基因工程及其技术（第1课时） 课件-高二生物选择性必修3同步教学课件（苏教版）

选修3 生物技术与工程 第三章 基因工程 第一节 基因工程及其技术 第1课时 基因工程概述 　　　角似鹿、鼻似狮、目似虎、 唇似牛、爪似鹰、髭似马、鳞似鱼、身似蛇 第三章　基因工程 一、基因工程的诞生和发展 第三章 基因工程 3.1 基因工程及其技术 1、诞生的理论基础—— 艾弗里：证明ＤＮＡ是遗传物质 沃森和克里克：阐明ＤＮＡ双螺旋结构 尼伦贝格：破译遗传密码 2、直接促进诞生的技术基础—— ①质粒等载体的发现 ②工具酶的发现（限制性核酸内切酶、DNA连接酶、逆转录酶） 3、诞生和发展历程—— （1）开始期（1973~1976年） （2）发展期（1977~1981年） （3）迅猛发展和实际应用期（1982年以后） 美\帕米特等人的实验是基因工程发展史上的里程碑 二、基因工程的概念 在体外通过人工 “剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内并使重组基因在受体细胞中表达, 产生人类需要的基因产物的技术。 (又叫基因拼接技术或DNA重组技术) 三、基因工程的工具——酶和载体 ㈠限制性核酸内切酶(限制酶)——“分子手术刀”<切割DNA的工具> 来源—— 主要是原核生物（也可来自真核生物如——霉菌） 作用： ①能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列 ②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。 作用结果(切割后产生的DNA末端的形式) 大多数限制酶在切开处的两个末端都带有伸出的由若干特定核苷酸组成的单链 黏性末端—— 平口末端—— 少数限制酶在它识别序列的中心轴线处将DNA的两条链分别切开 (一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核以外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子) ㈡DNA连接酶 作用—— 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键。 ㈢基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 最常用载体—— 质粒 常用载体—— 噬菌体、某些动植物病毒 ——“分子针线” 天然质粒 都要进行人工改造 真正被用作载体的质粒 条件—— ①安全，及对受体细胞无害。 ②有一个至多个限制酶切割位点(目的基因插入位点) ——(以便与外源基因连接)。 ③有特殊的遗传标记基因<如：四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因或某些生化表型的标记基因等>，供重组DNA的鉴定和筛选（也可鉴定载体是否进入受体细胞）。 ④能自我复制（停留在受体细胞中进行自我复制，或整合到染色体上，随染色体DNA进行同步复制）。 ⑤一般具有低分子量(易于操作、分离纯化） 1973年斯坦福大学的S. Cohen小组将含有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌R6-5质粒与含有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒pSC101连接成重组质粒。并将其导入大肠杆菌，当该重组质粒进入大肠杆菌体内后，这些大肠杆菌能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具有双重抗药性。 DNA重组技术、基因拼接技术 生物体外 基因 DNA分子水平/基因水平 剪切 （基因分离） 拼接 （体外重组） 导入 （转移） 表达 （转录和翻译） 产生人类需要的基因产物 打破物种的界限，定向改造生物 (变异是定向的） 基因重组 基因工程的别称 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 特点 原理 磷酸二酯键 A T 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1、限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段： (1) …CTGCA    (2) …AC    (3) GC… (4) …G     …G            …TG        CG…      …CTTAA (5)  G…  (6) …GC (7) GT…    (8)AATTC…      ACGTC…      …CG CA…              G…    你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？ ___和___能连接形成 _____________； ___和___能连接形成 _____________； ___和___能连接形成 _____________； ___和___能连接形成