專題一 11基因工程課件

生物選修3

現(xiàn)代生物科技專題目錄專題1基因工程專題2細胞工程專題3胚胎工程專題4生物技術的平安性和倫理問題專題5生態(tài)工程專題1基因工程根底理論和技術的開展催生了基因工程20世紀中葉，根底理論取得了重大突破1.DNA是遺傳物質的證明2.DNA雙螺旋結構和中心法那么確實立3.遺傳密碼的破譯技術創(chuàng)造使基因工程的實施成為可能1.基因轉移載體的發(fā)現(xiàn)2.工具酶的發(fā)現(xiàn)3.DNA合成和測序技術的創(chuàng)造4.DNA體外重組的實現(xiàn)5.重組DNA表達實驗的成功6.第一例轉基因動物問世7.PCR技術的創(chuàng)造基因工程的概念基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ膛嘤瓜x棉的簡要過程：普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運載體DNA拼接導入棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)上述培育抗蟲棉的關鍵步驟是什么？關鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取出來。關鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNA連接。關鍵步驟三：抗蟲基因導入受體〔棉花〕細胞。通過觀察抗蟲棉的培育過程，你認為關鍵的步驟是什么？關鍵步驟一的工具：基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶。關鍵步驟二的工具：基因的針線——DNA連接酶。關鍵步驟三的工具：基因的運輸工具——運載體。1.1DNA重組技術的根本工具根本工具：限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術刀〞DNA連接酶——“分子縫合針〞基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車〞識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是從原核生物中別離純化出來的一種酶。能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。4000種。1、來源：2、種類：3、作用：4、結果：形成兩種末端粘性末端平末端限制性核酸內(nèi)切酶什么叫磷酸二酯鍵？T磷酸二酯鍵1234512345A大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶什么叫黏性末端？限制酶什么叫黏性末端？被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。什么叫黏性末端？什么叫平末端？當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。切割DNA分子時產(chǎn)生的兩種不同末端限制酶所識別的序列有什么特點？限制酶所識別的序列，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線,中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向對稱重復排列的。7中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向對稱排列的。用同一種限制性酶處理不同DNA片段，會形成同樣的黏性末端，可進行重組。原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶是原核生物的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，使之失效，到達保證自身的平安的目的。限制酶在原核生物中的作用是什么？因為微生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，對于外源入侵的DNA可以降解；含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。為什么細菌中限制酶不剪切本身的DNA？E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶DNA連接酶作用部位：磷酸二酯鍵

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合〞起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。DNA連接酶區(qū)別：E·coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的粘性末端之間連接起來，不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接T4DNA連接酶既可“縫合〞雙鏈DNA片段互補的黏性末端，又可以“縫合〞雙鏈DNA片段的平末端，但連接平末端之間的效率比較低DNA連接酶

DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？相同點：兩者都是形成磷酸二酯鍵。不同點：DNA連接酶:是將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，不需要模板。DNA聚合酶:是以一條DNA鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接到正在合成的DNA單鏈中，形成一條與模板鏈互補的DNA鏈；DNA聚合酶:是以一條DNA鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接到正在合成的DNA單鏈中，形成一條與模板鏈互補的DNA鏈；基因進入受體細胞的運載體常用運載體：質粒、λ噬菌體衍生物、動植物病毒質粒存在：主要存在于細菌的染色體以外。特性：是很小的環(huán)狀DNA分子，在細胞染色體外能夠自我復制。大腸桿菌質粒的分子結構示意圖大腸桿菌質粒的分子結構示意圖作為運載體的條件：〔1〕必需有一個或多個限制酶的切割位點，以便目的基因可以插入到運載體上去?！?〕必需具備自我復制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復制而同步復制?！?〕必需帶有標記基因，以便重組后進行重組DNA分子的識別和篩選?！?〕必需是平安的，不會對受體細胞有害，也就是能夠平安地“借居〞在受體細胞中?！?〕分子大小應適合，以便提取和在體外進行操作。實際上自然存在的質粒DNA分子并不完全具備上述條件，都要進行人工改造后才能用于基因工程操作。課本知識回憶基因工程又叫做

或

。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種

提取出來，加以

，然后放到另一種生物的細胞里，

改造生物的遺傳性狀?；蚱唇蛹夹gDNA重組技術基因修飾改造定向地“分子手術刀〞──“分子縫合針〞──“分子運輸車〞──限制酶DNA連接酶基因進入受體細胞的載體限制性核酸內(nèi)切酶主要是從的一種酶。識別雙鏈DNA分子的某種，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的