现代生物科技专题

基因工程的一般过程与技术
1、据图1-4说出基因工程的基本过程。 2、认真阅读13页图1-6，讨论： 目的基因是什么？ 受体细胞是什么？ 基因表达产物是什么？ 土壤农杆菌在其中可能起什么作用？
一、目的基因的获取1、从基因中获取Fra bibliot含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导 入受体菌的群体中储存，各个受体菌体细胞后，停留在细 胞中进行自我复制或整合到染色体上，随染色 体DNA进行同步复制。质粒DNA分子上有特 殊的遗传标记基因，如抗四环素、氨苄青霉素 等标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 3、其他载体 噬菌体、动植物病毒 在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒， 都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
能发荧光的热带斑马鱼
基因工程的诞生和发展
1.基础理论 艾弗里证明： DNA是遗传物质 沃森和克里克： DNA双螺旋结构的发现 克里克： 中心法则的确立 尼伦贝格： 遗传密码的破译
基因工程的诞生和发展
2.工具基础 酶：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、逆转录酶 载体： 质粒等 3.诞生
1973年，美国斯坦福大学分子生物学家科恩 第一个建成“基因工程菌” 。科学界把这 一年定为“基因工程元年”
三、基因进入受体细胞的载体
——“分子运输车”
1、通常以质粒作为载体
质粒——细菌细胞中一种很小的环状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
质粒
氨苄青霉素 抗性基因
拟核 大肠杆菌细胞
目的基因插入位点 复制原点
思考：
具备什么样的条件才能充当“分子运输车”？
能自我复制 有一个或多个切割位点 有标记基因 对受体细胞无害等。
⑥过程： a、DNA变性（95℃）：双链DNA模板 氢键 断裂，形成___________ 单链DNA 在热作用下，_____ b、退火（复性25℃）：系统温度降低，引物与 双链 。 DNA模板结合，形成局部________ c、延伸（72℃）：在Taq酶的作用下，从引物 的 5′端→3′端延伸，合成与模板互补 DNA链 。 的________
已知基因的核苷酸序列 四种脱氧核苷酸 、 ③条件： ___________________、_______________ 引物 做启动子)、 ___________. DNA聚合酶 前提条件： ______(
n 指数 2 ④方式：以_____方式扩增，即____（n为循环的次数）
使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增 ⑤结果：
生物 选修3 现代生物科技专题
标志：1973年重组DNA技术的诞生
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
基因工程的诞生 基因工程的原理及技术 基因工程的应用 蛋白质工程
荧 光 水 母
水母普通热带斑马鱼基因组含有一种生物全部基因的基因
像国家图书馆 部分基因 含有一种生物部分基因的基因 像市图用PCR技术扩增目的基因 聚合酶链式反应 ，是一项 ① 概念：PCR全称为_______________ 体外 特定DNA片段的核酸合成技术 在生物____ 复制___________ DNA复制 ②原理：__________
（流感嗜血杆菌）
2、功能——一种限制性核酸内切酶只能识别一种 特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分 子。
寻根问底：
根据你掌握的知识，你能推测这类酶 存在于原核生物中的作用是什么吗？
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵， 但是生物在长期的进化过程中形成了完善 的防御机制，以防止外来病原物的侵害。 限制性核酸内切酶就是细菌的防御性工具， 当外源DNA侵入时，限制性核酸内切酶会 将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。 所以，限制性核酸内切酶在原核生物中主 要起到切割外源DNA、使之失效，从而保 护自身的作用。
基因工程的概念：书P8 金榜
基因工程的发展
1、经过哪几个时期？
2、基因工程是如何曲折发展的？ 1974～1976： 1977： 1978～1980： 1982：
基因工程的工具
分子手术刀：
分子缝合针：
分子运输车：
一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
1、来源——主要是从原核生物中分离纯化而来
限制性核酸内切酶作用的是DNA分子中的什么键？
G A A T T C G C T T A A G C
P P
G A
磷酸二酯键
即脱氧核糖、磷 酸之间的连接
限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列：
GAA T T C C T T AAG
AAT T C G G C T TAA
黏性末端
CCC GGG GGG CCC
二、DNA连接酶——“分子缝合针”
1、作用——把两条DNA末端之间的缝隙 “缝合”起来。
GAAT T C C T TAAG
P
G
A
即脱氧核糖、磷酸基之间的连接 P
2、分类
E.coli DNA连接酶——只能将双链DNA 片段互补的黏性末端之间连接起来，不 能将双链DNA平末端之间进行连接
T4 DNA连接酶——既可将双链DNA片段 互补的黏性末端之间连接起来，也能将双 链DNA平末端之间进行连接，但连接平末 端的效率比较低
寻根问底：
DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 不是。两者的差别在于
（1）DNA聚合酶只能将单个的核苷酸加到已有的 核酸片段的3‘末端的羟基上，形成磷酸二脂键，而 DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二脂键。
（2）DNA聚合酶是以一条DNA为模板，将单个核 苷酸通过形成磷酸二脂键形成一条与摸板互补的 DNA链；而DNA连接酶是将双链上的两个缺口同时 连接起来。因此DNA连接酶不需要摸板。
CCC GGG
GGG CCC
平末端
科学家为何对“黏性末端”很感兴趣？
尝试写出下列序列受EcoRI 限制酶作用后的黏性末端
CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT GAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT