高中生物同步课件：1.1-DNA重组技术的基本工具(新人教版选修3)

一、基因工程的概念：

又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。原理操作环境操作对象操作水平基本过程结果基因重组生物体外基因/DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达人类需要的基因产物问题探讨：苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。

想一想需要做哪些关键工作？普通棉花抗虫棉解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子手术刀”——限制性核酸内切酶“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体1．1DNA重组技术的基本工具学习导航1.了解限制酶及DNA连接酶的来源。2.掌握限制酶及DNA连接酶的作用。[难点]3.理解载体需具备的条件。[重点]来来源种种类作作用结结果限制性核酸内切酶——分子手术刀自主学习主要从原核生物中分离纯化而来已经分离出大约4000种1、识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列2、使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。形成两种末端：黏性末端或平末端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的。寻根问底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。

三、DNA连接酶——“分子缝合针”1..种类大肠杆菌黏性T4噬菌体平2.作用：将切下的DNA片段“缝合”，恢复被限制酶切开的___________，拼接成新的DNA分子。四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1..种类：质粒、__________的衍生物、动植物病毒等。磷酸二酯键λ噬菌体2.适合作为载体的特点(1)有一个至多个_________切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中。(2)进入受体细胞后，能够停留在细胞中___________，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA同步复制。(3)有特殊的__________基因，供重组DNA的鉴定和选择。限制酶自我复制遗传标记要点突破讲练互动要点一限制性核酸内切酶1.化学本质：蛋白质。2.切割位点：磷酸二酯键。磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键,而限制酶切割的只能是箭头所指处的化学键,因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部。1’2’3’4’5’脱氧核苷酸的结构G1’2’3’4’5’1’2’3’4’5’A3’,5’-磷酸二酯键3’端5’端3’端5’端磷酸二酯键14仔细观察各限制酶识别的特定序列有何特点？限制酶的识别序列限制酶所识别的序列的特点是：呈现碱基互补对称，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，称为回文序列中轴线在G与A之间切割大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。EcoRI限制酶的作用

黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割

被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。中轴线SmaI限制酶的作用在G与C之间切割平末端平末端SmaI限制酶的切割当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。3.限制酶切出的黏性末端和平末端的比较