【公开课】重组DNA技术的基本工具课件高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

提取抗虫基因棉花细胞苏云金芽孢杆菌(有抗虫特征)

普通棉花

(无抗虫特征)基本工具？(含抗虫基因)

棉花植株(有抗虫特征)培育抗虫棉的简要过程基因工程：是指按照人们的愿望，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制品。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

重组DNA技术1.原理：2.操作对象：3.操作水平：4.结果：基因分子水平基因重组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制品科技探索之路定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍5.意义：例1.人的胰岛素基因能通过拼接并在受体细胞大肠杆菌中表达出相

同蛋白质——胰岛素的理论基础是？（1）大肠杆菌和人的遗传物质都是______

。（2）不同生物的DNA分子能够拼接在一起，原因是

____________________________________

。

（3）同一种基因在不同生物体内表达出来的蛋白质相同，因为

_____________________________________

。（4）遗传信息的传递都遵循_______

。DNA中心法则基因的组成、空间结构和碱基互补配对方式相同所有生物共用一整套遗传密码科技探索之路

到社会中去工具分子手术刀分子缝合针分子运输车限制性内切核酸酶：DNA连接酶：载体：准确切割DNA分子将DNA片段连接起来将体外重组好的DNA分子导入受体细胞

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？（1）来源:（2）功能:1.限制酶一.重组DNA技术的基本工具磷酸二酯键切点

从微生物(主要是原核生物)体内分离出来

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。

具有专一性。（消耗水）（3）切割结果：黏性末端和平末端1.限制酶一.重组DNA技术的基本工具限制酶所识别序列的特点是：一条链从5’往3’读的碱基顺序与另一条链从5’往3’读的顺序完全一致。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学以致用1.形成的黏性末端（从5’往3’读）为________2.一个限制酶切割一次断两个磷酸二酯键形成___个黏性末端3.同一种限制酶切割形成的黏性末端________4.两个黏性末端有___个游离的磷酸基团AATT两相同25’3’3’5’不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端限制酶存在于原核生物中的作用是什么?原核生物容易受到外源DNA的入侵限制酶为什么不会剪切原核生物本身的DNA?DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列,或者DNA

分子被修饰（甲基化），使限制酶不能将其切开【旁栏思考1】限制酶的作用:切割外源DNA,使之失效保证自身的安全限制酶切质粒EcoRⅠ切割质粒思考：要想把目的基因插入缺口，需对目的基因作何处理？用同种限制酶切割目的基因，使其产生相同的黏性末端重组质粒DNA连接酶连接【思考2】用限制酶切割时需注意的事项(1)获取目的基因和切割载体时,通常使用同种限制酶,目的是_____

。但是使用该法缺点是容易发生

______________

，为了避免上述

情况发生,可采取的措施是__

_____

.(2)获取一个目的基因需限制酶切割

次,共产生

个游离的磷酸基团。为了产生相同的黏性末端，便于连接两4分别使用两种限制酶去切割目的基因和运载体目的基因、质粒的自身环化以及目的基因与质粒反向连接

将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。(1)作用:(2)分类种类E·coli

DNA连接酶T4DNA连接酶来源功能特性相同点大肠杆菌T4噬菌体只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，又可以连接双链DNA片段的平末端（但连接平末端的效率相对较低）恢复的都是磷酸二酯键一.重组DNA技术的基本工具2.DNA连接酶

旁栏思考（P72）：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？DNA连接酶DNA聚合酶不需要模板需要DNA的一条链为模板两个DNA片段之间脱氧核苷酸和DNA片段之间基因工程DNA复制不同点模板作用部位作用结果用途一.重组DNA技术的基本工具2.DNA连接酶①化学本质都是蛋白质②都是催化形成磷酸二酯键相同点在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键3.基因进入受体细胞的载体---分子运输车一.重组DNA技术的基本工具将外源基因送入受体细胞。1.作用：2.种类：来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有很大差别种类用途不同点质粒、噬菌体植物病毒动物病毒将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞将外源基因导入植物细胞将外源基因导入动物细胞3.作为运载体需具备的条件:

