 移将期以。生一 限的防 所物种 制期，切到其进止 以易酶防的其割所切化外 ，受御将进序识开D过来限自性外N化 列 别。程病制然工源A， 序，这分中原酶界具DN细 列或样形物在外，子A切菌 的者，成的原源当中割了侵核外D中 碱通尽不N掉一害生源含 基管过A具的，套。物D有 上细甲备N入以完中限A某 ，菌基这侵侵保善主制种 使中化种入证，的要酶限限含酶自时但防起限就制制有将身，生御到是制的会物机切细酶酶某甲酶 种割限外制源D酶N也A、不使会之使失自效身，从的而D达N到A被保切护自断身，的并 且目可的以。 防止外源DNA的入侵。
DNA连接酶的作用
把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将 脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯 键
DNA重组技术的基本工具优秀课件
DNA连接酶的缝合作用
可把黏性末端之间的 缝隙“缝合”起来，
两DNA片段要具有互补 的黏性末端才能拼起来
注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口， 但不能连接单链DNA！
①细菌的质粒 ②病毒：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
DNA重组技术的基本工具优秀课件
最常用运载体——质粒

重组DNA技术的基本工具课件-高二生物人教版选择性必修3

重组DNA技术的基本工具课件-高二生物人教版选择性必修3
➢连接平末端：
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
二、DNA连接酶——“分子缝合针”
➢几种相关酶的比较
名称 限制酶
作用部位 磷酸二酯键
作用结果 将DNA切成两个片段
DNA(水解)酶 磷酸二酯键
将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
DNA连接酶
磷酸二酯键
将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶
磷酸二酯键
功能 只能将具有互补__黏__性__末__端____的 “缝合”__两__种__末端，但连接
特性 DNA片段连接起来
__平ห้องสมุดไป่ตู้_末__端___之间的效率相对较低
相同点
都恢复被限制酶切开的___磷__酸__二__酯__键____。
二、DNA连接酶——“分子缝合针”
➢连接黏性末端：
二、DNA连接酶——“分子缝合针”
过程演示：
重组DNA分子
5′ …ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC… 3′ 3′ …TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG… 5′
5′ …TCCTAGAATTCTCGGTATG AATTCCATAC… 3′ 3′ …AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG… 5′
用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物；或将溶液倒入 塑料离心管中离心，取沉淀物晾干。
析出DNA
DNA的粗提取与鉴定
3.方法步骤
（4）DNA的鉴定： 将丝状物或沉淀物溶于2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂， 混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min
对照组
实验组
水浴加热
思考1：如何评价结果？ DNA纯度： 看提取物颜色 DNA的量： 看与二苯胺反应颜色的深浅

DNA重组技术的基本工具 课件

DNA重组技术的基本工具 课件
DNA重组技术的基本工具
基因工程概念
基因工程是指按照人们的意愿，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
定向改造生物啦！
基因工程相关要点
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（切割 DNA分子） 作用结果： 形成平未端（SmaI）及黏性未端（EcoRI）
2.DNA连接酶——“分子缝合针” 1)、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）
2)、作用部位：磷酸二酯键
我复制并稳定存在 具一个或多个限制酶切位点 具标记基因
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
实质
基因重组
结果
新生物类型、生物产品
重难点剖析: 基因工程的“专用工具”
1.限制性核酸内切酶 黏性末端
来Ec源oR：I 主要从原核细黏胞性分末离端 作用：一种限制性内切酶只能识别双链DNA分子的某
DNA连接酶可把平未端或黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即相当于把梯子两边的扶手的断 口连接起来，这样一个重组DNA分子就形成了。
3.分子运载车——运载体 （1） 作用： 将目的基因送入受体细胞
（2） 具备的条件：
a.能自我复制. b.具有一个或多个酶切位点. c.有标记基因. d.对受体细胞无害. （3）种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒

