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1、选修3,个体水平,细胞水平,分子水平,知识点一、基因工程概念,基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改变生物的遗传性状。,原理:,基因重组,定向改造生物,优点:,1.1944年艾弗里(O.Avery)等进行了肺炎双球菌体外转化实验,证明了DNA是生物的遗传物质,并且证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体,成为基因工程的先导,基础理论和技术发展催生了基因工程,科技探索之路,20世纪中叶，基础理论取得了重大突破,2.1953年沃森和克里克建立了双螺旋结构模型,使生物学进入分子水平。
2、,1958年梅塞尔松和斯塔尔,以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术,用实验证明了DNA的复制是以半保留方式进行的.,1957年克里克提出中心法则的确立,3.1963年尼伦伯格和马太做蛋白质体外合成实验,破译编码氨基酸的遗传密码.,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,技术发明命使基因工程的实施成为可能,1967年罗思和赫林斯基发现细菌质粒有自我复制能力,为基因转移找到一种运载工具.,1970年阿尔伯(W.Arber)、内森斯(D,Nathans)、史密斯(H.C.Smith)细菌中发现了第一个限制酶,1977年科学家又发明了DNA序列分析方法,1965年桑格
3、发明了氨基酸序列分析技术,4)DNA体外重组的实现,1972年伯格(P.Berg)首先在体外进行了DNA改造的研究,成功地构建了第一个人工体外重组DNA分子.,1973年博耶和科恩使重组DNA转入大肠杆菌中,转录出相应的mRNA,并使外源基因可以在原核细胞中成功表达,至此表明基因工程正式问世.,（5）重组DNA表达实验的成功,1980年第一个转基因小鼠问世,1982年采用显微注射技术培养目出”超级小鼠”,1983年培育出第一例转基因烟草,（6）第一例转基因动物问世,1988年穆里斯发明了PCR技术,使基因工程技术得到了进一步的发展和完善.获1993年诺贝尔化学奖,1993年中国农业科学院的科学
4、成功之路地培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉,（7）PCR技术的发明,1、限制性核酸内切酶（限制酶）,(1).分布：(2).特点：(3).举例：,主要在微生物中。,专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。,大肠杆菌的一种限制酶（EcoR）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开,限制性内切酶（EcoR）作用过程,磷酸二酯键,（4）作用于：,DNA:磷酸二酯键,限制性核酸内酶,（专一性）,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。,限制性核酸内切酶,EcoR,黏性末端,黏性末端,中心轴线两侧切开,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
5、伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,Sma,平末端平末端,中心轴线处切开,5、结果：,产生黏性未端和平末端,限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶,Q:限制酶所识别的序列有什么特点?,以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称重复排列,Q.怎么样让切出来的两个黏性末端可以重合?,用同一种限制酶切切割目的基因和运载体,大肠杆菌中的EcoR限制酶,Q.怎么样切才能让两个不同的可以重合?,用DNA连接酶,2、基因的“针线”DNA连接酶连接酶的作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。连接的部位：生成磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：,类型：,EcoliDNA
6、连接酶,T4DNA连接酶,来源,功能,大肠杆菌,T4噬菌体,只能连接黏性末端,能连接黏性末端和 平末端,DNA连接酶,DNA聚合酶 VS.DNA连接酶,DNA聚合酶 VS.DNA连接酶,单个脱氧核苷酸,DNA片段,DNA复制,DNA重组,均作用于磷酸二酯键,运载体,1、种类,质粒：存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞核或拟核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。,都有侵染或进入宿主细胞的能力,标记基因，便于进行检测。,1.能够在宿主细胞中_。2.具_，以便与外源基因连接。3.具有某些_，便于进行_。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。,复制并稳定地保存,多个限制酶切点,标记基因,筛
7、选,运载体,Q:作为运载体必须具备哪些条件？,重组DNA分子的模拟操作,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATACTATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,用剪刀(代表EcoR)进行DNA”切割”.将白色纸板上的目的基因,重组到红色纸板的质粒中.用双面胶(代表DNA连接酶)将切口黏结起来,就完成了一个重组DNA分子的模拟制作,ATAGCATGCTATCCATGTATCGTACGATAGGTACTTAA,AATTCGGCATAC GCCGTATG,AATTCTC TATG GAG ATACTTAA,TCCTAGAGGATCTTAA,AATTCCATAC GGTA
8、TG,TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,TCCTAGAATTCT
9、C TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATT
10、CGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG,