①___

_．

②__________

．

③

．

④__

等．能够在宿主细胞中自我复制并稳定保存

有1个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接具有标记基因（最好多个），便于进行筛选对受体细胞无害质粒3.基因进入受体细胞的载体---分子运输车①它是一种裸露的、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

_____

，故质粒有

个游离的磷酸基团②氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为____

，还有如：卡那霉素抗性基因、四环素抗性基因等；

其作用是________________。环状双链DNA分子0标记基因将含有目的基因的受体细胞筛选出来③复制原点：_______________

。DNA分子复制的起点在进行基因工程操作中，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。2023/10/4例1.选用下图载体将目的基因导入细菌中并将含有目的基因的细菌筛选出来。（1）在培养细菌的培养基中添加抗生素B，则应该选择的限制酶为_______。（2）在培养细菌的培养基中添加抗生素A，则应该选择的限制酶为_____。①或②①思考：λ噬菌体的衍生物或某些动植物病毒作为运载体利用的原理是

___

.病毒对宿主细胞的侵染具有一定

的

__

性。利用病毒对宿主细胞的侵染性物种（组织）特异【例2】若用家蚕作为某基因表达载体的受体细胞，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用

作为载体，其原因是

。噬菌体噬菌体的宿主细胞是细菌，而不是家蚕霍乱弧菌中含有质粒，但

（填“能”、“不能”）用来做载体，因为选择的载体应该

。对受体细胞无害不能HindIII和EcoRI下列操作中选用哪种限制酶切割来构建重组质粒？各抒己见…TATCGTACGATAGGTACTTAA

…ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC…GCCGTATG……TCCTAG…AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATGAATTCCATAC…

GGTATG…GAGCCATACTTAAAATTCTCGGTATG2023/10/4思考·讨论·重组DNA分子2023/10/41.剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？2.你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对?如果不能，可能是什么原因造成的？3.你插入的DNA片段能称得上一个基因吗？

剪刀代表限制酶；透明胶条代表DNA连接酶。思考·讨论·重组DNA分子

如果制作的黏性末端的碱基不能互补配对，可能是剪切位点或连接位点选得不对，也可能是其他原因。

不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。探究-实践DNA的粗提取与鉴定（一）基础知识利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质上的差异，提取DNA，去除其他成分。1、提取DNA分子的基本思路是什么？1、DNA不溶于酒精溶液

DNA不溶于酒精溶液，但细胞中某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可初步分离DNA与蛋白质。（二）DNA粗提取的原理2、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同在NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低；在0.14mol/L时，DNA溶解度最小；当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA的溶解度又逐渐增大。浓度为2mol／L时，DNA的溶解度最大先用2mol/LNaCl溶液溶解DNA，再加入蒸馏水，使其溶液浓度从2mol/L下降到0.14mol/L，使DNA在盐溶液中析出。3、DNA的鉴定在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此用二苯胺试剂鉴定DNA分子。DNA+二苯胺沸水浴蓝色（三）目的要求1、了解DNA的物理化学性质；理解DNA粗提取

和鉴定的原理2、学会DNA粗提取的方法以及利用二苯胺试剂

对DNA进行鉴定

不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。原则上，凡是含有DNA的生物材料都可以考虑选用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。（四）实验材料的选取（

五）方法步骤：1、研磨洋葱2、过滤获取含DNA的上清液3、冷却酒精析出DNA4、DNA的鉴定提取洋葱DNA时，加研磨液充分的研磨，过滤后收集研磨液研磨目的：破碎细胞壁，使核物质容易溶解在NaCl溶液中在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液研磨液倒入塑料离心管离心5min，再取上清液在上清液中加入体积相等的、预