3.1基因工程及其技术课件（第1课时）(共28张PPT) 2024-2025学年苏教版（2019）高中生物学选择性必修3

(课件网) 第1节 基因工程及其技术 【学习目标】 1.简述基因工程的发展历程 2.阐明基因工程所需的三种基本工具的作用 目录 基因工程是在多学科基础上发展而来的 壹 基因工程的基本工具 贰 积极思维 1982年，美国科学家帕米特（R. D. Palmiter，1942—）等人采用显微注射法，将带有大鼠生长激素基因的重组DNA分子导入小鼠受精卵内，将其培育成早期胚胎后再植入代孕小鼠体内继续发育。 小鼠妊娠并成功分娩出携带有大鼠生长激素基因的小鼠。在同样生长条件下，这种转入大鼠生长激素基因的小鼠生长快、体型大，成鼠的体重是同一胎中普通小鼠的1.8倍，有“巨型小鼠”之称。 普通小鼠（左）和巨型小鼠（右） 巨型小鼠与普通小鼠在基因组成上有什么不同？ 尝试描述培育巨型小鼠的主要过程？ 基因工程是在多学科基础上发展而来的 壹 基因工程是在多学科基础上发展而来的 1.1957年，美国科学家科恩伯格等首次在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶 2.1967年，罗思和海林斯基发现转运工具———质粒(细菌除拟核外还有一种具有自我复制能力的环状DNA分子)；同年，科学家又发现了DNA连接酶 基因工程 3.1970年，特明和巴尔的摩在RNA“肿瘤”病毒中发现了逆转录酶；同年，史密斯等人从流感嗜血杆菌中分离到一种特异性很强的限制性内切核酸酶 4.1972年，伯格领导的研究小组在世界上首次实现了DNA分子体外重组 5.1973年，科恩领导的研究小组，将大肠杆菌不同的质粒重组，并转化大肠杆菌，获得了成功 基因工程 7.1976年，科学家用质粒为载体，将生长激素释放抑制因子基因转入大肠杆菌，并于1977年首次生产出治疗肢端肥大症、巨人症的生长激素释放抑制因子 6.科恩和博耶合作，将非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段与大肠杆菌的质粒进行重组，再用重组质粒转化大肠杆菌，成功转录出相应的mRNA，这说明真核生物的基因可以在原核生物中进行表达 8.1977年，桑格测定了一种噬菌体的基因组序列，这是人类首次对完整基因组的核苷酸排列顺序进行测定 基因工程的基本工具 贰 基因工程的基本工具 基因工程又称为DNA重组技术，是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA，然后导入受体细胞，并使其在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。 “分子搬运工” “分子剪刀” “分子黏合剂” DNA重组技术需要的基本工具包括 基因工程的基本工具 1.“分子剪刀”———限制性内切核酸酶（又称限制酶） （1）特点：特异性（专一性）很强 （2）作用：识别DNA 分子上特定的脱氧核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开 （3）切割方式：错位切和平切 基因工程的基本工具 ①错位切：在DNA 分子两条链的不同部位进行切割，切割后形成的两个DNA 分子片段的末端均留下一段游离的单链，这种单链称为黏性末端。 例：限制酶EcoR I的错位切产生由4个脱氧核苷酸组成的黏性末端 基因工程的基本工具 ②平切：在 DNA 分子两条链上相同的部位进行切割，切割后形成平末端。 例：限制酶Hae III的平切结果 基因工程的基本工具 在基因工程中，科学家常根据需要，采用一定的限制酶识别DNA分子上的不同序列并进行切割。切割后的DNA分子会形成3′端黏性末端、5′端黏性末端或平末端。 限制酶 识别序列与切割部位 产生的末端类型 Bbu Ⅰ 5‘-GCATGC-3’ 3’-CGTACG-5’ 3‘端黏性末端 Hind Ⅲ 5‘-AAGCTT-3’ 3’-TTCGAA-5’ 5’端黏性末端 Not Ⅰ 5‘-GCGGCCGC-3’ 3’-CGCCGGCC-5’ 5’端黏性末端 EcoR Ⅰ 5‘-GAATTC-3’ 3’-CTTAAG-5’ 5’端黏性末端 Hpa Ⅰ 5‘-GTTAAC-3’ 3’-CAATTG-5’ 平末端 Alu Ⅰ 5‘-AGCT-3’ 3’-TCGA-5 平末端 基因工程 ... ...