浙科版生物选修3基因工程课件.ppt

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1、生物选修3现代生物科技专题目录专题1基因工程专题2细胞工程专题3胚胎工程专题4生物技术的安全性和伦理问题专题5生态工程专题1基因工程基础理论和技术的发展催生了基因工程20世纪中叶，基础理论取得了重大突破1.DNA是遗传物质的证明2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立3.遗传密码的破译技术发明使基因工程的实施成为可能1.基因转移载体的发现2.工具酶的发现3.DNA合成和测序技术的发明4.DNA体外重组的实现5.重组DNA表达实验的成功6.第一例转基因动物问世7.PCR技术的发明基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪

2、切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的生物类型和生物产品。一、基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程实质结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。剪切→拼接→导入→表达基因重组基本工具：限制性核酸内切酶——“分子手术刀”DNA连接酶——“分子缝合针”基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”二、DNA重组技术的基本工具黏性末端黏性末端黏性末端：被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷

3、酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。识别双链DNA分子的某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。主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。4000种。（1）来源：（2）种类：（3）作用：（4）结果：形成两种末端黏性末端平末端1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（小结）要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切

4、两个切口，产生四个黏性末端，两个。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？会产生相同的黏性末端。是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成重组的DNA分子了?实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。思考题：1、种类：2、作用部位：E·coliDNA连接酶（黏性末端）T4DNA连接酶（黏性末端和平末端）磷酸二酯键DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。2、DNA连接酶——“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”（1）运载体的作用作为运载工具，将外源基

5、因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。（随载体的复制而复制）（2）作为运载体必须具备的条件能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有某些标记基因，便于进行筛选。必需是安全的，不会对受体细胞有害。大小应适合，便于提取和操作（3）常用的运载体3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”细菌细胞质的质粒λ噬菌体的衍生物动植物病毒注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。质粒：质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细

6、菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以外的DNA分子。质粒是基因工程最常用的运载体。绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并且具有自我复制能力的双链环状DNA分子。质粒是基因工程最常用的运载体。（补充知识）基因的结构1、原核细胞的

7、基因结构非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游与RNA聚合酶结合位点启动子终止子①RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结合。②转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并以DNA分子的一条链为模板合成RNA。③转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA聚合酶也从DNA模板链上脱落下来。原核细胞的基因结构能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质编码区非编码区①不能转录为信使RNA，不能编码蛋白质。②有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。启动子2、真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶

8、结合位点内含子外显子启动