基因工程的基本工具.ppt

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1、专题一：基因工程基因工程的应用：2005年全世界约有糖尿病患者1.8亿,我国约6000万。治疗糖尿病特效药——胰岛素。每100kg猪或牛的胰腺中仅可提取4~~5g。1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。DNA(基因)mRNA蛋白质(性状)转录翻译思考：基因的表达与基因的什么过程有关？密码子在生物界是　　　的！通用基因工程的产物：多彩小鱼转基因小鼠转基因小猪辣椒香蕉蓝色玫瑰黑籽番茄基因工程的概念：基因工程，又叫DNA重组技术。通俗的说，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

2、造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传特性。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论达尔文提出生物进化论科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论摩尔根证明基因在染色体上，并提出基因的连锁互换定律。科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论艾弗里证明DNA是主要遗传物质，DNA可从一

3、种生物个体转移到另一种生物个体。科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论沃森、克里克提出DNA的双螺旋结构模型。科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论梅塞尔松、斯塔尔证明DNA的半保留复制科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论克里克等提出中心法则DNARNA蛋白质转录翻译逆转录复制科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程早期基础理论1963年尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码，1966年霍拉纳用实验加以证明。科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程1)基因转移载体的发现2)

4、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1.1DNA重组技术的基本工具问题探讨：苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。普通棉花　　抗虫棉想一想：完成抗虫棉的培育，需要哪些关键工作？基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)提取抗虫基因通过运载体导入转基因棉花含抗虫基因转基因棉花有抗虫特性苏云金芽孢杆菌转基因棉花产生伴胞晶体思考：在以上过程中关键步骤或难点是什么？基因工程

5、培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：抗虫基因与棉花DNA“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞“分子手术刀”——限制性核酸内切酶“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——载体一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”1名称来源：限制性核酸内切酶，又称限制酶主要从原核生物中分离纯化。2作用特点：识别特定核苷酸序列，使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。3作用结果：识产生黏性末端或平末端。思考：限制酶在于原核生物中的作用？1.种类与命名现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限

6、制性内切酶(限制酶)。粘质沙雷氏杆菌（Serratiamarcesens）SmaⅠ大肠杆菌（EscherichiacoliR）EcoRⅠ练习：流感嗜血杆菌的d菌株(Haemophilusinfluenzaed)中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ命名方法1.作用特点——断开磷酸二酯键磷酸二酯键T12345A12345HHHHHOT12345A12345HHHHOH2O+1.作用特点——断开磷酸二酯键限制酶DNA解旋酶区别限制性内切酶与DNA解旋酶的区别切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键将DNA两条链的氢键打开形成

7、两条单链限制酶DNA水解酶区别限制性内切酶与DNA水解酶的区别切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片段的DNA.切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。1.作用特点——断开磷酸二酯键限制酶的识别序列——回文序列回文序列：在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。1.作用特点——断开磷酸二酯键EcoRⅠ黏性末端黏性末端1.作用特点——断开磷酸二酯键SmaⅠ平末端　　　平末端二、“分子缝合针”——DNA连接酶1种类：⑴E·coliDNA连接酶⑵T4DNA连接酶2作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。3作用原理：催

8、化磷酸二酯键形成1.E·coliDNA连接酶或T4DNA连接酶恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键2.T4DNA连接酶T4DNA