高二生物选修3基因工程第一节.ppt

基因工程,通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取(复制)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特性。,一、基因工程的概念,优点：,与杂交育种相比 与诱变育种相比,1、周期短 2、可克服生殖隔离,3、目的性强，可定向改造生物性状,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,基因重组,基因工程的概念,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,苏云金芽孢杆菌,抗虫基因,棉花植株(有抗虫特性),上述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剪切提取出来,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,二、 DNA重组技术的基本工具,准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） 限制性内切酶 DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） DNA连接酶 基因转移工具（“分子运输车”） 基因进入受体细胞的载体,基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：,思考,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？ 现今存在的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而灭绝，仍能保持一种稳定状态？ 怎样才能使外来的DNA失效从而保护自身？,从哪里可以找到这种切割外来的DNA而对自身不切割的物质？ 科学家是怎样找到这种酶的？ 这种酶具有什么作用？,限制性核酸内切酶的作用： 能识别特定核苷酸序列； 从特定部位的两个核苷酸之间切开 。 作用结果：产生黏性末端或平末端,1.限制性核酸内切酶“分子手术刀”,内切酶切割 DNA后形成的 末端黏性 末端、平末端 是如何形成的？ 回文序列,重播,DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。,2.基因的针线DNA连接酶,切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？,限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接时，所用DNA连接酶是否可以不加选择？,可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,E·coli DNA连接酶 或T4DNA连接酶,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,3.基因进入受体细胞的载体,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载体。,基因进入受体细胞的载体,假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？ 作为载体没有切割位点将怎样？ 目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？ 如果载体对受体细胞有害将怎样？如果不能分离会怎样？,作为载体的必要条件,能自我复制 有切割位点 能与目的基因结合 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达； 有遗传标记基因 对受体细胞无害、容易分离 比较容易得到,常见 运载体,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。,练习,1.在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ） 同种限制酶 B. 两种限制酶 同种连接酶 D. 两种连接酶 2.基因工程常用的受体细胞有（ ） (1)大肠杆菌 （2）枯草杆菌 （3）支原体 （4）动植物细胞 A. （3）（4） B. （1）（2）（4） C. （2）（3）（4） D. （1）（2）（3）,3.不属于质粒被选为基因运载体的理由是 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,D,4、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碱基序 列 B、EcoRI切割的是GA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,C,5. （多选）有关基因工程的叙述中，错误的是 A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传 性状，培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由运载体导入受体细胞 D、质粒都可作为运载体,BD,