基因工程的基本原理和技术_精品文档PPT文档格式.ppt
《基因工程的基本原理和技术_精品文档PPT文档格式.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因工程的基本原理和技术_精品文档PPT文档格式.ppt（49页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1979年，美国将年，美国将人的胰岛素基因人的胰岛素基因重组到重组到大肠杆菌大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。
内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。
治疗糖尿病特效药治疗糖尿病特效药据调查：
2005年全世界约有糖尿病患者1.8亿人，我国约6000万。
胰岛素胰岛素胰岛素胰岛素抗虫害的玉米抗虫害的玉米转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转基因转基因鲑鱼鲑鱼基因工程产品基因工程的产物基因工程的产物转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生长激乳汁中含有人生长激素的转基因牛素的转基因牛（阿根廷阿根廷）什么叫基因工程？
什么叫基因工程？
基因工程又叫基因工程又叫DNA重组技术重组技术。
该技术。
该技术是在是在生物体外生物体外，通过对，通过对DNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行，对生物的基因进行改造改造和和重新组合重新组合，然后，然后导入受体细胞导入受体细胞内进内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表表达达，产生出人类所需要的，产生出人类所需要的基因产物基因产物。
（一）基因工程的概念
（一）基因工程的概念基因工程的概念基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果（目的）结果（目的）DNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达按照预先设计的蓝图，定向改变按照预先设计的蓝图，定向改变生物遗传特性，创造出新型生物生物遗传特性，创造出新型生物基因工程基因工程研究的理论基础研究的理论基础科技探索之路科技探索之路早早期期基基础础理理论论达尔文达尔文达尔文达尔文提出提出提出提出生物进化论生物进化论生物进化论生物进化论科技探索之路科技探索之路早早期期基基础础理理论论孟德尔孟德尔孟德尔孟德尔提出基因的提出基因的提出基因的提出基因的分离定律分离定律分离定律分离定律和和和和自由组合定律自由组合定律自由组合定律自由组合定律科技探索之路科技探索之路早早期期基基础础理理论论摩尔根摩尔根摩尔根摩尔根证明证明证明证明基因在染色体上基因在染色体上基因在染色体上基因在染色体上，并提出基，并提出基，并提出基，并提出基因的因的因的因的连锁互换定律连锁互换定律连锁互换定律连锁互换定律。
科技探索之路科技探索之路后后期期基基础础理理论论艾弗里艾弗里艾弗里艾弗里证明证明证明证明DNADNA是遗传物质是遗传物质是遗传物质是遗传物质，DNADNA可从可从可从可从一种生物个体一种生物个体一种生物个体一种生物个体转移转移转移转移到另一种生物个体。
到另一种生物个体。
科技探索之路科技探索之路后后期期基基础础理理论论沃森沃森沃森沃森、克里克克里克克里克克里克提出提出提出提出DNADNA的的的的双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构模型。
模型。
基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路科技探索之路后后期期基基础础理理论论梅塞尔松梅塞尔松梅塞尔松梅塞尔松、斯塔尔斯塔尔斯塔尔斯塔尔证明证明证明证明DNADNADNADNA的的的的半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制科技探索之路科技探索之路后后期期基基础础理理论论克里克克里克克里克克里克等提出等提出等提出等提出中心法则中心法则中心法则中心法则DNADNARNARNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译逆转录逆转录逆转录逆转录复制复制复制复制科技探索之路科技探索之路后后期期基基础础理理论论1963196319631963年年年年尼伦伯格尼伦伯格尼伦伯格尼伦伯格和和和和马太马太马太马太破译编码氨基酸的破译编码氨基酸的破译编码氨基酸的破译编码氨基酸的遗传密码遗传密码遗传密码遗传密码，19661966年年年年霍拉纳霍拉纳霍拉纳霍拉纳用实验加以证明。
用实验加以证明。
基础理论和技术的发展催生了基因工程DNA是遗传物质的证明是遗传物质的证明DNA双螺旋结构和中心法则的确立双螺旋结构和中心法则的确立遗传密码的破译遗传密码的破译（遗传密码的通用性）（遗传密码的通用性）基因基因运运载体的发现载体的发现工具酶的发明工具酶的发明DNA合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明DNA体外重组的实现体外重组的实现重组重组DNA表达实验的成功表达实验的成功第一例转基因动物问世第一例转基因动物问世PCR技术的发明技术的发明基础理论基础理论技术发明技术发明问题探讨：
苏云金芽孢杆菌含有一苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。
种可以合成毒蛋白的基因。
让细菌的毒蛋白基因在让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，培育出抵棉花细胞中表达，培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。
抗棉铃虫害的抗虫棉。
想一想想一想需要做哪些关键工作？
需要做哪些关键工作？
苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌毒蛋白毒蛋白毒蛋白毒蛋白普通棉花抗虫棉普通棉花抗虫棉基因工程培育抗虫棉的关键步骤：
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抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内细胞内提取出来提取出来关键步骤二：
关键步骤二：
抗虫基因抗虫基因与棉花与棉花DNA“缝合缝合”关键步骤三：
关键步骤三：
抗虫基因抗虫基因进入棉花细胞进入棉花细胞解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶关键步骤一：
抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：
抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花DNA“缝合缝合”关键步骤三：
抗虫基因进入棉花细胞抗虫基因进入棉花细胞“分子缝分子缝纫纫针针”DNADNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”DNA连接酶连接酶“分子缝分子缝纫纫针针”基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运分子运输车输车”一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”11、主要来源：
主要来源：
2、特点：
特点：
33、作用：
、作用：
识别双链识别双链DNA分子的某种分子的某种特定特定核苷酸序列核苷酸序列（不同的限制酶能识别不（不同的限制酶能识别不同特点的同特点的核苷酸核苷酸序列）序列），并且，并且以不同以不同的方式在两个特殊的方式在两个特殊碱基碱基之间切断之间切断DNA双链双链。
主要从主要从微微生生物物中分离纯中分离纯化化使每条链中使每条链中特定部位特定部位的两个核苷的两个核苷酸之间的酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开断开磷酸二酯键T12345A12345HHHHHOT12345A12345HHHHOH2O+O44、限制酶识别序列限制酶识别序列GoonGoon大多数限制酶的识别序列由大多数限制酶的识别序列由66个核苷酸个核苷酸组成组成少数的识别序列由少数的识别序列由44、55或或88个核苷酸组个核苷酸组成成限制酶的识别序列：
限制酶的识别序列：
GobackGobackEcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端GobackGobackEcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端重复演示重复演示重复演示重复演示GobackGoback什么叫黏性末端？
什么叫黏性末端？
被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口，两条单链的切口，带有几个带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，它们之间正好，它们之间正好互互补配对补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。
Sma平末端平末端平末端平末端限制酶DNA解旋酶区别限制性内切酶与限制性内切酶与DNA解旋酶的区别解旋酶的区别切割特定的核苷酸序列切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键的磷酸二酯键将将DNADNA两条链的氢键两条链的氢键打开形成两条单链打开形成两条单链限制酶DNA水解酶区别限制性内切酶与限制性内切酶与DNA水解酶的区别水解酶的区别切割特定的核苷酸序列切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片的磷酸二酯键，形成片段的段的DNA.DNA.切割磷酸二酯键，形成切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。
单个的脱氧核苷酸。
GobackGoback要想获得某个特定性状的基因必须要用限制要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？
可产生几个黏性酶切几个切口？
可产生几个黏性（平平）末端？
末端？
要切两个切口，产生四个黏性要切两个切口，产生四个黏性（平平）末端。
末端。
如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶用同一种限制酶来切割，会怎样呢？
来切割，会怎样呢？
会产生会产生相同的黏性相同的黏性（平平）末端末端，然后让两，然后让两者的黏性者的黏性（平平）末端末端黏合黏合起来，就似乎可以合起来，就似乎可以合成重组的成重组的DNA分子了。
分子了。
思考思考?
GAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGGAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGEcoREcoRGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG不同来源的不同来源的不同来源的不同来源的DNADNA片段混合片段混合片段混合片段混合将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的DNADNA片段连接起来片段连接起来片段连接起来片段连接起来生物生物生物生物AA基因片段基因片段基因片段基因片段生物生物生物生物BB基因片段基因片段基因片段基因片段GGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG酶切酶切酶切酶切GAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG同一种同一种可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合缝合”起来，起来，EcoliEcoliDNADNA连接酶或连接酶或连接酶或连接酶或TT44DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶即即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键二酯键二、“分子缝合针”DNA连接酶作用作用:
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键作用原理：
作用原理：
催化磷酸二酯键形成催化磷酸二酯键形成DNA连接酶“分子缝纫针”连接酶有两种：
一种是从大肠杆菌中分离得到的，连接酶有两种：
一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为称之为Ecoli连接酶。
另一种是从连接酶。
另一种是从T4噬菌体中分噬菌体中分离得到，称为离得到，称为T4连接酶。
连接酶。
这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链的缺口，而不能连接单链DNA。
Ecoli连接酶只能连接黏性末端；
连接酶只能连接黏性末端；
T4连接酶既可连接酶既可“缝合缝合”黏性末端，又可黏性末端，又可“缝合缝合”平末端。
平末端。
T4DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶还可把还可把平末端
升级会员 