現(xiàn)代生物科技專題(已修改)
2025-01-13 02:09 本頁(yè)面
【正文】 生物 選修 3 現(xiàn)代生物科技專題 標(biāo)志： 1973年重組 DNA技術(shù)的誕生 目 錄 ?專題 1 基因工程 ?專題 2 細(xì)胞工程 ?專題 3 胚胎工程 ?專題 4 生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 ?專題 5 生態(tài)工程 專題 1 基因工程 基因工程的誕生 基因工程的原理及技術(shù) 基因工程的應(yīng)用 蛋白質(zhì)工程 水母 熒光水母 普通熱帶斑馬魚 能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚 基因工程的誕生和發(fā)展 艾弗里證明： 沃森和克里克： 克里克： 尼倫貝格： DNA是遺傳物質(zhì) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) 中心法則的確立 遺傳密碼的破譯 酶： 載體： 限制性核酸內(nèi)切酶、 DNA連接酶、逆轉(zhuǎn)錄酶 質(zhì)粒等 基因工程的誕生和發(fā)展 1973年，美國(guó)斯坦福大學(xué)分子生物學(xué)家科恩第一個(gè)建成“基因工程菌” ?？茖W(xué)界把這一年定為“基因工程元年” 基因工程的概念：書 P8 金榜 基因工程的發(fā)展 經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)時(shí)期？ 基因工程是如何曲折發(fā)展的？ 1974～ 1976： 1977： 1978～ 1980： 1982： 基因工程的工具 ? 分子手術(shù)刀： ? 分子縫合針： ? 分子運(yùn)輸車： 一、限制性核酸內(nèi)切酶 —— “分子手術(shù)刀” 來(lái)源 —— 主要是從 原核生物中 分離純化而來(lái) （流感嗜血桿菌） 功能 —— 一種限制性核酸內(nèi)切酶 只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 ，并在特定的切點(diǎn)上切割 DNA分子。 尋根問(wèn)底 ： 根據(jù)你掌握的知識(shí)，你能推測(cè)這類酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？ 原核生物容易受到自然界外源 DNA的入侵，但是生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限制性核酸內(nèi)切酶就是細(xì)菌的防御性工具，當(dāng)外源 DNA侵入時(shí)，限制性核酸內(nèi)切酶會(huì)將外源 DNA切割掉，以保證自身的安全。所以， 限制性核酸內(nèi)切酶在原核生物中主要起到切割外源 DNA、使之失效，從而保護(hù)自身的作用。 限制性核酸內(nèi)切酶作用的是 DNA分子中的什么鍵？ 磷酸二酯鍵 即脫氧核糖、磷酸之間的連接 A T G G C A T C T T C G A A G P A P G A A T T C C T T A A G C C C G G G G G G C C C C T T A A G A A T T C G 黏性末端 平末端 C C C G G G G G G C C C 限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別特定的核苷酸序列： 科學(xué)家為何對(duì)“黏性末端”很感興趣？ GAATTCCGTAGAATTCGGATT 嘗試寫出下列序列受 EcoRI限制酶作用后的黏性末端 CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAA AATTCCGTAG 二、 DNA連接酶 —— “分子縫合針” 作用 —— 把兩條 DNA末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)。 G A A T T C C T T A A G 即脫氧核糖、磷酸基之間的連接 G P A P 分類 DNA連接酶 —— 只能將雙鏈 DNA片段互補(bǔ)的 黏性末端之間連接起來(lái)， 不能將雙鏈 DNA平末端之間進(jìn)行連接 T4 DNA連接酶 —— 既可將雙鏈 DNA片段互補(bǔ)的 黏性末端之間連接起來(lái)， 也能將雙鏈 DNA平末端之間進(jìn)行連接，但連接平末端的效率比較低 尋根問(wèn)底 ： DNA連接酶和 DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？ 不是。兩者的差別在于 （ 1） DNA聚合酶只能將 單個(gè)的核苷酸 加到已有的核酸片段的 3‘末端的羥基上，形成磷酸二脂鍵，而 DNA連接酶是在 兩個(gè) DNA片段 之間形成磷酸二脂鍵。 （ 2） DNA聚合酶是 以一條 DNA為模板 ，將單個(gè)核苷酸通過(guò)形成磷酸二脂鍵形成一條與摸板互補(bǔ)的DNA鏈；而 DNA連接酶是將雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)。因此 DNA連接酶不需要摸板。 三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的 載體 —— “分子運(yùn)輸車” 通常以質(zhì)粒作為載體 質(zhì)粒 —— 細(xì)菌細(xì)胞中一種很小的環(huán)狀 DNA分子。 裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌之外，并且有自我復(fù)制能力 氨芐青霉素抗性基因 質(zhì)粒 擬核 大腸桿菌細(xì)胞 目的基因插入位點(diǎn) 復(fù)制原點(diǎn) 思考： 具備什么樣的條件才能充當(dāng)“分子運(yùn)輸車”？ 能自我復(fù)制 有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn) 有標(biāo)記基因 對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害等。 作用 將外源 DNA攜帶進(jìn)受體細(xì)胞后， 停留在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制 或 整合到染色體上 ，隨染色體 DNA進(jìn)行同步復(fù)制。質(zhì)粒 DNA分子上有特殊的遺傳標(biāo)記基因，如 抗四環(huán)素、氨芐青霉素等標(biāo)記基因 ，供重組 DNA的鑒定和選擇。 其他載體 噬菌體、動(dòng)植物病毒 在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的。 基因工程的一般過(guò)程與技術(shù) 據(jù)圖 14說(shuō)出基因工程的基本過(guò)程。 認(rèn)真閱讀 13頁(yè)圖 16，討論： 目的基因是什么？ 受體細(xì)胞是什么？ 基因表達(dá)產(chǎn)物是什么？ 土壤農(nóng)桿菌在其中可能起什么作用？ 從基因文庫(kù)中獲取 將含有某種生物不同基因的許多 DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫(kù)。 一、目的基因的獲取 基因組文庫(kù) 含有一種生物 全部基因 的基因文庫(kù) 部分基因文庫(kù) 含有一種生物 部分基因 的基因文庫(kù) 像國(guó)家圖書館 像市圖書館 如 cDNA文庫(kù) 基因文庫(kù)像 “圖書館” 每個(gè)基因是 一本書 ① 概念： PCR全稱為 _______________，是一項(xiàng)
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