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1、第1页，本讲稿共19页 专题一专题一 基因工程基因工程 专题二专题二 细胞工程细胞工程 专题三专题三 胚胎工程胚胎工程 专题四专题四 生物技术的安全性和伦理问题生物技术的安全性和伦理问题 专题五专题五 生态工程生态工程第2页，本讲稿共19页专题一专题一 基因工程基因工程20世纪中叶，世纪中叶，基础理论基础理论取得了重大突破。取得了重大突破。1、DNA是遗传物质。是遗传物质。2、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。3、遗传密码的破译。遗传密码的破译。第3页，本讲稿共19页1、基因转移载体的发现。基因转移载体的发现。2、工具酶的发现。工具酶的发现。3、DNA合成和测序技术
2、的发明。合成和测序技术的发明。4、DNA体外重组的实现。体外重组的实现。5、重组、重组DNA表达实验的成功。表达实验的成功。6、第一例转基因动物问世。第一例转基因动物问世。7、PCR技术的发明。技术的发明。技术发明技术发明使基因工程的实施成为可能。使基因工程的实施成为可能。第4页，本讲稿共19页1、DNA是遗传物质是遗传物质1944年，艾弗里，肺炎双球菌转化实验。年，艾弗里，肺炎双球菌转化实验。第5页，本讲稿共19页2、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1953年，沃森和克里克，年，沃森和克里克，DNA双螺旋结构；双螺旋结构；1958年，梅塞尔松和斯塔尔，年，梅塞尔松和
3、斯塔尔，DNA半保留复制；半保留复制；1958年，克里克，中心法则。年，克里克，中心法则。第6页，本讲稿共19页 3、遗传密码的破译、遗传密码的破译1963年，尼伦伯格和马太，破译遗传密码。年，尼伦伯格和马太，破译遗传密码。1966年，霍拉纳，证实遗传密码的存在。年，霍拉纳，证实遗传密码的存在。第7页，本讲稿共19页1、基因转移载体的发现、基因转移载体的发现1967年，罗思和赫林斯基，质粒的发现。年，罗思和赫林斯基，质粒的发现。第8页，本讲稿共19页2、工具酶的发现、工具酶的发现1970年，阿尔伯、内森斯、史密斯，限制酶的发现。年，阿尔伯、内森斯、史密斯，限制酶的发现。第9页，本讲稿共19页3
4、、DNA合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明第10页，本讲稿共19页6、第一例转基因动物问世、第一例转基因动物问世第11页，本讲稿共19页7、PCR技术的发明技术的发明第12页，本讲稿共19页1、1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 1、准确切割、准确切割DNA的的“手术刀手术刀”2、将、将DNA片段再连接起来的片段再连接起来的“缝合针缝合针”3、将体外重组好的将体外重组好的DNA导入受体细胞的导入受体细胞的“运输工具运输工具”第13页，本讲稿共19页分子分子“手术刀手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 1、来源：原核生物（、来源：原核生物（4000多种）多种）2、作用：识别
5、、作用：识别双链双链DNA分子分子的某种特定核苷酸序列，并且切的某种特定核苷酸序列，并且切开特定部位的开特定部位的磷酸二酯键磷酸二酯键。3、切割产生的切割产生的DNA片段末端片段末端 黏性末端黏性末端 平末端平末端 4、命名、命名这类酶在原核生物中的作用是什这类酶在原核生物中的作用是什么？么？EcoR 属名属名 种名种名 菌株名菌株名 编号编号在中轴线两侧反向对称排列在中轴线两侧反向对称排列第14页，本讲稿共19页分子分子“缝合针缝合针”DNA连接酶连接酶来源来源命名命名作用作用DNA连接酶和连接酶和DNA聚合酶一样吗？为什么？聚合酶一样吗？为什么？大肠杆菌大肠杆菌T4噬菌体噬菌体E.coli
6、 DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶连接被限制酶切开的两个核苷酸之间的连接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只连接粘性末端，只连接粘性末端，不连接平末端。不连接平末端。既可连接粘性末端，既可连接粘性末端，又可连接平末端。又可连接平末端。（但连接平末端的效率较低）（但连接平末端的效率较低）第15页，本讲稿共19页相同点：都是催化相同点：都是催化磷酸二酯键磷酸二酯键的形成。的形成。不同点：不同点：1、DNA连接酶作用于连接酶作用于双链双链DNA；DNA聚合酶作用于聚合酶作用于单链单链DNA。2、DNA连接酶作用连接酶作用不需要不需要模板；模板；DNA聚合酶作用聚合酶作用需要
7、需要模板。模板。第16页，本讲稿共19页下图表示某下图表示某DNADNA片段片段,有关叙述不正确的是有关叙述不正确的是 (A)(A)可形成可形成DNADNA的基本组成单位之一的基本组成单位之一(B)(B)在在DNADNA中的特定排列顺序可代表遗传信息中的特定排列顺序可代表遗传信息(C)(C)某限制性内切酶可选择某限制性内切酶可选择作为切点作为切点(D)DNA(D)DNA连接酶可连接连接酶可连接处断裂的化学键处断裂的化学键第17页，本讲稿共19页“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体常用的载体：质粒、噬菌体衍生物和动植物病毒。常用的载体：质粒、噬菌体衍生物和动植物病
8、毒。载体具备条件：载体具备条件：1 1、能够自我复制或能随受体染色体复制并稳能够自我复制或能随受体染色体复制并稳能够自我复制或能随受体染色体复制并稳能够自我复制或能随受体染色体复制并稳定地保存；定地保存；定地保存；定地保存；2 2 2 2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；3 3 3 3、具有标记基因，便于进行筛选、具有标记基因，便于进行筛选、具有标记基因，便于进行筛选、具有标记基因，便于进行筛选4 4 4 4、大小合适，便于操作；、大小合适，便于操作；、大小合适，便于操作；、大小合适，便于操作；5 5 5 5、安全，对受体无害。、安全，对受体无害。、安全，对受体无害。、安全，对受体无害。第18页，本讲稿共19页第19页，本讲稿共19页