基因工程的理論基礎(chǔ)ppt課件

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1、基因工程的理論基礎(chǔ)提要：*DNA雙螺旋的確定及遺傳分子機(jī)理的揭示限制性內(nèi)切酶等工具酶的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，質(zhì)粒的發(fā)現(xiàn)及載體的構(gòu)建是基因工程誕生的三大理論基礎(chǔ)。*基因及基因組，后基因組研究的進(jìn)展是基因工程進(jìn)步的核心問題。熟記英文名次30個(gè)，獲諾貝爾獎(jiǎng)的研究工作14項(xiàng)。重點(diǎn)：*DNA雙螺旋的確定及遺傳分子機(jī)理的揭示*序列假設(shè)與遺傳密碼﹡中心法則及其擴(kuò)展*基因與常見基因種類*真核與原核基因組比較*限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、DNA聚合酶在遺傳工程中的應(yīng)用*相關(guān)主題：經(jīng)典遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、DNA雙螺旋要點(diǎn)、基因與基因組學(xué)。3.1遺傳及遺傳的分子機(jī)理3.1.1遺傳的概念親代將遺傳性狀準(zhǔn)

2、確地傳給子代，從而保證生命在世代間的連續(xù)性稱遺傳即種豆得豆，種瓜得瓜，兒子象父母3.1.2遺傳的機(jī)理3.1.2.1Gregor.Mendel（孟德爾）的經(jīng)典遺傳學(xué)經(jīng)7年（1857-1864）的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，1865年提出遺傳的兩條規(guī)律：※統(tǒng)一性規(guī)律與遺傳因子學(xué)說*生物的每一性狀均由遺傳因子控制*遺傳因子可代代相傳*體細(xì)胞中遺傳因子是成雙成對(duì)的，一個(gè)來自父親一個(gè)來自母親。在形成配子時(shí)彼此分開，單獨(dú)存在，有些遺傳因子以顯性(dominant)形式存在，即能在任何一個(gè)雜交后代的以表達(dá)；而有些因子呈隱性(recessive)，只有父母同時(shí)存在這一因子時(shí)才可能表達(dá)。*當(dāng)兩種不同植

3、物雜交時(shí)，下一代可能與親本之一完全相同稱統(tǒng)一規(guī)律?！蛛x規(guī)律將不同品種雜交的F1再進(jìn)行雜交或自交時(shí)，下一代按比例發(fā)生分離：一對(duì)形狀F2出現(xiàn)兩種類型且比例為3﹕1兩性形狀F2出現(xiàn)四種類型比例為9﹕3﹕3﹕1到1884年Mendle逝世，歐美各國科學(xué)家?guī)缀鯚o人理睬他的巨大貢獻(xiàn)。直到1900年，這些規(guī)律被H.Devries、C.Correns和Tscherman三人重新發(fā)現(xiàn)才確立了蒙德爾經(jīng)典遺傳學(xué)奠基人的位置，并得到了普遍應(yīng)用。3.1.2.2Morgan（摩爾根）的基因?qū)W說美國遺傳學(xué)家Morgan和他的助手自1910年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)白眼突變果蠅后，一直致力于果蠅突變體的尋找和正常

4、果蠅與突變體果蠅雜交實(shí)驗(yàn)1926年發(fā)表了“基因論”，主要觀點(diǎn)：※物種必須由某些獨(dú)立的要素組成，這獨(dú)立的要素稱為“遺傳因子”或“基因”（Gene).※基因存在于染色體上，Morgan第一次將代表特定性狀的基因與染色體聯(lián)系起來※總結(jié)了連鎖規(guī)律1933年，Margan獲諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。＃1●，3.1.2.3DNA是遺傳物質(zhì)（轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)）Morgan把基因同染色體聯(lián)系起來，但染色體上是何物質(zhì)決定遺傳？最初認(rèn)為是蛋白質(zhì)，但現(xiàn)在證明是DNA—這經(jīng)歷了漫長的科學(xué)探索?！?868年（同孟得爾雜交實(shí)驗(yàn)同期）瑞士生物化學(xué)家Johan。Friedrich。Miesher（J.F.米

5、歇爾）在德國提賓根（Tubingen）的Hoppo-Seyler實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞核中存在一種含磷很多的酸性物質(zhì)，稱核素（NucleicAcid）。但由于提取大分子核酸技術(shù)尚未突破，研究進(jìn)展緩慢。核酸一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不少人提出它與遺傳有關(guān)系。※1923年Feulgen用組織化學(xué)法證明DNA存在于核中，人們推測DNA是遺傳物質(zhì)?！D(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)—最直接的證據(jù)之一1928年，Griffith(格利菲思)發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌有兩種類型：S型:表面光滑,有莢膜多糖可致病R型;表面粗糙,無假膜多糖非致病死的S型菌體+活的R型菌體→小鼠死亡（鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)S菌體）。1944年，C.M.Avery(誒弗里）

6、的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：圖3—1轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是細(xì)胞的轉(zhuǎn)化因子，即決定致病的遺傳物質(zhì)?！D(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)—最直接的證據(jù)之二1952年，美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室的A.D.Hershey(赫什）用同位素標(biāo)記的噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)如圖：P32S35P32DNA、蛋白合成組裝裂解和釋放注入吸附實(shí)驗(yàn)說明只有噬菌體DNA進(jìn)入細(xì)菌即可合成與原來噬菌體相同的后代證明DNA是遺傳物質(zhì)3.1.2.4DNA雙螺旋的確立開辟了分子生物學(xué)的新紀(jì)元，拉開了分子遺傳學(xué)的序幕。＊遺傳物質(zhì)應(yīng)具有的四個(gè)特征◆能夠儲(chǔ)存大量的遺傳信息?！糇晕覐?fù)制，將遺傳信息傳給下一代?！舯磉_(dá)遺傳信息變成遺傳性狀。◆具有變異的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，保證生物的進(jìn)化。

7、DNA是遺傳物質(zhì)，如何行使上述功能？為了回答這些問題，必須研究DNA的分子結(jié)構(gòu)。★DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的研究＊核酸組成：德國科學(xué)家A.Kossel用核酸水解實(shí)驗(yàn)證明了核酸的組成成分是A.G.C.T四種脫氧核苷酸，并研究了鹼基、核苷、核苷酸的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。這些發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一系列新的成就，他為此獲得了1910年諾貝爾生理及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。＃2＊核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵：1952-1955年英國科學(xué)家A.R.Tood(A.R托德）確定了一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵是3，5—磷酸二酯鍵。1957年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。＃3Chargaff定律:他是1950-1953奧地利出生的美國科學(xué)家