限制性内切酶课件.ppt

1、基因工程及其应用基因工程及其应用转基因西红柿转基因西红柿转基因超级鼠转基因超级鼠水母能发荧光的热带斑马鱼能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的普通热带斑马鱼是不发荧光的如何让普通热带斑马鱼也发荧光如何让普通热带斑马鱼也发荧光?第第 2 节节 基因工程及其应用基因工程及其应用家蚕能够吐出蚕丝为人类利用家蚕能够吐出蚕丝为人类利用能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？n(1)为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？n(2)推测这种“嫁接”怎样才能实现？n(3)这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？基因工程基因工程：又叫做基因拼接技术基因拼接技术或DNA重组重组技术技术。通俗的说，

2、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。原理：基因重组操作水平操作水平：DNA分子水平结 果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。n目的基因的获得n如何将目的基因导入受体细胞n目的基因的表达n第一步：获取目的基因：第一步：获取目的基因：三、基因工程基本步骤三、基因工程基本步骤1、人工合成基因2、从某生物体细胞内的DNA中直接分离基因一、获取目的基因一、获取目的基因1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶（限限制性内切酶（限制酶）制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序一种限制酶只能识别一种特定的核苷

3、酸序列，并在特定的切割点上将列，并在特定的切割点上将DNADNA分子切断。分子切断。专一性（专一性（egeg：EcoRIEcoRI限制酶）限制酶） GAGACTGATTGGCCTTAAGCTCGAG CTCTGACTAACCGGAATTCGAGCTC GAGACTGATTGGCCTTAACTCTGACTAACCGG GCTCGAG AATTCGAGCTCn除了某些病毒以外，限制性内切酶只在原核生物中发现n识别位点和切割位点GATCCGGCCTAGGACCTTCCAGG黏性末端黏性末端平末端平末端nDNA 分子大、难扩散、难以通过细胞膜运输n“特洛伊木马”的启发n“木马”：能比较容易穿过细胞膜进

4、入细胞； 能携带目的基因 有助于目的基因在细胞内的表达3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体 常用的运载体：质粒、常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒噬菌体和动植物病毒标记基因，标记基因，便于进行便于进行检测。检测。运载体必须同运载体必须同时满足三个要求：时满足三个要求：能与目的基因结能与目的基因结合；合；能进入受体能进入受体生物细胞并在受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并生物细胞内复制并表达；表达；比较容易比较容易得到。得到。 用与提取目的基因相同的限制酶切用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏基

5、因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成对后，在连接酶的作用下连接形成重组重组DNA分子。分子。第二步、目的基因与运载体结合第二步、目的基因与运载体结合被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否是否具有相同的黏性末端？具有相同的黏性末端？基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T

6、C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割目的基因质粒基因的针线基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的末端连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。重播重播导入导入第三步：将目的基因导入受体细胞第三步：将目的基因导入受体细胞导入导入扩增扩增常用的受体细胞：常用的受体细胞：菌类和动植物细胞菌类和动植物细胞Eg：可以分泌人胰岛素：可以分泌人胰岛素 的细菌的细菌第四步、目的基因的表达和检测第四步、目的基因的表达和检测大量的受体细胞接受不多的目的基因。处大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体

7、细胞中真正摄入了目的基因的很少，理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。研究。无表达产物无表达产物无表达产物无表达产物有表达产物有表达产物无表达产物无表达产物 第一课时知识点：n基因工程的概念n基因工程的基本步骤（四步骤）n目的基因的运载体有哪些？ 质粒（存在于细菌和酵母菌中）、噬菌体、 动植物病毒n基因的剪刀

8、、针线分别是？ 限制性核酸内切酶（200多种）、DNA连接酶 一、基因工程与作物育种抗虫害的玉米抗虫害的玉米转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄获得高产、稳产和具有获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。有抗逆性的作物新品种。 n抗虫的基因来自苏云金杆抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的学家将编码这个蛋白质的基因导人作物，使

9、作物自基因导人作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。身具有抵御虫害的能力。生长快、肉质好的转基因生长快、肉质好的转基因鱼鱼( (中国中国) )乳汁中含有人生长激素的乳汁中含有人生长激素的转基因牛转基因牛( (阿根廷阿根廷) )2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提取是从生物组织中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成

10、分的基工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100100KgKg胰腺只能提取胰腺只能提取4-54-5g g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可想而知。将合成的胰岛将合成的胰岛素基因导入大肠杆素基因导入大肠杆菌，每菌，每20002000L L培养液培养液就能产生就能产生100100g g胰岛胰岛素！使其价格降低素！使其价格降低

11、了了30%-50%!30%-50%!3 3、环境保护、环境保护基因工程做成的基因工程做成的“超级超级细菌细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。 n 转基因生物和转基因食品的安全性n你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？2.3转基因生物和转基因食

12、品的安全性转基因生物和转基因食品的安全性 n转基因抗虫棉、耐贮藏番茄、抗病毒甜椒及基因工程疫苗等已获得生产应用安全证书。 n 练习：练习：要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）限制酶连接酶解旋酶还原酶实施基因工程的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，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）高效性专一性多样性催化活性易受外界影响基因工程的正确操作步骤是（）使目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因 采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）（理综第题）将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养 将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中 画概念图-基因工程操作的常规方法流程图用限制性内切酶切割DNA用DNA连接酶连接目的基因与运载体用特殊的运载体将DNA分子导入受体细胞获得转基因生物目的基因的检测导入导入扩增扩增