高三生物DNA重组技术的基本工具第一二课时 完整版课件PPT

1、生物选修3专题1 基因工程 1.1DNA重组技术的基本工具基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切拼接导入 表达基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律基础理论1 摩尔根证明基因在染色体上。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路基础理论2 艾弗里证明DNA是遗传物质。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路基础理论3梅塞尔松、斯塔尔证明DNA的半保留复制。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路基础理论5 沃森、克里克提出DNA的双螺旋结构

2、模型。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路基础理论4克里克等提出中心法则。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路基础理论6尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码，霍拉纳用实验加以证明。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路基础理论7基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路1.基因转移载体的发现 2.工具酶的发现 3.DNA合成和测序技术的发明 4.DNA体外重组的实现 5.重组DNA表达实验的成功 6.第一例转基因动物问世 7.PCR技术的发明技术发明普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体拼接、导入转基因棉花含抗虫基因转基因棉花产生伴胞晶体转基因棉花有

3、抗虫特性基因工程培育抗虫棉的简要过程：一、DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切酶“分子手术刀”分布：作用：作用特性：识别序列的特点：作用结果：分布：主要在原核生物中。作用：1.识别特定核苷酸序列2.切割特定的切点 限制性核酸内切酶“分子手术刀”磷酸二酯键限制性核酸内切酶“分子手术刀”限制性核酸内切酶“分子手术刀”分布：主要在微生物中。作用：1.识别特定核苷酸序列2.切割特定的切点 识别序列的特点：作用特性：特异性 作用结果：限制性核酸内切酶“分子手术刀”分布：主要在微生物中。作用：1.识别特定核苷酸序列2.切割特定的切点 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成少数的识别序列由4、5或8个核苷

4、酸组成。识别序列的特点：作用特性：特异性 作用结果：形成黏性末端或平末端EcoRI限制酶的切割中轴线黏性末端黏性末端 大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。C C C G G GG G G C C C中轴线SmaI限制酶的切割C C CG G GG G GC C C平末端平末端只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性(平)末端，然后让两者的黏性(平)末端黏合起

5、来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。思考作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来。形成两核苷酸之间的磷酸二酯键。“分子缝合针”DNA连接酶“分子缝合针”DNA连接酶用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸二酯键？用限制性内切酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？思考类型：类型EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功能大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端相同点差别“分子缝合针”DNA连接酶DNA聚合酶DNA连接酶区别1区别2相同DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?连接单个脱氧核苷酸到已有的核酸片段上形成子

6、链 形成磷酸二酯键连接两个DNA片段之间的缺口 需要模板 不需要模板寻根问底将外源基因送入受体细胞。基因进入受体细胞的载体 “分子运输车”载体的作用：质粒噬菌体的衍生物动植物病毒等载体的种类：质粒的特点： 裸露的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。基因进入受体细胞的载体 “分子运输车”能复制并带着插入的目的基因一起复制有酶切位点有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别。基因进入受体细胞的载体 “分子运输车”基因进入受体细胞的载体 “分子运输车” 作为载体必需满足以下条件： 1.必需有一个或多个限制酶的切割位点。 2.必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色

7、体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。 3. 必需带有标记基因。 4. 必需是安全的。 5. 大小应适合。1.不属于质粒被选为基因载体的理由是（ ） A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNAD练习2.有关基因工程的叙述中，正确的是（ ）A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的载体 C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与目的基因连接D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键C练习寻根问底你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ 原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御

8、机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目。思考与探究 P72、为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。 3、天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？ 不是，作为载体必需满足以下条件： 1. 必需有一个或多个限制酶的切割位点 。 2. 必需具备自我复制的能力，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. 必需带有标记基因。 4. 必需是安全的。 5. 大小应适合 。 实际上天然的DNA