基因工程模板课件.ppt

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* 专题一: 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 DNA RNA 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)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 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 种限制性内切酶(限制酶)。 粘质沙雷氏杆菌 (Serratia marcesens) SmaⅠ 大肠杆菌 (Escherichia coli R) EcoRⅠ 练习:流感嗜血杆菌的d菌株( Haemophilus influenzae d )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 T 1 2 3 4 5 A 1 2 3 4 5 H H H H HO T 1 2 3 4 5 A 1 2 3 4 5 H H H H O H2O + 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

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