【区级公开课课件】3.1.1重组DNA技术的基本工具课件高二下学期生物人教版选择性必修3

1、课前准备课前准备1. 课本:生物学选择性必修32. 3.1重组DNA技术的基本工具导学案第第3 3章章 基因工程基因工程 我国是棉花的生产和消费大国。棉花在种植过程中，常常会受到一些害虫的侵袭，其中以棉铃虫最为常见。棉铃虫可以使棉花产量减少三分之一，严重时，甚至能使一片棉田绝收。大量施用农药杀虫不仅会提高生产成本，还可能造成农产品和环境污染。要是能培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种，这一问题就会迎刃而解，我国拥有自主知识产权的我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉转基因抗虫棉就是在这样的背景下产生的。棉花棉铃虫幼虫 1998年中棉所成功培育出我国第一个国审抗虫杂交棉新品种-中棉所29，使低龄棉铃虫

2、的死亡率超过90%； 2002年成功培育出我国第一个双价转基因抗虫棉新品种-中棉所41，该品种能够缓解棉铃虫抗药性。 为什么传统的杂交育种方法培育不出抗虫棉，基因工程基因工程却可以？ 是按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做重组DNA技术。生物体外1.操作环境：2.操作对象：3.操作水平：第第3 3章章 基因工程基因工程1.概念：P674.原理：5.结果：基因DNA分子水平基因重组按照人们的需要定向改造生物的遗传特性第第3 3章章 基因工程基因工程1.概

3、念2.科技探索之路：基因工程的诞生和发展【自主学习】看书本:P68-69内容，完成导学案:P3 二、判一判 3.13.1 重组重组DNADNA技术的基本工具技术的基本工具从社会中来 番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵害。当番木瓜受到这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。 DNA双螺旋的直径只有2nm,对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各具有什么特征呢？非转基因番木瓜（右）转基因番木瓜(左）实现这一精准的操作过程，至少需要三种“分子

4、工具”，即准确切割DNA的“分子手术刀”、将DNA片段再连接起来的“分子缝合针”和将体外组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”。重组DNA技术所需的三种基本工具”一、限制性内切核酸酶 二、DNA连接酶三、基因进入受体细胞的载体一、限制性内切核酸酶（限制酶）“分子手术刀”1.来源：2.作用：主要是从原核生物中分离纯化来的能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。注意作用部位：磷酸二酯键3.结果：黏性末端和平末端（酶专一性）资料卡 限制酶名字的由来 限制酶是如何命名的呢？是用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这个

5、酶是从哪种生物中分离出来的.例如，一种限制酶是从大肠杆菌(Escherichia coli）的R型菌株分离来的，就用字母EcoR表示;如果它是从大肠杆菌R型菌株中分离出来的第一种限制酶,则进一步表示成EcoRI。例如，流感嗜血杆菌的d菌株( Haemophilus influenzae d )中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:Hind、Hind、 Hind练习与应用：P74二、拓展应用1.想一想，为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？细菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因为含有某种限制酶的细胞的DNA分子，不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱

6、基上，使限制酶不能将其切开。所以，尽管细菌中含有限制酶，但它自身的DNA也不会被切割，并且可以防止外源DNA入侵。思考：如何将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子？种类_来源大肠杆菌T4噬菌体作用差别 只连接_缝合_和_Ecoli DNA连接酶T4DNA连接酶黏性末端黏性末端平末端（效率较低）二、DNA连接酶“分子缝合针”都能将双链DNA片段“缝合“起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。思考：P72DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？不是一回事。虽然两者都是催化形成磷酸二酯键，化学本质都是蛋白质，但两者存在显著的区别：区别DNA连接酶DNA聚合酶不同点模板作用对象作用结果用途不需要需

7、要DNA的一条链作模板在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制根据所学知识，完成以下填空：限制酶 解旋酶 DNA连接酶 DNA聚合酶ba1.切断a处的酶为_2.连接a处的酶为_3.切断b处的酶为_a：磷酸二酯键；b：氢键反馈练习：练习与应用：P74一、概念检测C三、三、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”1.常用载体：质粒（1）本质：（2）特点：是一种裸露、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。携带外源DNA片段的质粒进入

8、受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。 注意：在基因工程中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因 ，如四环素抗性基因，便于重组DNA分子的筛选。（1）有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入；（2）携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；（3）人工改造的质粒常带有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便与重组DNA分子的筛选。小结：质粒适于做载体的特点2. 其他载体：除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。总结：重组DNA技术的基本工具有限制酶、DNA连接酶和载体； 工具酶只有限制酶和DNA连接酶。练习与应用：P74一、概念检测A课堂小结：课堂小结：一、一、限制性内切核酸酶（限制酶）限制性内切核酸酶（限制酶）“分子手术刀分子手术刀”1.来源：主要原核生物2.作用：能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。（体现酶具有专一性酶具