人教版高中生物选修3专题1第1节DNA重组技术的基本工具(共31张PPT)

1、专题一专题一 基因工程基因工程 基因工程的概念：基因工程的概念： 又叫做又叫做或或。通。通 俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物俗的说，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，放到另一种生物的细胞里，地改造生物地改造生物 的的。 基因重组基因重组 生物体外生物体外 基因基因 DNA分子水平分子水平 剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达 获得人们所需要的基因产物获得人们所需要的基因产物 回顾：回顾： 优点：优点： 地改造生物的地改造生物的； 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育实现基因在不同物种之间的转

2、移，迅速培育 出生物新品种出生物新品种 1 1基因拼接的理论基础基因拼接的理论基础 (1)大多数生物的遗传物质是大多数生物的遗传物质是DNA。 (2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链双链DNA分子分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。的空间结构都是规则的双螺旋结构。 一、基因工程诞生的理论基础一、基因工程诞生的理论基础 2 2外源基因在受体内表达的理论基础外源基因在受体内表达的理论基础 (1)(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)(2)遗传信息的传递都遵循中心法则。遗传信息的传递都遵循中心法则。 (

3、3)(3)生物界共用一套遗传密码。相同的遗传信息在生物界共用一套遗传密码。相同的遗传信息在 不同的生物体内表达出相同的蛋白质。不同的生物体内表达出相同的蛋白质。 1.1DNA1.1DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 工欲善其事工欲善其事 必先利其器必先利其器 准确切割准确切割DNA的工具（的工具（“分子手术刀分子手术刀”） 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （限制酶限制酶） DNA片段的连接工具（片段的连接工具（“分子缝合针分子缝合针”） DNA连接酶连接酶 基因转移工具（基因转移工具（“分子运输车分子运输车”） 运载体运载体 二、二、DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具

4、限制性内切酶从哪里寻找？限制性内切酶从哪里寻找？ 1、来源：原核生物、来源：原核生物 2、种类：约、种类：约4000种种 （一）、限制性核酸内切酶（一）、限制性核酸内切酶 限制酶的名字：限制酶的名字： 是用生物属名的头一个字母与种名的头是用生物属名的头一个字母与种名的头 两个字母，组成了两个字母，组成了3个字母的略语，以个字母的略语，以 此来表示这个酶是从哪个生物中分离出此来表示这个酶是从哪个生物中分离出 来的。例如，一种限制酶是从大肠杆菌来的。例如，一种限制酶是从大肠杆菌 （Escherchia coli）的）的R型菌株分离出型菌株分离出 来的，就用字母来的，就用字母EcoR表示；如果他是表

5、示；如果他是 从大肠杆菌从大肠杆菌R型菌株中分离出来的第一型菌株中分离出来的第一 个限制酶，则进一步表示成个限制酶，则进一步表示成EcoRI 限制酶切割的是什么？限制酶切割的是什么？ 两个脱氧核两个脱氧核 苷酸之间的苷酸之间的 磷酸二酯键磷酸二酯键. 1、来源：、来源：原核生物原核生物 2、种类：、种类：约约4000种种 3、特点：、特点：专一性专一性 4、切割位点：、切割位点：磷酸二酯键磷酸二酯键 5、形成末端：、形成末端：黏性末端、平末端黏性末端、平末端 ？ 寻根问底：根据你掌握的知识，寻根问底：根据你掌握的知识， 你能推测这类酶存在于原核生你能推测这类酶存在于原核生 物中的作用是什么吗物

6、中的作用是什么吗 （一）、限制性核酸内切酶（一）、限制性核酸内切酶 原核生物本身的原核生物本身的DNADNA分子是分子是 否会被自身存在的限制酶否会被自身存在的限制酶 切割？为什么？切割？为什么？ 细菌中限制酶之所以不切断自身细菌中限制酶之所以不切断自身DNADNA， 是因为微生物在长期的进化过程中形成是因为微生物在长期的进化过程中形成 了一套完善的防御机制，对于外源入侵了一套完善的防御机制，对于外源入侵 的的DNADNA可以降解掉。生物在长期演化过可以降解掉。生物在长期演化过 程中，程中，含有某种限制酶的细胞含有某种限制酶的细胞，其，其DNADNA 分子中或者分子中或者不具备这种限制酶的识别

