DNA重组技术的基本工具概述

1、2021/5/281 教材分析教材分析 高中生物选修高中生物选修3第一章基因工第一章基因工 程，是选修程，是选修3整本书的重点，它是整本书的重点，它是 其它几个章节的基础。其它几个章节的基础。 本节是本节是 专题一基因工程的第一节专题一基因工程的第一节，内，内 容较抽象，不易理解，容较抽象，不易理解，但这节的学但这节的学 习是下一节基因工程的基本操作习是下一节基因工程的基本操作 程序的基础，在整体上起到举足程序的基础，在整体上起到举足 轻重的作用，是本章的重点内容。轻重的作用，是本章的重点内容。 2021/5/282 重点重点 难点难点 教学重点：教学重点： DNA重组技术所需要重组技术所需要

2、3种基本工具种基本工具 的作用的作用 教学难点教学难点 基因工程载体需要具备的条件基因工程载体需要具备的条件 2021/5/283 目标分析目标分析 知识目标：知识目标： 简述简述DNA重组技术所需三种基本工具的重组技术所需三种基本工具的 作用作用 能力目标：能力目标： 培养学生自己动手制作模型的能力培养学生自己动手制作模型的能力 情感目标：情感目标： 认同基因工程的诞生和发展离不开理认同基因工程的诞生和发展离不开理 论研究和技术创新论研究和技术创新 2021/5/284 教法、学法分析教法、学法分析： 教法教法：本节课结合多媒体教学，启发式，分组讨论本节课结合多媒体教学，启发式，分组讨论 式

3、等教学方法，由此体现教师的引导作用。式等教学方法，由此体现教师的引导作用。 学法学法：在整个教学过程中，重要的是让学生充分体在整个教学过程中，重要的是让学生充分体 现其主体性。现其主体性。 让学生读让学生读通过阅读课文，培养学生收集信息通过阅读课文，培养学生收集信息 的能力。的能力。 让学生讲让学生讲讨论分析信息，培养学生语言组织讨论分析信息，培养学生语言组织 和表达能力。和表达能力。 让学生想让学生想思考问题，培养学生归纳、比较等思考问题，培养学生归纳、比较等 综合能力。综合能力。 2021/5/285 生长快、肉质好的转基因生长快、肉质好的转基因 鱼鱼( (中国中国) ) 乳汁中含有人生长

4、激素的乳汁中含有人生长激素的 转基因牛转基因牛( (阿根廷阿根廷) ) 过程分析过程分析 2021/5/286 2021/5/287 基因工程的概念： 基因工程的别名基因工程的别名基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术 操作环境操作环境 操作对象操作对象 操作水平操作水平 基本过程基本过程 结果结果 回顾：回顾： 2021/5/288 资料分析：资料分析： 位于费城托马斯位于费城托马斯杰斐逊大学的希拉杰斐逊大学的希拉 里和她的同事成功地将人体狂犬病抗体里和她的同事成功地将人体狂犬病抗体 的的DNA译码移入烟草作物中。译码移入烟草作物中。 转基因烟草作物可以产生一种人体转基因烟草作物

5、可以产生一种人体 蛋白质，而这种物质能抗击致命性的狂蛋白质，而这种物质能抗击致命性的狂 犬病病毒。犬病病毒。 导入：导入： 2021/5/289 此转基因实验实现了哪种生物的哪此转基因实验实现了哪种生物的哪 些性状在另外哪种生物中表达？些性状在另外哪种生物中表达？ 性状的表达与我们从前学过的什么性状的表达与我们从前学过的什么 过程有关？过程有关？ 要实现药物基因在烟草中的表达，要实现药物基因在烟草中的表达， 要提前做哪些关键工作要提前做哪些关键工作? ? 2021/5/2810 9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。21.6.2421.6.24Thursday, June 24, 2021

6、 10、低头要有勇气，抬头要有低气。18:37:3718:37:3718:376/24/2021 6:37:37 PM 11、人总是珍惜为得到。21.6.2418:37:3718:37Jun-2124-Jun-21 12、人乱于心，不宽余请。18:37:3718:37:3718:37Thursday, June 24, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。21.6.2421.6.2418:37:3718:37:37June 24, 2021 14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年6月24日星期四下午6时37分37秒18:37:3721.6.24 15、一个人炫耀什么，说明他内

7、心缺少什么。2021年6月下午6时37分21.6.2418:37June 24, 2021 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年6月24日星期四18时37分37秒18:37:3724 June 2021 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。下午6时37分37秒下午6时37分18:37:3721.6.24 11 9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。21.6.2421.6.24Thursday, June 24, 2021 10、低头要有勇气，抬头要有低气。18:37:3818:37:3818:376/24/2021 6:37:38 PM 11、人总是珍惜为得到。21.6.2