DNA重组技术的基本工具课件


目 开
①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成的黏性末端。
关 ②请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末
端。
③在 DNA 连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形
成的黏性末端能否连接起来？为什么？
学习·探究区
解析 一般来说，一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核 苷酸序列，并在特定的切割位点切割 DNA，限制酶Ⅰ切割质粒的 过程为：
时 栏
DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。
目
开
关如
以中心线为轴，两侧碱基互补对称；
以 为轴，两侧碱基互补对称。
学习·探究区
③结果：经限制酶切割产生的 DNA 片断末端通常有两种形 式：__黏__性__末__端___和__平__末__端__。 a．_黏__性__末__端___
本
课 是限制性核酸内切酶在识别序列的_中__心__轴__线__两__侧___将 DNA
学习·探究区
第1课时
探究点一 基因工程的概念及工具酶
本 1．基因工程的概念
课 时
“工欲善其事，必先利其器”。我国拥有自主知识产权
栏 目
的转基因抗虫棉，就是通过精心设计，用“分子工具”
开 关
构建成的。培育抗虫棉首先要在体外对含有抗虫基因的
DNA 分子进行“切割”、改造、修饰和“拼接”，然后，
导入棉花体细胞内，并使重组 DNA 在细胞中表达。
学习·探究区
由上述资料填写下表，理解基因工程的概念。
通过体外_D_N__A_重___组___和_转__基__因__等技术，
手段
本
赋予生物以新的_遗__传__特__性___
课 时 栏 目
目的
按照人们的愿望，创造出更符合人们需要 的新的_生__物__类__型__和_生__物__产__品__

【课件】重组DNA技术的基本工具课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3


1977年，桑格
等科学家发明 了DNA序列分 析的方法。此 后，DNA合成 仪的问世为体 外合成DNA提
供了方便。
1983年， 科学家采用 农杆菌转化 法培育出世 界上第一例 转基因烟草。
1985年， 穆里斯等 人发明了 PCR。
21世纪以来，科 学家发明了多种 高通量测序技术， 加速了人们对基 因组序列的了解
5
’A
T
①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋
3 而成双螺旋结构。 ’ ②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在
C
G
外侧，构成基本骨架；碱基排列在内 侧。
T
A
3
’
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱
5 基对，A与T(两个氢键)，G与C配对 ’ (三个氢键)。碱基之间这种一一对应
的关系，叫做碱基互补配对原则。
一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
第3章 基因工程
1.重组DNA技术的基本工具 2.基因工程的基本操作程序 3.基因工程的应用 4.蛋白质工程的原理和应用
基因工程
指按照人们的愿望, 通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性,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，因此又叫作DNA重组技术。
DNA双螺旋的直径只有2nm,对如此微 小的分子进行操作，是一项非常精细的工作， 更需要专门的“分子工具”。
环斑病毒的 非转基因木瓜
转基因木瓜
那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各 具有什么特征呢？
思考：解决培育番木瓜的关键步骤需要哪些分子工具呢？
关键步骤一： 抗病基因的提取出来 关键步骤二： 抗病基因与运载体DNA“缝合” 关键步骤三： 抗病基因进入 番木瓜

DNA重组技术的基本工具 演示文稿.ppt


3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” （1）载体具备的条件： ①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、 独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状 DNA分子。 （3）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒
基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
目的基
基因工程的 “ 因
”
“ ” 指某些小型DNA分子
能够在宿主细胞中复制并稳定地保存
条件：
具有多个限制酶切点（每种限制酶切 点最好只有一个），以便与外源基因
连接
具有标记基因，便于进行筛选
TGCA ACGT
T
GCA
ACG
T
GCA T
T
外源基因
ACG
T GCA ACG T
真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人 工改造的。
T GCA A C GG
标记基因
抗四环素基因
抗青霉 素基因
四环素
正常生活
重组DNA
பைடு நூலகம்
四环素
不能正常生活
BACK
目的基因获取与基因结构
抗四环素基因
受体细菌
大肠杆菌的质粒
重组 DNA
该受体菌能产生胰岛素吗?
提取人的胰岛素基因(用“鸟枪法”)，能行吗？
不能!因为真核生物的基因编码区中有内含子，到了原 核细胞中的真核基因在表达时是不能完成自动剪切的。 通常采用的是人工合成法，如成熟的mRNA逆转录法、 人工合成DNA法均可，这样合成的基因编码区内是没 有内含子的。原核生物也没有内质网和高尔基体。