7、切不具备这种限制酶的识别切 割序列割序列，或者，或者通过甲基化酶将甲基转移通过甲基化酶将甲基转移 到所识别序列的碱基上，使限制酶不能到所识别序列的碱基上，使限制酶不能 将其切开将其切开。这样，尽管细菌中含有某种。这样，尽管细菌中含有某种 限制酶也不会使自身的限制酶也不会使自身的DNADNA被切断。被切断。 DNA连接酶链接的是什么连接酶链接的是什么 （二）、（二）、DNADNA链接酶链接酶 磷酸二酯键磷酸二酯键 磷酸二酯键磷酸二酯键 （二）、（二）、DNADNA链接酶链接酶 1、种类：、种类： 2、作用：、作用： 两类两类 Ecoli DNA连接酶连接酶 T4 DNA连接酶连接酶 酸酸磷酸二酯

8、键磷酸二酯键 。 （二）、（二）、DNADNA链接酶链接酶 1)1)只能将只能将单个核苷酸单个核苷酸连连 接到已有的接到已有的核酸片段核酸片段上，上， 形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键 形成形成磷酸二酯键磷酸二酯键 1)1)在在两个两个DNADNA片段之片段之 间间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键 2)2)以以一条一条DNADNA链为模板链为模板， 连接成一条互补连接成一条互补 的的DNADNA链链 2)2)将将DNADNA双链上的双链上的两两 个缺口同时连接个缺口同时连接起来，起来， 不需要模板不需要模板 1、作用：将目的基因导入受体细胞、作用：将目的基因导入受体细胞 2、常用运载体：、常用运载体：

9、 （1）质粒 （2）噬菌体 （3）动植物病毒 （三）、运载体（三）、运载体 3、运载体需具备的条件、运载体需具备的条件 （1 1）能自我复制）能自我复制 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内 复制并表达；复制并表达； （2 2）有多种限制酶）有多种限制酶单一切点单一切点 便于与不同目的基因结合便于与不同目的基因结合 （3 3）有遗传标记基因）有遗传标记基因 便于观察便于观察 （4 4）对受体细胞无害、易分离）对受体细胞无害、易分离 真正被用作载体真正被用作载体 的质粒，都是在的质粒，都是在 天然质粒的基础天然质粒的基础 上进行过人工改上进行过人工改 造的。造

10、的。 小结小结 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶 （限制酶）（限制酶） 来源：来源：原核生物原核生物 特点：特点：专一性专一性 切割位点：切割位点：磷酸二酯键磷酸二酯键 末端：末端：粘性末端粘性末端 平末端平末端 二、二、DNA连接酶连接酶 种类：种类：EcoliDNA连接酶连接酶 T4DNA链接酶链接酶 缝合位点：缝合位点：磷酸二酯键磷酸二酯键 三、运载体三、运载体 种类：种类：质粒质粒 噬菌体噬菌体 动植物病毒动植物病毒 特点：特点：自我复制，具有一个或多个限制酶切点自我复制，具有一个或多个限制酶切点 具有标记基因，对受体细胞无害具有标记基因，对受体细胞无害 以下是两种限制酶切割后形成的以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：片段，试分析： GC AATTC GC CTTAA CG G CG G (1)其中和其中和 是由一种限制酶切割形成的是由一种限制酶切割形成的 末端，两者要重组成一个末端，两者要重组成一个DNA 分子，所用分子，所用DNA连接连接 酶通常是酶通常是 。 （2） 和和 是由另一种限制酶切割形成的是由另一种限制酶切割形成的 末端，两者要形成重组末端，两者要形成重组DNA片段，所用的连接酶通常片段，所用的连接酶通常 是是 。 T4DNA连接酶连接酶 EcoliDNA连接酶连接酶 课后练习课后练习 据右