专题1《基因工程》.ppt

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1、基因工程基因工程专题专题1基因工程的概念基因工程的概念操作环境操作对象操作水平结果生物体外生物体外生物体外生物体外基因基因基因基因DNADNA分子水平分子水平分子水平分子水平人类需要的新生物类型和产品人类需要的新生物类型和产品人类需要的新生物类型和产品人类需要的新生物类型和产品DNADNA重组技术重组技术重组技术重组技术基因工程的别名基因工程的别名基因工程的别名基因工程的别名特点特点特点特点定向改造生物性状定向改造生物性状定向改造生物性状定向改造生物性状基因工程的产物基因工程的产物达尔文提出生物进化论达尔文提出生物进化论达尔文提出生物进化论达尔文提出生物进化论科技探索之路科技探索之路科技探索之

2、路科技探索之路孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律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科技探索之路 摩尔根证明基因在染色体上。摩尔根证明基因在染色体上。艾弗里证明艾弗里证明艾弗里证明艾弗里证明DNADNADNADNA是遗传物质，是遗传物质，是遗传物质，是遗传物质，DNADNADNADNA可从一种生可从一种生可从一种生可从一种生物个体转移到另一种生物个体。物个体转移到另一种生物个体。物个体转移到另一种生物个体。物个体转移到另一种生物个体。科技探索之路科技探索之路DNA的的双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺

3、旋结构科技探索之路科技探索之路和中心法则的确立和中心法则的确立和中心法则的确立和中心法则的确立科技探索之路科技探索之路遗传密码的破译遗传密码的破译科技探索之路科技探索之路1)1)基因转移载体的发现基因转移载体的发现基因转移载体的发现基因转移载体的发现2)2)工具酶的发现工具酶的发现工具酶的发现工具酶的发现3)DNA3)DNA合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明4)DNA4)DNA体外重组的实现体外重组的实现体外重组的实现体外重组的实现5)5)重组重组重组重组DNADNA表达实验的成功表达实验的成功表达实验的成功表达实验的成功6)6)第一例转基因动物问

4、世第一例转基因动物问世第一例转基因动物问世第一例转基因动物问世7)PCR7)PCR技术的发明技术的发明技术的发明技术的发明转基因转基因“分子手术刀分子手术刀分子手术刀分子手术刀”“分子缝合针分子缝合针分子缝合针分子缝合针”“分子运输车分子运输车分子运输车分子运输车”脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸含氮碱基含氮碱基A T G CA T G CDNA的基本单位？的基本单位？GGA AA AT TT TC CGGA AT TT TA AC CDNA的二级结构的二级结构磷磷酸酸二二酯酯键键氢键氢键GGA AA AT TT TC CGGA AT TT TA AC CG

5、 A A T T CG A A T T C C T T A A G C T T A A G胞胞嘧嘧啶啶脱脱氧氧核核苷苷酸酸一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”1 1 别名：别名：别名：别名：2 2 来源：来源：来源：来源：3 3 种类种类种类种类 和命名：和命名：和命名：和命名：4 4 作用特点：作用特点：作用特点：作用特点：5 5 作作作作用结果：用结果：用结果：用结果：主要是原核生物主要是原核生物主要是原核生物主要是原核生物 现在已经从约现在已经从约现在已经从约现在已经从约300300种微生物中分离出与约种微生物中分离出与约种微生物中分离出与约种微生物中分离出与

6、约40004000种种种种限制酶限制酶限制酶限制酶3 种类种类EcoREcoRS Smama粘质沙雷氏杆菌粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesens）大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌（E Escherichia scherichia coli Rcoli R）练习：练习：流感嗜血杆菌的流感嗜血杆菌的d d菌株菌株(Haemophilus influenzaed)(Haemophilus influenzaed)中先后分离到中先后分离到3 3种限制酶，则分别命名为种限制酶，则分别命名为:Hind、Hind和和Hind一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”1 1

7、 别名：别名：别名：别名：2 2 来源：来源：来源：来源：3 3 种类种类种类种类 和命名：和命名：和命名：和命名：4 4 作用特点：作用特点：作用特点：作用特点：5 5 作作作作用结果：用结果：用结果：用结果：主要是原核生物主要是原核生物主要是原核生物主要是原核生物产生黏性末端产生黏性末端产生黏性末端产生黏性末端或或或或平末端平末端平末端平末端 现在已经从约现在已经从约现在已经从约现在已经从约300300种微生物中分离出与约种微生物中分离出与约种微生物中分离出与约种微生物中分离出与约40004000种种种种限制酶限制酶限制酶限制酶识别双链识别双链识别双链识别双链DNA DNA DNA DNA

8、 分子的某种分子的某种分子的某种分子的某种特定的核苷酸特定的核苷酸特定的核苷酸特定的核苷酸序列序列序列序列，并且使每一条链中特定部位的两，并且使每一条链中特定部位的两，并且使每一条链中特定部位的两，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键断开。断开。断开。断开。GCTTAAGCTTAAEcoREcoR识别识别识别识别特定特定核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列SmaSmaGCGCGCGCGGCC4 作用特点：作用特点：碱基是碱基是碱基是碱基是反向、对称、重复排列反向、对称、重复排列反向、对称、重复排列反向、

