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第一节 工具酶的发现和 基因工程的诞生

第一节 工具酶的发现和 基因工程的诞生. 第一章 基因工程. 从大肠杆菌说起. 这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。. ？. 转让人胰岛素基因的大肠杆菌. 细菌和人是差异非常大的两种生物 , 通过某种生物技术 , 细菌能够合成人体的胰岛素，这个过程这样进行的呢？. 一、基因工程的概念. 基因工程是指按照 人们的愿望 ，进行严格的设计，通过 体外 DNA 重组和转基因技术 ， 赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 DNA 分子水平上 进行设计和施工的，又叫做 DNA 重组技术 。.

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第一节 工具酶的发现和 基因工程的诞生

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Presentation Transcript

  1. 第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生 第一章 基因工程

  2. 从大肠杆菌说起 这可不是普通的细菌，它是嫁接了人胰岛素基因的工程菌，能大量合成人胰岛素。 ？ 转让人胰岛素基因的大肠杆菌 细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过某种生物技术,细菌能够合成人体的胰岛素，这个过程这样进行的呢？

  3. 一、基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

  4. 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 基因重组 定向地改造生物的遗传性状，产生人类需要的基因产物

  5. 首只转基因猴诞生，人类未来忧喜参半

  6. 基因工程诞生的理论基础: DNA是生物遗传物质的发现 DNA双螺旋结构的确立 遗传信息传递方式的认定

  7. 基因工程的基本工具 　　基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具： • 准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） ——限制性核酸内切酶 • DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） ——DNA连接酶 • 基因转移工具（“分子运输车”） ——基因进入受体细胞的载体

  8. 二、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” • 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） 限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。 特点：特异性。 即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点即两个核苷酸之间(磷酸二酯键)切开DNA分子。

  9. 基因的剪刀——限制性核酸内切酶（简称限制酶）基因的剪刀——限制性核酸内切酶（简称限制酶） 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 限制酶

  10. 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） 限制酶

  11. 重播

  12. 什么叫黏性末端？ 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。

  13. 限制性核酸内切酶的切割方式 错切--黏性末端 平切--平末端

  14. 三、基因的针线——DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。

  15. DNA聚合酶与DNA连接酶是同一种酶的不同名称吗?DNA聚合酶与DNA连接酶是同一种酶的不同名称吗? 只能将单个核苷酸连接到核酸片段上; 以一条DNA链为模板,形成互补的DNA链。 形成磷酸二酯键 将两个DNA片段连接形成磷酸二脂键； 将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板。

  16. 四、基因的运载工具——运载体： • 外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？ 导入过程需要运输工具——运载体。 • 运载体的作用有哪些？ 作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。 作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。

  17. 基因的运载工具——运载体： 常用的运载体主要有两类： 1）细菌细胞质的质粒 2）噬菌体或某些动植物病毒

  18. 质粒： 质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核以外的DNA分子。 质粒是基因工程最常用的运载体。 绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA分子。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。

  19. 大肠杆菌的质粒： 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。 质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成。

  20. 质粒－－－－最常用的载体 （能自主复制的双链环状DNA分子） 注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。 标记基因，便于进行检测。 载体必须同时满足四个条件：①能与目的基因结合；②能进入受体细胞并在受体细胞内复制并表达；③具有标记基因，便于进行筛选；④对受体细胞无害。　　科学家发现大肠杆菌、枯草杆菌等的质粒能同时满足以上四个条件。

  21. 1972年,美国斯坦福大学的科学家合成第一个人工DNA重组产物1972年,美国斯坦福大学的科学家合成第一个人工DNA重组产物 同一种限制性核酸内切酶 猿猴病毒SV40的DNA R噬菌体的DNA DNA连接酶 重组DNA分子

  22. 1973年,美国斯坦福大学的科学家,第一个基因工程的诞生1973年,美国斯坦福大学的科学家,第一个基因工程的诞生 同一种限制性核酸内切酶 大肠杆菌的含卡那霉素 抗性基因的质粒 大肠杆菌的含四环素 抗性基因的质粒 DNA连接酶 重组质粒 大肠杆菌 (抗四环素和卡那霉素)

  23. 实验设计: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实验设计: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 对照组：不添加抗生素 实验组1：添加一定浓度的四环素 实验组2：添加一定浓度的氨苄青霉素 实验组3：添加一定浓度的四环素和氨苄青霉素 既含有抗四环素基因也含有抗氨苄青霉素基因 只含有抗四环素基因 只含有抗氨苄青霉素基因 既不含有抗四环素基因也不含有抗氨苄青霉素基因

  24. 练习 1、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ） Ａ．同种限制酶 B. 两种限制酶 Ｃ．同种连接酶 D. 两种连接酶 Ａ

  25. 练习 2、不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 （ ） B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA D

  26. 3、以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段： 你能用DNA连接酶将它们连接起来吗？ ______和______能连接形成重组DNA； ______和______能连接形成重组DNA ； ______和______能连接形成重组DNA ； ______和______能连接形成重组DNA 。

  27. ？ 细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？ 人体胰岛素的DNA mRNA 人的胰岛素 人和细菌共用一套遗传密码 人和细菌遗传物质(DNA)的结构和化学组成相同

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