DNA重组技术的基本工具课件-高二下学期生物人教版选修3

专题1基因工程基因工程的概念和诞生一、基因工程的定义基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型或生物产品。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DNA重组技术。转基因技术基因拼接技术基因工程的概念和诞生一、基因工程的定义基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型或生物产品。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DNA重组技术。①操作环境_________②操作对象③操作水平

水平④操作原理__________⑤操作结果按照人类的需要

改造生物的遗传特性生物体外(DNA)分子基因重组定向（人为）基因基因工程的概念和诞生二、基因工程的诞生1.理论基础①

是遗传物质的证明。②DNA双螺旋结构和

的确立。③遗传密码的破译：所有生物共用一套

。DNA中心法则遗传密码格里菲斯肺炎球菌的体内转化实验艾佛里肺炎球菌的体外转化实验蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染细菌的实验1.理论基础理论基础1.DNA的基本组成单位相同(都是四种脱氧核苷酸)2.都遵循碱基互补配对原则3.DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构

理论基础1.基因是控制生物性状的结构与功能单位2.遗传信息传递都遵循中心法则3.生物界几乎共用一套遗传密码二、基因工程的诞生1.1DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切酶（限制酶）

一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（1）来源:主要从原核生物中分离出来。（2）种类:约4000种。磷酸二酯键（3）作用：它能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

断开一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（3）作用：它能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且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（4）特点:①识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列②切割特定核苷酸序列中的特定位点一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”EcoRI限制酶的切割：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。一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”SmaI限制酶的切割：只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。CCCGGGGGGCCC中轴线一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（5）结果:产生黏性末端或平末端一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”拓展：限制酶识别序列特点中心轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列，称为回文序列。欢迎进入朱建标老师之《生命课堂》思

考1.

将一个基因从DNA上切割下来，需要切几个切口？

产生几个末端？

2.不同限制酶切割产生的黏性末端，一定不同吗？2个切口

4个末端欢迎进入朱建标老师之《生命课堂》寻根问底

P4推测限制酶在原核生物中的作用切割外源DNA，使之失效，从而达到保护自身的目的。思考与探究

P7①

其DNA不具备这种限制酶的识别切割序列②

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2.

为什么限制酶不剪切细菌本身DNA？总结：来源主要来自__________种类约

种特点识别双链DNA分子的某种________________切割特定核苷酸序列中的特定位点作用断裂

的两个核苷酸之间的___________结果产生

或平末端原核生物4000特定核苷酸序列特定部位磷酸二酯键黏性末端一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”二、DNA连接酶——“分子缝合针”1.作用：形成磷酸二酯键，连接两个双链DNA片段种类E•coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体特点只能连接

末端可以连接黏性末端或者平末端(效率较低)。黏性种类：二、DNA连接酶——“分子缝合针”欢迎进入朱建标老师之《生命课堂》DNA聚合酶DNA连接酶区别相同点寻根问底

P6DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?①只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上②需要模板①在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键②不需要模板形成磷酸二酯键知识归类与DNA相关的五种酶的比较名称作用部位作用结果限制酶磷酸二酯键将DNA切成两个片段DNA连接酶磷酸二酯键将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端DNA(水解)酶磷酸二酯键将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸解旋酶碱基对之间的氢键将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链3.关于下图所示黏性末端的叙述，正确的是A.①与③是由相同限制酶切割产生的B.DNA连接酶可催化①与③的连接C.经酶切形成④需要脱去2分子水D.DNA连接酶与DNA聚合酶均能作用于上述黏性末端B基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”一、载体的作用①携带目的基因进入受体细胞②使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达。目的基因是一个DNA片段，不含有复制原点、不含有启动子和终止子二、最常见的载体——质粒质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。酵母细胞中也还有质粒。基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”三、载体需要具备的条件基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”条件原因有一个至多个限制酶切割位点可携带外源基因能自我复制使目的基因稳定存在且数量可扩增无毒害作用避免受体细胞受到损伤具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择三、载体需要具备的条件基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”标记基因的作用：标记基因通常有①抗生素的抗性基因，如：抗氨苄青霉素基因(ampr)、抗四环素基因(tetr)②荧光蛋白基因，如：绿色荧光蛋白基因(GFP)、红色荧光蛋白基因(RFP)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”种

类用

途质粒将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞植物病毒将外源基因导入植物细胞动物病毒将外源基因导入动物细胞

此外载体还有：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。某细菌质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是（）A.①是c；②是b；③是aB.①是a和b；②是a；③是bC.①是a和b；②是b；③是aD.①是c；②是a；③是b

细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长状况细菌在含四环素的培养基上的生长状况①能生长能生长②能生长