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1、生物 选修3现代生物科技专题,目 录,专题1 基因工程专题2 细胞工程专题3 胚胎工程专题4 生物技术的安全性和伦理问题专题5 生态工程,专题1 基因工程,1.1 DNA重组技术的基本工具,基因工程的概念,基因工程又叫做 或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种 提取出来，加 以，然后放到另一种生物的细胞里，改造生物的遗传性状。,基因拼接技术,DNA重组技术,基因,修饰改造,定向地,基因工程的概念,蓝色妖姬,蓝色妖姬的产生,三色紫罗兰,玫瑰,目的基因,受体细胞,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载
2、体DNA拼接导入,棉花细胞(含抗虫基因),棉花植株(有抗虫特性),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,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：,抗虫基因与运载体DNA连接,关键步骤三：,抗虫基因导入受体(棉花)细胞,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,关键步骤一的工具：关键步骤二的工具：关键步骤三的工具：,基因的剪刀限制酶基因的针线DNA连接酶基因的运载工具运载体,1.1 DNA重组技术的基本工具,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,主要是从原核生物中分离纯化出来的一
3、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。,4000种。,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,限制性内切酶作用过程,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。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。,4000种。,形成两种末端,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。,限制酶EcoR能识别G
4、AATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端。Sma能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端。,基因的针线DNA连接酶,切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类：2、作用部位：,两类,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。,E.coliDNA连接酶：连接黏性末端,T4DNA连接酶：连接黏性末端和平末端,DNA聚合酶与DNA连接酶,在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来,将两个DNA片段连接起来；将DNA双链上的两个缺口同时连接起来,形
5、成磷酸二酯键,基因进入受体细胞的载体,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。,3、载体“分子运输车”,（1）载体的作用,将 转移到受体细胞中去。,目的基因,（2）常用的载体,细菌细胞质的质粒噬菌体的衍生物动植物病毒,1、通常以质粒作为载体质粒细菌细胞中一种很小的双链环状DNA分子。裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我复制能力,氨苄青霉素抗性基因,质粒,拟核,大肠杆菌细胞,目的基因插入位点,复制原点,三、“分子运输车”基因进入受体细胞的载体：,作为载体的必要条件,1 能在宿主细胞内复制并稳定地保存。2 具有多个限制酶切点以便与目的基因连接3 具有某些标记基因4 对受体细胞无害5 比较容易得到,注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。,2和7能连接形成ACGT TGCA；4和8能连接形成GAATTC CTTAAG；3和6能连接形成GCGC CGCG；1和5能连接形成CTGCAG GACGTC。,
