高中生物 1.2 基因工程課件 新人教版必修3.ppt

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專題一 基因工程的應用 2005年全世界約有糖尿病患者1 8億 我國約6000萬 治療糖尿病特效藥 胰島素 每100kg豬或牛的胰腺中僅可提取4 5g 1979年 美國將人的胰島素基因重組到大腸桿菌內(nèi) 實現(xiàn)了細菌生產(chǎn)胰島素 大大降低了生產(chǎn)成本 思考 基因的表達與基因的什么過程有關 密碼子在生物界是的 通用 基因工程的產(chǎn)物 基因工程的概念 基因工程 又叫DNA重組技術(shù) 通俗的說 就是按照人們的意愿 把一種生物的某種基因提取出來 加以修飾改造 然后放到另一種生物的細胞里 定向地改造生物的遺傳特性 基因重組 生物體外 基因 DNA分子水平 剪切 拼接 導入 表達 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 達爾文提出生物進化論 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 孟德爾提出基因的分離定律和自由組合定律 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 摩爾根證明基因在染色體上 并提出基因的連鎖互換定律 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 艾弗里證明DNA是主要遺傳物質(zhì) DNA可從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 沃森 克里克提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 梅塞爾松 斯塔爾證明DNA的半保留復制 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 克里克等提出中心法則 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 早期基礎理論 1963年尼倫伯格和馬太破譯編碼氨基酸的遺傳密碼 1966年霍拉納用實驗加以證明 科技探索之路 基礎理論和技術(shù)發(fā)展催生了基因工程 1 基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)2 工具酶的發(fā)現(xiàn)3 DNA合成和測序技術(shù)的發(fā)明4 DNA體外重組的實現(xiàn)5 重組DNA表達實驗的成功6 第一例轉(zhuǎn)基因動物問世7 PCR技術(shù)的發(fā)明 問題探討 蘇云金芽孢桿菌含有一種可以合成毒蛋白的基因 讓細菌的毒蛋白基因在棉花細胞中表達 可培育出抵抗棉鈴蟲害的抗蟲棉 普通棉花抗蟲棉 想一想 完成抗蟲棉的培育 需要哪些關鍵工作 基因工程培育抗蟲棉的簡要過程 普通棉花 無抗蟲特性 提取 抗蟲基因 通過運載體導入 轉(zhuǎn)基因棉花含抗蟲基因 轉(zhuǎn)基因棉花有抗蟲特性 蘇云金芽孢桿菌 轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)生伴胞晶體 思考 在以上過程中關鍵步驟或難點是什么 基因工程培育抗蟲棉的關鍵步驟 關鍵步驟一 抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取出來 關鍵步驟二 抗蟲基因與棉花DNA 縫合 關鍵步驟三 抗蟲基因進入棉花細胞 分子手術(shù)刀 限制性核酸內(nèi)切酶 分子縫合針 DNA連接酶 分子運輸車 載體 一 限制性核酸內(nèi)切酶 分子手術(shù)刀 3 作用結(jié)果 識產(chǎn)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 種類與命名 現(xiàn)在已經(jīng)從約300種微生物中分離出了約4000種限制性內(nèi)切酶 限制酶 粘質(zhì)沙雷氏桿菌 Serratiamarcesens Sma 大腸桿菌 EscherichiacoliR EcoR 練習 流感嗜血桿菌的d菌株 Haemophilusinfluenzaed 中先后分離到3種限制酶 則分別命名為 Hind Hind 和Hind 命名方法 1 作用特點 斷開磷酸二酯鍵 磷酸二酯鍵 H2O 1 作用特點 斷開磷酸二酯鍵 限制性內(nèi)切酶與DNA解旋酶的區(qū)別 切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯鍵 將DNA兩條鏈的氫鍵打開形成兩條單鏈 限制性內(nèi)切酶與DNA水解酶的區(qū)別 切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯鍵 形成片段的DNA 切割磷酸二酯鍵 形成單個的脫氧核苷酸 1 作用特點 斷開磷酸二酯鍵 限制酶的識別序列 回文序列 回文序列 在切割部位 一條鏈正向讀的堿基順序與另一條鏈反向讀的順序完全一致 1 作用特點 斷開磷酸二酯鍵 EcoR 黏性末端 黏性末端 1 作用特點 斷開磷酸二酯鍵 Sma 平末端平末端 二 分子縫合針 DNA連接酶 3 作用原理 催化磷酸二酯鍵形成 1 E coliDNA連接酶或T4DNA連接酶 恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵 2 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙 縫合 起來 但效率較低 T4DNA連接酶 3 連接酶類型總結(jié) E coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 來源 功能 大腸桿菌 T4噬菌體 恢復磷酸二酯鍵 只能連接黏性末端 能連接黏性末端和平末端 效率較低 相同點 差別 4 比較 DNA連接酶與DNA聚合酶 1 只能將單個核苷酸連接到已有的核酸片段上 形成磷酸二酯鍵 形成磷酸二酯鍵 1 在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵 2 以一條DNA鏈為模板 將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成一條互補的DNA鏈 2 將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來 不需要模板 三 分子運輸車 載體 常用的載體 質(zhì)粒 能復制并帶著插入的目的基因一起復制 有切割位點 有標記基因的存在 可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基鑒別 課堂練習 在基因工程中 切割運載體和含有目的基因的DNA片段 需使用 A 同種限制酶B 兩種限制酶C 同種連接酶D 兩種連接酶 A 課堂練習 2 不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是 A 能復制B 有多個限制酶切點C 具有標記基因D 它是環(huán)狀DNA D 課堂練習 3 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 基因控制的性狀都能在后代表現(xiàn)出來 C