9、对称、重复排列的。的。的。的。序列特点：序列特点：GCTTAAGCTTAAEcoREcoRSmaSmaGCGCGCGCGGCC4 作用特点：作用特点：识别特定核苷酸序列识别特定核苷酸序列识别特定核苷酸序列识别特定核苷酸序列,切断切断切断切断磷酸二酯键磷酸二酯键粘性末端粘性末端粘性末端粘性末端平末端平末端平末端平末端粘性末端粘性末端粘性末端粘性末端要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性个切口？可产生几个黏性(平平)末端？末端？要切两个切口，产生四个黏性要切两个切口，产生四个黏性(平平)末端。末端。如果把两种来源不同的如果把两

10、种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，用同一种限制酶来切割，会怎样呢？会怎样呢？思考思考?GAATTCCGTAGAATTCGGATT 尝试写出下列序列受尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 模拟制作：模拟制作：用剪刀在特定部位用剪刀在特定部位对棉花棉花DNA进行模行模拟切割，并将模切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用毒蛋白基因取出

11、，再用胶胶纸模模拟基因种基因种间连接。接。棉花的棉花的棉花的棉花的一段一段一段一段DNADNADNADNA 含毒蛋白基含毒蛋白基含毒蛋白基含毒蛋白基因的细菌因的细菌因的细菌因的细菌DNADNA片段片段片段片段类型类型EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶来源来源功能功能大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸磷酸二酯键二酯键只能只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率较低)相同点相同点差别差别（二）（二）“分子缝合针分子缝合针”DNA连接酶连接酶GCTTAAGCTTAADNADNA连接酶与连接酶与连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？将外源基

12、因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。(三三)基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 “分子运输车分子运输车”载体的作用：载体的作用：质粒质粒噬菌体或者动植物病毒等噬菌体或者动植物病毒等载体的种类：载体的种类：质粒：质粒：裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体（即拟核（即拟核DNA）之外，并具有）之外，并具有自我复制能力自我复制能力的的双链环状双链环状DNA分子。分子。(三三)基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 “分子运输车分子运输车”载体需要的条件：载体需要的条件：载体需要的条件：载体需要的条件：有有有有1 1 1 1至多个限制至多个限制至

13、多个限制至多个限制酶酶切点切点切点切点 (2)(2)(2)(2)导导入基因入基因入基因入基因能在受体能在受体能在受体能在受体 细细胞中复制、表达胞中复制、表达胞中复制、表达胞中复制、表达 (3)(3)(3)(3)有某些有某些有某些有某些标记标记基因，便于基因，便于基因，便于基因，便于筛选筛选 (4)(4)(4)(4)对对受体受体受体受体细细胞无害。胞无害。胞无害。胞无害。(5)(5)(5)(5)载载体大小适当。体大小适当。体大小适当。体大小适当。(三三)基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 “分子运输车分子运输车”抗抗Amp含有含有Amp的培养基的培养基1)不属于质粒被选为基因运载体的

14、理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制、能复制 （）B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C、具有标记基因、具有标记基因 D、它是环状、它是环状DNAD练习练习2）有关基因工程的叙述中，正确的是（）有关基因工程的叙述中，正确的是（）A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的载体、质粒是基因工程中唯一的载体 C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶 切点，以便与目的基因连接切点，以便与目的基因连接 D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键连接酶使黏性末端的碱基

15、之间形成氢键C2 27 74 48 83 36 61 15 5 已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素已知标记基因有抗四环素基因和抗氨苄青霉素的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标的基因，现探讨某细菌的质粒中有无标记基因或标记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得记基因是什么？请设计实验、预期实验结果，并得出相应的实验结论。出相应

16、的实验结论。出相应的实验结论。出相应的实验结论。对照组：对照组：不添加抗不添加抗生素生素实验组实验组1 1：添加一定添加一定浓度的四浓度的四环素环素实验组实验组2 2：添加一定添加一定浓度的氨浓度的氨苄青霉素苄青霉素实验组实验组3 3：添加一定添加一定浓度的四浓度的四环素和氨环素和氨苄青霉素苄青霉素练习练习对照对照组组实验实验组组1 1实验实验组组2 2实验实验组组3 3结结 论论预期预期一一预期预期二二预期预期三三预期预期四四对照组：对照组：不添加抗不添加抗生素生素实验组实验组1 1：添加一定浓添加一定浓度的四环素度的四环素实验组实验组2 2：添：添加一定浓度的加一定浓度的氨苄青霉素氨苄青霉素实验组实验组3 3：添加：添加一定浓度的四环一定浓度的四环素和氨苄青霉素素和氨苄青霉素既既既既含有抗四环素基因含有抗四环素基因也也含有含有抗氨苄青霉素基因抗氨苄青霉素基因只含有抗四环素基因只含有抗四环素基因只含有抗氨苄青霉素基因只含有抗氨苄青霉素基因既不含有抗四环素基因也不既不含有抗四环素基因也不含有抗氨苄青霉素基因含有抗氨苄青霉素基因