8、418:37:3818:37Jun-2124-Jun-21 12、人乱于心，不宽余请。18:37:3818:37:3818:37Thursday, June 24, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。21.6.2421.6.2418:37:3818:37:38June 24, 2021 14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年6月24日星期四下午6时37分38秒18:37:3821.6.24 15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。2021年6月下午6时37分21.6.2418:37June 24, 2021 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年6月24日星期四18

9、时37分38秒18:37:3824 June 2021 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。下午6时37分38秒下午6时37分18:37:3821.6.24 12 学习目标学习目标 1 简述简述DNA重组技术所需三种基本工重组技术所需三种基本工 具的作用具的作用 2 培养学生自己动手制作模型的能力培养学生自己动手制作模型的能力 3 认同基因工程的诞生和发展离不开理认同基因工程的诞生和发展离不开理 论研究和技术创新论研究和技术创新 2021/5/2813 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 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

10、酸内切酶 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”） 基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 2021/5/2814 思考思考 分组讨论分组讨论 原核生物为什么没有在长期的进原核生物为什么没有在长期的进 化过程中由于外源化过程中由于外源DNA的入侵而的入侵而 灭绝，有什么保护机制？灭绝，有什么保护机制？ 限制性内切酶从哪里寻找？限制性内切酶从哪里寻找？ 1. 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 2021/5/2815 限制性核酸内切酶的作用特点：限制性核酸内切酶的作用特点： 1.能识别特定核苷

11、酸序列；能识别特定核苷酸序列； 2.从特定部位的两个核苷酸之间切开。从特定部位的两个核苷酸之间切开。 2021/5/2816 限制性内切酶 限制限制 酶酶 2021/5/2817 黏性末端和平末端 2021/5/2818 限制酶所识别的序列有什么特点 限制酶所识别的序列，无论是限制酶所识别的序列，无论是6个碱个碱 基还是基还是4个碱基，都可以找到一条中个碱基，都可以找到一条中 心轴线，中轴线两侧的双链心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的上的 碱基是碱基是反向对称重复排列反向对称重复排列的。的。 分组讨论：分组讨论： 2021/5/2819 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

12、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 。 反馈练习：反馈练习： 2021/5/2820 2 .2 .基因的针线基因的针线DNADNA连接酶连接酶 切断的切断的DNA片段要与受体细胞的片段要与受体细胞的

13、 DNA连接，你觉得可以用什么酶？连接，你觉得可以用什么酶？ DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何连接酶有何 相同和不同点？相同和不同点？ 阅读思考： 2021/5/2821 DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶 连接DNA链 双链单链 连接部位 在两DNA片段之 间形成磷酸二酯 键 将单个核苷酸 加到已存在的 核酸片段的3 末端的羟基上， 形成磷酸二酯 键 2021/5/2822 阅读阅读 总结总结 限制酶切割后有两种不同的结果，限制酶切割后有两种不同的结果， 一种产生黏性末端，一种产生平末端。那一种产生黏性末端，一种产生平末端。那 么恢复它们的连接时，也有两种酶。么恢复它们的连接时，也有

14、两种酶。 黏性末端黏性末端 平末端平末端 2021/5/2823 2021/5/2824 3.基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 常用的运载体：常用的运载体： 质粒、质粒、 噬菌体和动、噬菌体和动、 植物病毒等植物病毒等 2021/5/2825 载体必须具备的条件载体必须具备的条件 如果载体对受体细胞有害将怎样？如果载体对受体细胞有害将怎样？ 目的基因是否进入受体细胞，没有标记目的基因是否进入受体细胞，没有标记 基因我们能否鉴定？基因我们能否鉴定？ 假如目的基因导入受体细胞后不能复制假如目的基因导入受体细胞后不能复制 将怎样？将怎样？ 作为载体没有切割位点将怎样？作为载体没有切割位点

15、将怎样？ 2021/5/2826 作为载体的必要条件作为载体的必要条件 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存； 2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接； 3、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗 菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因 等等 ） 4、对受体细胞无害、对受体细胞无害 2021/5/2827 达标练习达标练习 在基因工程中，切割运载体和含有目的基因在基因工程中，切割运载体和含有目的基因 的的DNA片段，需使用（片段，需使用

16、（ ） A. 同种限制酶同种限制酶 B. 两种限制酶两种限制酶 C. 同种连接酶同种连接酶 D. 两种连接酶两种连接酶 基因工程常用的受体细胞有（基因工程常用的受体细胞有（ ） (1)大肠杆菌大肠杆菌 （2）枯草杆菌）枯草杆菌 （3）支原体）支原体 （4）动植物细胞）动植物细胞 A. （3）（）（4） B. （1）（）（2）（）（4） C. （2）（）（3）（）（4） D. （1）（）（2）（）（3） 2021/5/2828 A、 BamHI和EcoRI；末端互补序列AATT B、 BamHI和Hind；末端互补序列GATC C、 EcoRI和Hind；末端互补序列AATT D、 BamHI和BglII；末端互补序列GATC 限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DN