人教版高中生物選修3專題一課題1基礎理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程

1、從影片中你聯(lián)想到了什么？從影片中你聯(lián)想到了什么？蜘蛛俠 基因工程基因工程, ,又叫做又叫做基因拼基因拼接技術(shù)接技術(shù)或或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)。 通俗地說，就是按照人類通俗地說，就是按照人類意愿，把一種生物的某種基因意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物細胞里，定后放到另一種生物細胞里，定向地改造生物的遺傳特性。向地改造生物的遺傳特性。科技探索之路科技探索之路 基礎理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程基礎理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程一、一、2020世紀中葉，基礎理論取得了重大突破世紀中葉，基礎理論取得了重大突破 DNA是遺傳物質(zhì)的證明是遺

2、傳物質(zhì)的證明結(jié)論：結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)，并且是遺傳物質(zhì)，并且DNA可以從一種可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立1953年年，沃森和克里克建立，沃森和克里克建立了了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1958年年，梅塞爾松和斯塔爾用，梅塞爾松和斯塔爾用實驗證明了實驗證明了DNA的半保留復制。的半保留復制。一、一、2020世紀中葉，基礎理論取得了重大突破世紀中葉，基礎理論取得了重大突破轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNADNARNARNA翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復制復制復制復制遺傳密碼的破譯遺傳密碼的破譯1963

3、年年，尼倫伯格和馬太破譯了第一個遺傳密碼。，尼倫伯格和馬太破譯了第一個遺傳密碼。知知識識鏈鏈接接必必修修二二一、一、2020世紀中葉，基礎理論取得了重大突破世紀中葉，基礎理論取得了重大突破這些成果不僅使人們認識到，自然界中從微這些成果不僅使人們認識到，自然界中從微生物到人類共用一套遺傳密碼，而且為基因生物到人類共用一套遺傳密碼，而且為基因的分離和合成等提供了理論依據(jù)。的分離和合成等提供了理論依據(jù)。 基因轉(zhuǎn)移載體和工具酶的發(fā)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移載體和工具酶的發(fā)現(xiàn):二、技術(shù)發(fā)明使基因工程的實施成為可能二、技術(shù)發(fā)明使基因工程的實施成為可能為什么細菌中限制酶不剪切細菌本身的為什么細菌中限制酶不剪切細菌本身的DN

4、ADNA？細菌中限制酶之所以不切斷自身細菌中限制酶之所以不切斷自身DNADNA，是因為，是因為微生物在長期的進化過程中形成了一套微生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防完善的防御機制御機制，對于外源入侵的，對于外源入侵的DNADNA可以降解掉。生可以降解掉。生物在長期演化過程中，含有某種限制酶的細胞，物在長期演化過程中，含有某種限制酶的細胞，其其DNADNA分子中或者分子中或者不具備不具備這種這種限制酶的識別切限制酶的識別切割序列割序列，或者或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，序列的堿基上，使限制酶不能將其切開使限制酶不能將其切開。這樣，。這樣，盡管

5、細菌中含有某種限制酶也不會使自身的盡管細菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNADNA被切斷，并且可以防止外源被切斷，并且可以防止外源DNADNA的入侵。的入侵。DNA測序：測序：DNA堿基序列代表遺傳信息，堿基序列代表遺傳信息，因此，分析因此，分析DNA的堿基排列順序十分重要。的堿基排列順序十分重要?？茖W家通過特殊的化學反應讀取科學家通過特殊的化學反應讀取DNA分子分子的一些片段，然后將這些片段放在特制的的一些片段，然后將這些片段放在特制的凝膠上進行電泳。由于這些片段的分子量凝膠上進行電泳。由于這些片段的分子量不同，因而在凝膠上運動的距離和位置不不同，因而在凝膠上運動的距離和位置不同，可以通過

6、特殊儀器顯示出來?？茖W家同，可以通過特殊儀器顯示出來?？茖W家通過分析這些片段的位置，就可以讀出通過分析這些片段的位置，就可以讀出DNA分子的堿基排列順序。分子的堿基排列順序。資料資料1 1：A G T A C T T G A T CG A G C T C T T C G A A A AAT C G二、技術(shù)發(fā)明使基因工程的實施成為可能二、技術(shù)發(fā)明使基因工程的實施成為可能 DNA合成和測序技術(shù)的發(fā)明合成和測序技術(shù)的發(fā)明DNA序列分析的方法，為基因序列序列分析的方法，為基因序列圖的繪制提供了可能，之后，圖的繪制提供了可能，之后，DNA合成儀的問世又為合成儀的問世又為引物引物、探針探針和和小小分子量分

7、子量DNA基因基因的獲得提供了方便。的獲得提供了方便。DNA合成儀哪些基礎理論為分析哪些基礎理論為分析DNA序列提供了信息？序列提供了信息？1972年年，伯格首先在體外進行，伯格首先在體外進行了了DNA改造的研究，成功構(gòu)建改造的研究，成功構(gòu)建了第一個體外重組了第一個體外重組DNA分子。分子。資料資料2 2： DNA體外重組的實現(xiàn)體外重組的實現(xiàn)根據(jù)你所學知識，想一想如根據(jù)你所學知識，想一想如何實現(xiàn)體外何實現(xiàn)體外DNA重組？重組？1973年年，博耶和科恩選用僅含單一，博耶和科恩選用僅含單一Eco R酶切位點酶切位點的載體質(zhì)粒的載體質(zhì)粒pSC101，使之與非洲爪蟾核糖體蛋白基，使之與非洲爪蟾核糖體蛋

8、白基因的因的DNA片段重組。重組的片段重組。重組的DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌轉(zhuǎn)入大腸桿菌DNA中，轉(zhuǎn)錄出相應的中，轉(zhuǎn)錄出相應的mRNA。資料資料3 3：這個實驗證明了什么？這個實驗證明了什么？這個實驗證明了質(zhì)粒不僅可以作為基因工程的載體，這個實驗證明了質(zhì)粒不僅可以作為基因工程的載體，重組重組DNA分子還可以進入受體細胞，外源基因可以在分子還可以進入受體細胞，外源基因可以在原核細胞中成功表達。原核細胞中成功表達?；蚬こ陶絾柺阑蚬こ陶絾柺?！ 重組重組DNA表達實驗的成功表達實驗的成功資料資料4 4：1980年年，科學家通過顯微注射培育出世界上第一個轉(zhuǎn)基因小鼠。，科學家通過顯微注射培育出世界上第一個轉(zhuǎn)基因小鼠。1983年年，科學家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。，科學家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。 第一例轉(zhuǎn)基因動物問世第一例轉(zhuǎn)基因動物問世資料資料5 5：基因工程技術(shù)得到進一步發(fā)展和完善！基因工程技術(shù)得到進一步發(fā)展和完善！1988年年，穆里斯發(fā)明了，穆里斯發(fā)明了PCR技術(shù)技術(shù) 小結(jié)小結(jié)n基礎理論基礎理論DNADNA是遺傳物質(zhì)的證明是遺傳物質(zhì)的證明DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立遺傳密碼的破譯遺傳密碼的破譯n技