生物：1.1《dna重组技术的基本工具》课件(新人教版选修3).ppt

专题专题1 1 基因工程基因工程 题图： 科技探索之路： 1.1 DNA重组技术的基本工具 1.2 基因工程的基本操作程序 1.3 基因工程的应用 1.4 蛋白质工程的崛起 专题专题1 1 基因工程基因工程 从题图中可以看出： 1.沃森和克里克对 结构的重大发现和 随后的技术创新孕育了基因工程。 2.在复制的DNA双螺旋结构上展示的 工 程菌、牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛花等 ，代表了基因工程三个重要方面的研究成果 ：转基因微生物、转基因 和转基因 。 综上所述，基因工程的主题：基因工程是按 照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的 遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生 物类型和生物产品。 专题专题1 1 基因工程基因工程 从科技探索之路中可以看出： 说明没有 的研究成果，没有 的创 新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅 速崛起。 阅读选修3现代生物科技专题，找出现代生物 科技包括哪些工程？ 1.1 1.1 DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 一、教学目标： 1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作 用。 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究 和技术创新。 二、教学重点： DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 三、教学难点： 基因工程载体需要具备的条件。 一、自学导引：一、自学导引： 阅读课本P4P7，完成优化设计的自学导 引。 二、基因工程的原理： 1.概念： 2.基因工程又叫DNA重组技术。 3.过程：这种技术是在生物体 ，通过对 分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因 进行 和重新组合，然后导入受体细胞内 ，进行 繁殖，使重组基因在受体细胞内 表达，非姐妹染色单体间的交叉互换。 二、基础知识：二、基础知识： 4.基因工程的特点： 1）它是一种按照人们意愿，定向改造生物遗 传特性的技术。 2）在DNA分子水平上进行操作。 3）是在体外进行的人为的基因重组。 4）一旦成功，便可遗传。 5）主要技术是体外DNA重组技术和转基因 技术。 三、三、DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 ： 1.限制性核酸内切酶-“分子手术刀”： (1)来源： （2）特点： （3）切割后的形式：2种 分别为：黏性末端和平末端 注：限制性酶是一大类酶，不是一种酶。 限制酶大多可以专一性识别双链DNA分子 上的某种特定核苷酸序列，限制酶所识别 的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都 可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双 链DNA上的碱基是反向对称，重复排列的 。 实例实例 1 1： 1、下列关于限制酶的说法正确的是（ ） A.限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物 中少 B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序 列 C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末 端 D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢 键 （四）（四）DNADNA连接酶连接酶“ “分子缝合针分子缝合针” ” 1.作用： 2.种类：（1）EcoliDNA连接酶 （2）T4DNA连接酶 3.实例2、见课本P5，图1-4，回答下列问题 ： （1）EcoR I是一种 酶，其识别序列是 ，切割位点是 与 之间的 键。切 割结果产生的DNA片段末端形式为 。 （2）不同来源DNA 片段结合，在这里需要 的酶应是 连接酶，此酶的作用是在 与 之间形成 键而起“缝合”作用的。还 有一种连接平末端的连接酶是 。 （五）基因进入受体细胞的载体（五）基因进入受体细胞的载体“ “分子运输车分子运输车” ” 1.使用载体的目的：一是用它作为运载工具， 将目的基因转移到宿主细胞中；二是利用它 在宿主细胞内进行大量的复制。 2.载体的种类：（1）质粒 （2）噬菌体的衍生物 （3）某些动植物病毒 3.3.作为基因工程使用的载体必需满足以下条件作为基因工程使用的载体必需满足以下条件 ： 1）载体DNA 必需有一个或多个限制酶的切割 位点，以便目的基因可以插入到载体上。这些供 目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必 须是在质粒本身需要的基因片段之外，才不至于 因目的基因的插入而失活。 2）载体DNA 必须具备自我复制能力，或整合 到受体染色体DNA 上，随染色体DNA 的复制 而同步复制。 3）载体DNA必须有标记基因，以便重组后进行 筛选。 4）载体DNA 必须是安全的，不会对受体细胞 有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细 胞中去。 5）载体DNA分子大小应适合，以便提取和体外 操作。 （六）模拟操作：重组（六）模拟操作：重组DNADNA分子的模拟操作分子的模拟操作 注意：这两条DNA分子的碱基对不是随意 乱写的。 首先，每个DNA分子上的两条链上的碱基 要互补配对； 第二，每个DNA分子中每条链都存在一个 G-A-A-T-T-C的碱基序列，也就是说是 EcoRI限制酶的识别位点，并存在G-A的切 割位点。 实例实例3 3， 以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试 分析： GC AATTC GC CTTAA CG G CG G (1)其中和 是由一种限制酶切割形成的 末端，两者要重组成一个DNA 分子，所用 DNA连接酶通常是 。 （2） 和 是由另一种限制酶切割形成的 末端，两者要形成重组DNA片段，所用的连 接酶通常是 。 本节内容小结：本节内容小结： 1.知识梳理： DNA重组技术的基本工具： 限制酶（分子手术刀）：识别特定的核苷酸 序列并切割两核苷酸之间的磷酸二酯键； DNA连接酶（分子缝合针）：连接两核苷 酸之间的磷酸二酯键； 基因进入受体细胞的载体（分子运输车）： 最常用的是细菌质粒，还有噬菌体的衍生物 、动植物病毒等。 2. 2.方法、技巧、规律总结：方法、技巧、规律总结： 限制酶切割的是磷酸二酯键，而DNA连接酶 连接的正是两个断开此键的DNA片段。“分 子运输车”是目的基因进入受体细胞的载体， 它具有的若干特点是基因工程鉴定、选择、 表达的关键，可以说，没有它，目的基因即 使进入受体细胞，也难以稳定保存，更谈不 上复制和表达。 3.思维误区提示： DNA连接酶与DNA聚合酶根本不是同类酶， 其功能特点大不相同，注意其区别。 4.DNA4.DNA连接酶和连接酶和 DNADNA聚合酶的异同：聚合酶的异同： 基因工程中所用的连接酶有两种：从大肠杆菌中 分离得到的Ecoli连接酶、从T4噬菌体中分离得 到的T4连接酶。这两种酶的催化反应基本相同， 都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链 DNA。连接酶和聚合酶的作用都是形成磷酸二 酯键。 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷 酸片段的3末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而 连接酶是在两个DNA片