1、现代生物技术专题,结合图片来说一说什么是基因工程？,基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术或基因拼接技术。,基因工程的概念,基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,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 DNA双螺旋结构和中心法则的确立 遗传密码的破译 基因转移载体的发现 工具酶
2、的发明 DNA合成和测序技术的发明 DNA体外重组的实现 重组DNA表达实验的成功 第一例转基因动物问世 PCR技术的发明,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,棉花细胞(含抗虫基因),棉花植株(有抗虫特性),重组DNA,导入,拼接,上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,普通棉花不具有抗虫性，科学家发现苏云金芽孢杆菌能够产生一种毒蛋白，对棉铃虫有一定的杀伤作用。 试设计一个简单的方案，使棉花对棉铃虫也有抵抗作用.,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,思考： 1、怎样从苏云金芽孢杆菌体内提取毒蛋白基因？ 2、这类酶主要在哪些生物中能够找得到？为什么主
3、要存在于这一类生物？ 3、这一类酶有什么作用？,限制酶在原核生物中的作用,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一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,主要是从原核生物中分离纯化出来的一类酶。,1
4、、来源：,4000种,2、种类：,3、作用：,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。,形成两种末端,4、结果：,大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，例如，EcoR、Sma，也有少数有4、5或8个核苷酸组成。,大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列:,黏性末端,平末端,一、限制性核酸内切酶“分子手术刀”,什么叫黏性末端？,被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末
5、端？一个目的基因有几个黏性末端？,要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。,如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,会产生相同的黏性末端。,是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成 重组的DNA分子了?,思考题：,基因的针线：DNA连接酶,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。,二、DNA连接酶“分子缝合针”,思考： DNA连接酶作用是什么？DNA连接酶和DNA聚合酶的区别是什么？,DNA连接酶： 连接DNA上黏性末端 磷酸二酯键（扶手） 基因工程拼接目的基因和运载体 DNA聚合酶：
6、以DNA为复制模板，从将DNA由5端点开始复制到3端的酶。是在游离的脱氧核苷酸形成核苷酸链的时候发挥作用。 DNA复制 解旋酶： 将双链DNA解旋为两单链 氢键 DNA复制、转录 RNA聚合酶： 把单个的核糖核苷酸聚合成RNA 磷酸二酯键 转录 限制性内切酶： 识别特定的碱基序列并切割出黏性末端 磷酸二酯键 基因工程 DNA酶： 水解DNA（类似于蛋白酶）,1、种类：2、作用部位：,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。,二、DNA连接酶“分子缝合针”,三、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,思考讨论：,1、怎样把毒蛋白基因装载到分子运输车上？ 2、毒蛋白基因进入棉花细胞后，分子运输车怎样保证它能稳定的存在？ 3、毒蛋白基因是否进入棉花细胞我们怎样才能觉察？ 4、分子运输车进入到棉花细胞后能否对棉花本身的安全造成威胁？,作用：将外源基因送入受体细胞。具备的条件：能在宿主细胞内复制，并稳定地保存 有多个限制酶切点， 具有某些标记基因，对受体细胞无害 举例：质粒（常用）、噬菌体和动植物病毒。,为什么 要具备 这些条件,与外源基因连接。,便于进行筛选,注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。,
