蘇教生物選修三基因工程概述PPT課件

1、第一課時第1頁/共28頁課時目標(biāo)：1簡述基因工程的誕生過程和發(fā) 展歷程。2理解并闡釋基因工程的實質(zhì)。3說出基因工程中基本工具的特 點及作用。第2頁/共28頁一、基因工程發(fā)展一、基因工程發(fā)展 20世紀(jì)70年代隨著DNA重組技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展出來。對基因進(jìn)行加工，使生物體發(fā)展成為新的有機生物體。 各種生物工程在實施上大多離不開基因工程手段，現(xiàn)代生物技術(shù)中，主要的是基因工程。第3頁/共28頁基因工程的理論鋪墊基因工程的理論鋪墊 艾弗里：證明是遺傳物質(zhì)艾弗里：證明是遺傳物質(zhì) 沃森和克里克：闡明雙螺旋結(jié)構(gòu)沃森和克里克：闡明雙螺旋結(jié)構(gòu) 尼倫貝格：破譯遺傳密碼尼倫貝格：破譯遺傳密碼1973年:美科恩：將兩種不

2、同來源的分子進(jìn)行體外重組，并首次實現(xiàn)了在大腸桿菌中的表達(dá)，創(chuàng)立了定向改造生物的新技術(shù)基因工程19441953 1966第4頁/共28頁生物技術(shù)現(xiàn)狀如何？生物技術(shù)現(xiàn)狀如何？ 世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀世界生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 （20012001統(tǒng)計數(shù)據(jù)）統(tǒng)計數(shù)據(jù)）全球生物技術(shù)公司全球生物技術(shù)公司42844284家家 ；美國；美國14571457家。家。全球收入全球收入384.7384.7億美元；美國億美元；美國253.19253.19億美元億美元 全球研發(fā)費用全球研發(fā)費用164.27164.27億美元；美國億美元；美國115.32115.32億美元億美元 我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀30030

3、0家公司，有能力生產(chǎn)的家公司，有能力生產(chǎn)的150150家，上市家，上市4040多家。多家。產(chǎn)品總銷售額產(chǎn)品總銷售額200200億億RMBRMB?；蚬こ痰?頁/共28頁轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因魚第6頁/共28頁轉(zhuǎn)基因蠶轉(zhuǎn)基因蠶轉(zhuǎn)基因猴 據(jù)日本共同社報道，日本宣布成功培養(yǎng)出了可結(jié)出綠、紅、橙3色熒光色蠶繭的轉(zhuǎn)基因蠶各兩三萬只。 這種蠶被導(dǎo)入了水母、珊瑚等的熒光蛋白質(zhì)基因，所結(jié)的繭在自然光照射下呈淡綠色或粉色，但經(jīng)藍(lán)色發(fā)光二極管等光線照射后，通過濾鏡觀察則呈熒光色。該成果有望應(yīng)用于衣料及家裝等領(lǐng)域。第7頁/共28頁轉(zhuǎn)基因番茄世界上首例轉(zhuǎn)基因靈長類動物轉(zhuǎn)基因猴“安迪”美國俄勒岡保健科學(xué)大學(xué)稱，這只名為“安迪”

4、（Andi）的恒河猴于2000年10月2日誕生，它是由一粒被植入追蹤基因的未受精卵孕育而成的轉(zhuǎn)基因猴。它目前健康活潑，與另外兩只小猴生活在特制的“公寓”里。第8頁/共28頁轉(zhuǎn)基因番茄轉(zhuǎn)基因番茄問題 以色列研究人員日前宣布，他們利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出一種具有檸檬和玫瑰香味的新品種番茄。生成類胡蘿卜素的其他農(nóng)作物和花也可以像番茄一樣，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變氣味和口味。 吃個番茄也能抗乙肝，這絕非天方夜譚。每天坐在家里，吃上三五只西紅柿，人們體內(nèi)就能產(chǎn)生乙型肝炎病毒的抗體，達(dá)到和注射疫苗一樣的效果。 第9頁/共28頁 又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)，是指在體外，通過人工 “剪切”和“拼接”等方法，對生

5、物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)并使重組基因在受體細(xì)胞中表達(dá), 產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物的技術(shù)。二、基因工程概念：場所：對象：過程：水平：結(jié)果：基因產(chǎn)物體外基因剪切 拼接 導(dǎo)入 表達(dá)分子第10頁/共28頁 基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：導(dǎo)入重組DNA形成抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來形成重組DNA重組DNA導(dǎo)入受體(棉花)細(xì)胞第11頁/共28頁三、DNA重組技術(shù)的基本工具分子手術(shù)刀限制性內(nèi)切酶分子針線DNA連接酶分子運輸車運載體第12頁/共28頁、“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。第13頁/共28頁

6、思考：限制酶所識別的序列有什么特點？限制酶在DNA的任何部位都能將DNA切開嗎？黏性末端平末端第14頁/共28頁 限制酶所識別的序列，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的。限制酶在DNA的任何部位都能將DNA切開嗎？中軸線什么叫黏性末端？思考：限制酶所識別的序列有什么特點？ 任何一種限制酶都只識別和切斷特定的核苷酸序列，這是由限制酶的性質(zhì)所決定的。被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。第15頁/共28頁（1 1）特點：）特點：（2 2）分布：）分布：（3 3）結(jié)果：）結(jié)果：（4 4）部位：）部

7、位：限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）特異性，即識別特定核苷酸序列，在特定的切點切割DNA分子。產(chǎn)生黏性末端或平口末端主要在微生物中。磷酸二脂鍵第16頁/共28頁 要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端。 如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？ 會產(chǎn)生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就可以合成重組的DNA分子了。第17頁/共28頁、“分子針線”DNA連接酶DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，是把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子才能形成。思考：DNA連接酶連接的是什么部位

8、？第18頁/共28頁E.coliDNA連接酶（連接黏性末端）T4DNA連接酶（連接黏性末端和平末端）（1）部位：（2）種類：（3）結(jié)果：磷酸二脂鍵重組DNA分子DNA連接酶第19頁/共28頁AATTGCCTTAAG第20頁/共28頁思考：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？不是一回事。（1）DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。（2）DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補的DNA鏈；而DNA連接酶是將

9、DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。因此DNA連接酶不需要模板。第21頁/共28頁、運載工具載體將外源基因送入受體細(xì)胞。 作用：條件：1）能夠自我復(fù)制。2）有一個或多個限制酶切點，以便目的基因插入到載體上去。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。常用： 質(zhì)粒、噬菌體和一些動植物病毒。第22頁/共28頁大腸桿菌的質(zhì)粒：1. 最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標(biāo)記基因。質(zhì)粒的存在與否對宿主細(xì)胞生存沒有決定性作用，但復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)成。第23頁/共28頁1.以下說法正確的是 （ ） A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體 C、運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接 D、DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵練 習(xí)第24頁/共28頁2.不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是（ ） A、能復(fù)制 B、有多個限制酶切點 C、具有標(biāo)記基因 D、它是環(huán)狀DN