1、生物 選修3現(xiàn)代生物科技專題,目 錄,專題1 基因工程 專題2 細(xì)胞工程 專題3 胚胎工程 專題4 生物技術(shù)的安全性和倫理問題 專題5 生態(tài)工程,專題1 基因工程,1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具,基因工程的概念,基因工程又叫做 或 。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種 提取出來，加 以 ，然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 改造生物的遺傳性狀。,基因拼接技術(shù),DNA重組技術(shù),基因,修飾改造,定向地,基因工程的概念,藍(lán)色妖姬,藍(lán)色妖姬的產(chǎn)生,三色紫羅蘭,玫瑰,目的基因,受體細(xì)胞,轉(zhuǎn)基因抗蟲棉,抗蟲棉,普通棉,基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：,普通棉花(無抗蟲特性),蘇云金芽孢桿菌,提取,抗

2、蟲基因,與運(yùn)載體DNA拼接 導(dǎo)入,棉花細(xì)胞(含抗蟲基因),棉花植株(有抗蟲特性),上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？,基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：,關(guān)鍵步驟一：,抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來,關(guān)鍵步驟二：,抗蟲基因與運(yùn)載體DNA連接,關(guān)鍵步驟三：,抗蟲基因?qū)胧荏w(棉花)細(xì)胞,解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？,關(guān)鍵步驟一的工具： 關(guān)鍵步驟二的工具： 關(guān)鍵步驟三的工具：,基因的剪刀限制酶 基因的針線DNA連接酶 基因的運(yùn)載工具運(yùn)載體,1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具,識別雙鏈DNA 分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。,主要是從原

3、核生物中分離純化出來的一種酶。能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。,4000種。,一、 “分子手術(shù)刀” 限制性核酸內(nèi)切酶,限制性內(nèi)切酶作用過程,識別雙鏈DNA 分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。,主要是從原核生物中分離純化出來的一種酶。能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。,4000種。,形成兩種末端,一、 “分子手術(shù)刀” 限制性核酸內(nèi)切酶,當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，產(chǎn)生的是平末端。,當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線兩側(cè)切開時，產(chǎn)生的是黏

4、性末端。,限制酶 EcoR能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開形成黏性末端。 Sma能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切割形成平末端 。,基因的針線DNA連接酶,切斷的DNA片段要與受體細(xì)胞的DNA連接，你覺得可以用什么酶？,二、 “分子縫合針” DNA連接酶,1、種類： 2、作用部位：,兩類,磷酸二酯鍵,DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。,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,DNA聚合酶與DNA連接酶,在單鏈上將一個個脫氧核苷酸連接起來,將兩個DNA片段連接起

5、來； 將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來,形成磷酸二酯鍵,基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體,要讓一個從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是載體。,3、載體“分子運(yùn)輸車”,（1）載體的作用,將 轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。,目的基因,（2）常用的載體,細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒 噬菌體的衍生物 動植物病毒,1、通常以質(zhì)粒作為載體 質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞中一種很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。 裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌之外，并且有自我復(fù)制能力,氨芐青霉素抗性基因,質(zhì)粒,擬核,大腸桿菌細(xì)胞,目的基因插入位點(diǎn),復(fù)制原點(diǎn),三、 “分子運(yùn)輸車” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體：,作為載體的必要條件,1 能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。 2 具有多個限制酶切點(diǎn)以便與目的基因連接 3 具有某些標(biāo)記基因 4 對受體細(xì)胞無害 5 比較容易得到,注意：真正用作運(yùn)載體的質(zhì)粒都 是人工改造過的。,