生物：1.1《dna重组技术的基本工具》教学新人教版选修3课件

专题1基因工程,题图：科技探索之路：1.1DNA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1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1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？,1.1DNA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：,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：,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、DNA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）DNA连接酶“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）EcoRI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“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.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DNA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3，,以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：GCAATTCGCCTTAACGGCGG(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：,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.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.DNA连接酶和DNA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片段之间形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成子链；而连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此连接酶不需要模板。两者都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。,合乐888mqu53hno青山、青海、二壮一起跑到围观的人群中，三狗子那精彩绝伦的表演让耿直羡慕不已。看了一会儿后，他无限惋惜地说：“俺真正惭愧啊，居然没有玩儿过火团儿！”二壮说：“你惭愧什么啊！俺倒是没有离开过家，但也没有摇过这玩意儿呢！”耿直问：“你为什么不玩儿玩儿啊？你看，三狗子摇得多带劲儿哇！俺老羡慕呢！明年八月十五，俺真想学一学！”二壮说：“三狗子他二哥当年就是一个好把式呢！不过哇，你要真想学，也可以让青山和青海先教一教你。他俩也都摇过，只不过没有三狗子摇得这么好罢了。”耿直听了，就要找这哥儿俩请教，但看看左右，他俩人都不见了，只有二壮一人还在陪着他看呢，就说：“哎，他俩呢？”二壮说：“谁知道呢？俺也是不见他俩答话，才发现他们已经不在了的。”耿直有些不乐意了，说：“这俩人，怎么不说一声就溜了！”二壮说：“小兄弟啊，人家可能是去”耿直见二壮打住不说了，就接着说：“去干什么了？难道说他们饿了，又跑回去吃去了不成？”二壮斯文地笑了，说：“你真是一个小兄弟啊，他们才刚刚吃了那么多，哪里能够饿了呢？”耿直不高兴地说：“俺当然是你们最小的兄弟了，可他俩这不说一声就溜了，俺还是很不乐意呢！”二壮再次斯斯文文地笑一笑，轻声说：“别不乐意啊，以后找他俩算账就是了。你不是想学摇火团儿吗？好好看哇，这几年啊，三狗子可是咱们镇上摇得最好的了呢！”耿兰被董妞儿拽着手，一直挤到了围观人群的最里边。等到挤进去了后，董妞儿的眼睛就有些个不够用了，也忘记了再拽好朋友耿兰的手，只管望着三狗子出神正在摇“火团儿”的三狗子似乎看见了站在最里圈正在出神的董妞儿，故意将“火团儿”每一次摇到董妞儿面前的时候，就快速地变换一个夸张的摇甩花样儿，吓得董妞儿“哎呀！”惊叫一声，继而拍手叫好起来！三狗子将那一大团红彤彤的火球摇得更加出神入化了郭氏、刘氏和裴氏出来以后围观的人已经很多了，它们只好站在人群的外围。感觉有些个挡眼，就找个高一点儿的土圪台挤着站了，一起兴致勃勃地观看三狗子正在表演的摇“火团儿”绝技。随着那些变幻莫测的摇甩花样儿的不断变化，他们清晰地听到了董妞儿一声又一声的惊叫声和紧接着的拍手叫好声，并且很快就