《植物生物技术概论》PPT课件

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1、园艺植物生物工程研究所1第二章基因工程园艺植物生物工程研究所2基因工程(geneengineering)的概念基因工程也叫基因操作、遗传工程，或DNA重组技术。是按人们的需要，用类似工程设计的方法将不同来源的基因（DNA分子），在体外构建成杂种DNA分子，然后导入受体细胞，并在受体细胞内复制、转录、表达的操作。优点：打破了常规育种难以突破的物种之间的限制。3园艺植物生物工程研究所理论依据不同基因具有相同的物质基础基因是可切割的基因是可以转移的多肽与基因之间存在对应关系遗传密码是通用的基因可以通过复制把遗传信息

2、传递给下一代4园艺植物生物工程研究所基因工程的基本过程它所涉及的过程可用“分(合成)、切、连、转、选、鉴”六个字表示。分(合成)∶指DNA的制备，包括从生物体中分离或人工合成。切∶即在体外将DNA进行切割，使之片段化或线性化。连∶即在体外将不同来源的DNA分子重新连接起来，构建重组DNA分子。转∶即将重组连接的DNA分子通过一定的方法重新送入或细胞中进行扩增和表达。选∶从转化的全群体中将所需要的目的克隆挑选出来；鉴∶就是进行对筛选出来的重组体进行鉴定5园艺植物生物工程研究所6基因克隆示意图园艺植物生物工程研究

3、所7第一节DNA重组技术园艺植物生物工程研究所一、DNA的结构与功能8园艺植物生物工程研究所9脱氧核糖核苷酸分子由脱氧核糖、碱基和磷酸基团（base）组成。1.组成园艺植物生物工程研究所10多个脱氧核苷酸按此方式连接成多聚脱氧核苷酸，其一端为游离的5’磷酸基团(5'-P)，称为5’端，而另一端为游离的3’羟基(3'-OH)，称为3’端。园艺植物生物工程研究所Chargaff规则的内容所有DNA：A=T、G=C，即A+G=T+C。DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同种的DNA碱基组成不一样。对同一生物物种，D

4、NA的碱基组成没有组织和器官的特异性。DNA的碱基组成不随年龄、营养状况及环境的改变而改变。11园艺植物生物工程研究所2.结构（1）DNA的一级结构脱氧核苷酸在长链上的排列顺序就是DNA的一级结构。不同种DNA之间的千差万别只是在碱基排列顺序不同。DNA的一级结构也称为核苷酸序列或碱基序列。12园艺植物生物工程研究所（2）DNA的二级结构DNA的二级结构即DNA双螺旋结构模型(DNADoubleHelixModel).13园艺植物生物工程研究所141952.King’sLab.UKM.H.F.Wilkins&

5、RosalindFrankinDNA的高质量X射线衍射图园艺植物生物工程研究所151953.Watson&CrickB-DNA的右手双螺旋模型园艺植物生物工程研究所16DNA双螺旋的结构特点l两股单链"糖-磷酸"构成骨架，居双螺旋外侧。碱基位于双螺旋内侧，并与中心轴垂直。l每圈螺旋含10个核苷酸残基，螺距：3.4nm,直径:2nm。有两个沟：大沟和小沟。l碱基严格配对:A与T、C与G互补碱基与互补链。l由两条反向平行的脱氧多核苷酸链围绕同一中心轴构成右手双螺旋结构。园艺植物生物工程研究所17影响双螺旋结构稳定

6、性的因素氢键(Hydrogenbond)弱键,可加热解链.磷酸酯键(phosphoesterbond),也叫离子键。强键,需酶促解链.碱基堆积力(非特异性结合力).☆磷酸骨架,氨基,酮基周围水分子间的有序排列☆Vandewaalsforce☆疏水作用力(Hydrophobicinteraction)园艺植物生物工程研究所18Z-DNAZ-DNAA-DNAB-DNADNA的分子构型（B/Z/A）比较19由于双链DNA是靠互补配对的碱基之间的氢键维持的，因此当溶解在溶液中的双链DNA处于较高温度条件下时，因氢键断

7、开而解链成单链DNA，此过程称为DNA变性。DNA溶液加热到90℃时，就足以使DNA完全变性。高温变性的DNA被逐渐冷却时，分开的两条单链又会重新结合成双链DNA，此过程称为复性。园艺植物生物工程研究所DNA的变性与复性20园艺植物生物工程研究所DNA的变性与复性DNA分子杂交21园艺植物生物工程研究所双螺旋DNA进一步扭曲盘绕则形成其三级结构，超螺旋是DNA三级结构的主要形式。绝大多数原核生物都是共价封闭环(covalentlyclosedcircle,CCC)分子，这种双螺旋环状分子再度螺旋化成为超螺旋结

8、构(superhelix或supercoil)。超螺旋按其方向分为正超螺旋和负超螺旋两种。22园艺植物生物工程研究所（3）DNA的三级结构23园艺植物生物工程研究所（1）DNA分子能在细胞内复制以亲代DNA的一条单链为模板，按照碱基互补原则，合成另一条具有互补碱基的新链。通过复制所形成的新DNA子链，含有原来亲本DNA双链分子的一条亲代链和一条新的子代链，所以DNA这种自我复制方式称为半保留复制。园