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1、会计学1第一页，共30页。选修选修(xunxi)3 生态工程生态工程生物技术的安全性生物技术的安全性和伦理问题和伦理问题胚胎工程胚胎工程细胞工程细胞工程基因工程基因工程现代生物科技现代生物科技专题专题第1页/共30页第二页，共30页。第2页/共30页第三页，共30页。 基因工程基因工程(jyn gngchng)的概念的概念1.1 基因工程基因工程(jyn gngchng)的基本工具的基本工具1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 基因工程的发展史基因工程的发展史1.3 基因工程的应用基因工程的应用1.4 蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起第3页/共30页第四页，共30页。第4页/共
2、30页第五页，共30页。基因工程基因工程名称名称基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术操作环境操作环境生物体外生物体外操作对象操作对象基因基因操作水平操作水平DNADNA分子水平分子水平基本过程基本过程“剪切剪切”“”“拼接拼接”“”“导入导入”“”“表达表达”结果结果人类需要的基因产物人类需要的基因产物基因工程基因工程(jyn gngchng)的的概念概念这种技术是在生物体外，通过对这种技术是在生物体外，通过对DNADNA分子进行人工分子进行人工(rngng)“(rngng)“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行，对生物的基因进
3、行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。第5页/共30页第六页，共30页。 为什么能把一种生物为什么能把一种生物(shngw)的基因的基因“嫁接嫁接”到另一种生物到另一种生物(shngw)上并成功表达上并成功表达？即：（即：（1）不同）不同(b tn)生物生物DNA分子的基本结构是相同的，都遵循分子的基本结构是相同的，都遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则。（2）生物界共用一套遗传密码。）生物界共用一套遗传密码。第6页/共30页第七页，共30页。第7页/共30页
4、第八页，共30页。第8页/共30页第九页，共30页。第9页/共30页第十页，共30页。分分 布：布： 主要从原核生物中分离纯化得到主要从原核生物中分离纯化得到作用作用(zuyng)特点：特点： 特异性，即识别双链特异性，即识别双链DNA分子的分子的 特定核苷酸序列，切割特定切点特定核苷酸序列，切割特定切点切切 点：点： 每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键磷酸二酯键种种 类：类： 约约4000种种举举 例：例： EcoRI限制酶能识别限制酶能识别GAATTC序列，序列， 并在并在G和和A之间切开之间切开结结 果：果：形成形成(xngchng)两种
5、末端两种末端黏性末端黏性末端平末端平末端第10页/共30页第十一页，共30页。第11页/共30页第十二页，共30页。限限制制(xinzh)酶酶第12页/共30页第十三页，共30页。第13页/共30页第十四页，共30页。DNADNA被限制酶切断后有两个反向被限制酶切断后有两个反向(fn xin)(fn xin)互补的互补的“黏性末端黏性末端”。被同一种限制切断的几个。被同一种限制切断的几个DNADNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。第14页/共30页第十五页，共30页。第15页/共30页第十六页，共30页。第16页/共30页第十七页，共30页。第
6、17页/共30页第十八页，共30页。CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 练习使用练习使用(shyng)EcoRI 剪切剪切目的基因目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因目的基因黏性末端黏性末端(m dun)第18页/共30页第十九页，共30页。第19页/共30页第二十页，共30页。第20页/共30页第二十一页，共30页。第21页/共30页第二十二页，共30页。第22页/共30页第二十三页，共30页。第23页/共30页第
7、二十四页，共30页。使用使用(shyng)DNA连接酶制作重组连接酶制作重组DNA分子分子甲片甲片段段(pin dun)CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT 乙片段乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG 重组重组DNA分子分子Recombinant DNAGGCATCTTAAAATTCCGTAG 第24页/共30页第二十五页，共30页。答：不是一回事。（在相邻核苷酸的答：不是一回事。（在相邻核苷酸的3 3位碳原子上的羟基与位碳原子上的羟基与5 5位碳位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成）原子上所连磷酸基团的羟基之间形成）（1 1）DNADNA聚合酶
8、只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的33末端末端 的羟基上，形成磷酸二酯键；的羟基上，形成磷酸二酯键； 而而DNADNA连接酶是在两个连接酶是在两个DNADNA片段之间形成磷酸二酯键。片段之间形成磷酸二酯键。（2 2）DNADNA聚合酶是以一条聚合酶是以一条DNADNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸链为模板，将单个核苷酸通过磷酸 二酯键形成一条与模板链互补的二酯键形成一条与模板链互补的DNADNA链；链； 而而DNADNA连接酶是将连接酶是将DNADNA双链上的两个缺口双链上的两个缺口(quku)(quku)同时连同时连接起来。接起来。 因此因此DNA
9、DNA连接酶不需要模板。连接酶不需要模板。此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。第25页/共30页第二十六页，共30页。比较项目比较项目DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶相同点相同点作用实质相同，都是催化两个核苷酸之间作用实质相同，都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键不不同同点点是否需要模板是否需要模板不需要不需要需要需要接接DNA链链双链双链单链单链作用过程作用过程在两个在两个DNA片片段间形成磷酸段间形成磷酸二酯键二酯键将单个核苷酸加到已存将单个核苷酸加到已存在的在的DNA单链片段上，单链片段上，形
10、成磷酸二酯键形成磷酸二酯键作用结果作用结果将已存在的将已存在的DNA片段连接片段连接合成新的合成新的DNA分子分子用途用途基因工程基因工程DNA复制复制第26页/共30页第二十七页，共30页。2.载体必须具备的条件：载体必须具备的条件： 能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；能够在宿主细胞中复制并稳定地保存； 具有具有(jyu)多个限制酶切点，以便与外源多个限制酶切点，以便与外源基因连接；基因连接； 具有具有(jyu)某些标记基因，便于进行筛选某些标记基因，便于进行筛选； （如抗菌素的抗性基因、产物具有（如抗菌素的抗性基因、产物具有(jyu)颜色反应的基因等颜色反应的基因等 ） 对受体细胞无害。对
11、受体细胞无害。1.载体载体(zit)的作用：的作用： 将外源基因转移到受体细胞中去。将外源基因转移到受体细胞中去。 利用运载体利用运载体(zit)在受体细胞内，对外源基在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。因进行大量复制。3.常用的载体有：常用的载体有： 质粒，质粒，噬菌体的衍生物，动植物病毒等噬菌体的衍生物，动植物病毒等第27页/共30页第二十八页，共30页。 质粒是基因工程质粒是基因工程最常用最常用(chn yn)的运载体，它的运载体，它广泛地存在于细菌中广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能，是细菌染色体外能够自主复制的很小的够自主复制的很小的环状环状DNA分子，大分子，大小只有普通细菌拟核小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。的百分之一。要对天然质粒进行人工要对天然质粒进行人工(rngng)改造改造第28页/共30页第二十九页，共30页。能复制并带着插能复制并带着插入入(ch r)的目的的目的基因一起复制基因一起复制有切割有切割(qig)位点位点有标记基因的存在有标记基因的存在，将来，将来(jingli)可可用含青霉素的培养用含青霉素的培养基鉴别。基鉴别。第29页/共30页第三十页，共30页。
选修三基因工程的基本工具学习教案
