工具酶的发现和基因工程的诞生ppt课件.ppt

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1、第一节工具酶的发现和基因工程的诞生浙科版选修3一、基因工程的概念就是把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生我们需要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状。其核心是构建重组DNA分子。（又称为重组DNA技术）转鱼抗寒基因的番茄思考：大肠杆菌和人是差异很大的两种生物，通过基因重组后，大肠杆菌能够合成人的胰岛素，这说明了什么？能产生人胰岛素的大肠杆菌人和细菌遗传物质(DNA)的化学组成和空间结构相同，且共用一套遗传密码。二、基因工程的诞生理论基础DNA是遗传物质的发现DNA双螺旋结构的确立遗传信息传递方式(中心法则)的认定技术保障转基因抗虫棉的培育基因工程工具的发现和

2、应用限制性核酸内切酶DNA连接酶基因载体(如质粒)——使来自异种生物的DNA拼接成为可能——使基因在异种生物细胞内表达成为可能转基因抗虫棉的培育过程抗虫棉普通棉普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)表达思考思考：如何将苏云金芽孢杆菌细胞内的抗虫基因从它的DNA分子中切割下来？如何将切下来的抗虫基因与运载体DNA连接起来？如何将重组的DNA运送到棉花细胞？需要切割DNA的工具（分子手术刀）需要连接DNA片断的工具（分子缝合针）需要基因转移的工具（分子运输车）——限制性核酸内切酶——DNA连接酶

3、——基因载体工具酶三、基因工程的基本工具1、限制性核酸内切酶（简称限制酶）能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。含义：主要从原核生物中分离得到来源：磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键作用部位：有专一性。即一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。作用特点：产生黏性未端作用结果：已经发现数千种种类：大肠杆菌中的一种限制性核酸内切酶（EcoRI）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开举例：思考EcoRIAAGTTCCTTAAGCTTAAGGAATTC识别GAATTC序列，并在G和A之间切开限制酶在切断DNA时，可在切口处带有几个

4、伸出的核苷酸，他们之间碱基正好互补配对，因此称这些片断为黏性末端。思考：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制性核酸内切酶切几个切口？可产生几个黏性末端？切两个切口，产生四个黏性末端。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。如果让两者的黏性末端通过氢键连接起来，是否就可以形成重组的DNA分子了？CGGCCGTATAATATGCGCGCTAATCGTATAATATGCTATAEcoRIEcoRICGGCCGTTAAAATTGCGCGCTAATCGTTAAAATTGCTATACGGCCGTTAAAATTGCTATA三、基因工程的基

5、本工具2、DNA连接酶两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键连接部位：具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来，形成重组DNA分子。结果：限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，只是一个是切开，一个是连接注意：CGGCCGTTAAAATTGCTATA思考氢键的断裂与形成与限制酶、DNA连接酶无关。思考：用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几个磷酸二酯键？2个用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？4个外源基因（如抗虫基因）怎样才能运送到受体细胞（如棉花细胞）？需要“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体三、基因工程的基本工具3、基因载体（运载体）作为运载工

6、具，将外源基因送入受体细胞。作用：条件：⑴能在宿主细胞内自我复制并稳定地保存⑵有一个或多个限制酶切点，可使外源基因插入其中⑶具有某些遗传标记基因，以便进行筛选⑷对受体细胞无害质粒（最常用）、噬菌体和某些动植物病毒种类：思考：假如外源基因导入受体细胞后不能复制会怎样？作为载体如果没有限制酶切割位点将怎样？外源基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？如果载体对受体细胞有害将怎样？会在细胞增殖中丢失外源的基因不可能插入如果载体上有遗传标记基因，就可通过标记基因的表达来检测。将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的外源基因也可能无法表达。质粒细菌及酵母菌等。最常用的是大肠杆菌的质粒

7、。来源：本质：特点：染色体外的小型双链环状DNA分子。能自我复制；常具有抗生素抗性基因(标记基因)；其存在对宿主细胞无影响。可以检测质粒是否导入了受体细胞思考：质粒上存在的标记基因有什么用途？要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性核酸内切酶处理？1种四、基因工程的诞生时间：1972年，斯坦福大学合成第一个人工DNA重组产物1973年，斯坦福大学实现了细菌之间的性状转移——标志基因工程的诞生20世纪70年代不同生物的DNA能拼接在一起基因工程的成功能说明哪些问题？小结说明所有生物的DNA都具有相同的化学组成(四种脱氧核苷酸)和空间结构(双螺旋结构)一种生物