DNA重组技术的基本工具PPT课件


随堂达标检测
活页规范训练
基因工程的工具酶
1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
(1)来源
主要来自于 原核生物
。
(2)特点
① 识 别 双 链 DN特A 定核分苷酸子 的 某 种
序列；
磷酸二酯键
②使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的
断裂。
(3)作用结果
中心轴线两侧
①黏性末端：在所识别序列的
将
DNA的两条链分别切开时形成中的心末轴端线。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车”
1．载体的种类有 质粒 λ噬、菌体
动植的物衍病生毒物、
等。
2．常用载体——质粒
(1)质粒是一种自裸我露复的制、结构简单双、链独环立状于DN细A 菌拟核DNA之外，
并具有
限制酶切割 能 力 的
分子外。源
(2)质粒DNA分子上有标一记至基多因个
随堂达标检测
活页规范训练
A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割 C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 思维导图：
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
SUCCESS
THANK YOU
2024/10/15
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
3．载体的种类 (1)细菌质粒，它是细菌拟核DNA以外的小型双链环状DNA，有 的细菌只有一个，有的细菌有多个。 (2)λ噬菌体的衍生物和某些动植物病毒的DNA。 一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人 们根据不同的目的和需求，对某些天然的载体进行人工改造。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

体
细
胞
DNA
质粒的模式图
质粒
大肠杆菌细胞
目的基因 插入位点
氨苄青霉素 抗性基因
复制原 核苷酸序列，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）
3.结果：形成黏性末端
EcoRⅠ
EcoRⅠ限制酶识别： GAATTC序列
限制酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA 两条单链切开，这样的切口叫黏性末端。
3.结果：形成平末端 SmaⅠ限制酶识别：GGGCCC序列
思考
不同点： DNA连接酶是将_两__个__D_N__A__片_连段接起来,
不需要 模板 DNA聚合酶是将_单__个__核__苷__酸__连接起来，
需要 模板 共同点： 都催化磷酸二酯键的形成
四、分子运输车—— 基因进入受体细胞的载体
1.载体的种类：
质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
最常用的载体
(2) T4 DNA连接酶： 既可以连接黏性末端，又连
（T4噬菌体）
接平末端。
寻根问底
DNA连接酶与DNA聚合酶
DNA聚合酶
……… …… …… …… …… ……… …… ……
……
DNA
母链
A A T C T A T AG
T T A G AT AT C
A DNA聚合酶 C
A
DNA连接酶 寻根问底
DNA分子水平 基因重组
定向改变生物性状或获得基因产物
基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽 孢杆菌
提取
普通棉花(无抗虫特性)
抗虫基因 与运载体DNA拼接 棉花细胞(含抗虫基因)
导入
棉花植株(有抗虫特性)
能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？
基因工程培育抗虫棉的简要过程
苏云金芽孢杆菌（有抗虫毒蛋白）
大肠杆菌细胞
质粒
拟核
一种裸露的、结构 简单、独立于细菌 拟核DNA之外，能 自我复制的小型环 状双链DNA分子。
2.载体的条件：
A.有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入
假如质粒没有限制酶切割位点将怎样？ （没有限制酶能识别的序列）
？
限制酶
目的基因 插入位点
目的基因
质粒
2.载体的条件：
A.有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入
B.具假有如质标粒记含基有因标,便记基于因重如组：D四N环A素的抗鉴性定基和因筛选
受 体 细 胞
重组DNA
受
含四环素的培养基
体 细
胞
2.载体的条件：
A.有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入
B.具有标记基因,便于重组DNA的鉴定和筛选
C.能自我复制或整合到受体染色体DNA上
D.对受体细胞无害
受
提取
普通棉花(无抗虫特性)
形成 抗虫基因
重组
导入 棉花细胞(含抗虫基因)
DNA
棉花植株(有抗虫特性)
DNA重组技术的基本工 具
三种基本工具
手术刀
针线
运输车
二、“分子手术刀”--限制性核 酸内切酶 （限制酶）
在自然界中有一些生物的 DNA可能进入另一种生物 的细胞中。我们有没有学 过相关的实例？
1.来源 主要是从原核生物中分离
一、基因工程的概念
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。
别名 操作环境 操作对象 操作水平
实质 结果
基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因
SmaⅠ
限制酶从识别序列的中心轴线处切 开时，这样的切口叫平末端。
二、“分子缝合针”— D1.N作A用连：接将双酶链DNA片段连接，成为一个完
整的DNA分子。
磷酸二酯键
GA A T T C C T T A AG
磷酸二酯键
催化形成的是磷酸二酯键，而不是氢键。
2.种类
(1) E.coli DNA连接酶： 只能连接黏性末端 (大肠杆菌)