DNA重组技术的基本工具名师优课一等奖课件公开课一等奖课件省赛课获奖课件

选修3专项1.基因工程让细菌制造胰岛素让细菌“吐出”蚕丝让细菌生产出粮食让水稻也能固氮让烟草生产医用蛋白质不同种生物的DNA能进入加一种生物体内吗?我们人类可不能够故意把某种生物的DNA引入另一种生物体内呢?专项1.基因工程的基本内容基因工程的概念1.1基因工程的基本工具1.2基因工程的基本操作程序基因工程的发展史1.3基因工程的应用1.4蛋白质工程的崛起基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，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，发明出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。人类需要的基因产物成果剪切→拼接→导入→体现基本过程DNA分子水平操作水平基因操作对象生物体外操作环境基因拼接技术或DNA重组技术基因工程的别名抗虫害的玉米转鱼抗寒基因的番茄转基因

鲑鱼基因工程产品转黄瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)科技探索之路____基因工程发展史1.1944年艾弗里(O.Avery)等进行了肺炎双球菌体外转化实验,证明了DNA是生物的遗传物质,并且证明了DNA能够从一种生物个体转移到另一种生物个体,成为基因工程的先导是基础理论和技术的发展催生了基因工程2.1953年沃森和克里克建立了双螺旋构造模型,使生物学进入分子水平。1958年梅塞尔松和斯塔尔,以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术,用实验证明了DNA的复制是以半保存方式进行的.1957年克里克提出中心法则确实立20世纪中叶,基础理论获得重大突破3.1963年尼伦伯格和马太做蛋白质体外合成实验,破译编码氨基酸的遗传密码.1.1967年罗思和赫林斯基发现细菌质粒有自我复制能力,为基因转移找到一种运载工具.2.1970年阿尔伯(W.Arber)、内森斯(D,Nathans)、史密斯(H.C.Smith)细菌中发现了第一种限制酶3.1965年桑格发明了氨基酸序列分析技术4.1972年伯格(P.Berg)首先在体外进行了DNA改造的研究,成功地构建了第一种人工体外重组DNA分子.技术发明命使基因工程的实施成为可能

1977年科学家又发明了DNA序列分析办法DNA合成仪的问世科技探索之路____基因工程发展史5.1973年博耶和科恩使重组DNA转入大肠杆菌中,转录出对应的mRNA,并使外源基因能够在原核细胞中成功体现,至此表明基因工程正式问世.技术发明命使基因工程的实施成为可能

1973年科学家才将质粒作为基因的载体使用这是基因工程发展史上第一种成功的基因克隆实验1973年科恩第一种建成“基因工程菌”，并创立基因工程模式1973年称这“基因工程元年”，科恩被称为基因工程发展史上的创始人科恩并向美国申报了世界上第一种基因工程的专利技术科技探索之路____基因工程发展史6.1980年第一种转基因小鼠问世1982年采用显微注射技术培养目出”超级小鼠”1983年哺育出第一例转基因烟草7.1988年穆里斯发明了PCR技术,使基因工程技术得到了进一步的发展和完善.获1993年诺贝尔化学奖1993年中国农业科学院的科学成功之路地哺育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉技术发明命使基因工程的实施成为可能

1.1DNA重组技术的基本工具是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内体现，产生出人类所需要的新的生物类型和生物产品分析概念：工具为什么要加工什么是体现用什么导入基因的“分子手术刀(剪刀)”基因的“分子缝合针(针线)”基因的“分子运输车(运载体)”1.1DNA重组技术的基本工具——限制性核酸内切酶——DNA连接酶——运载体①分布：重要在原核生物中。②作用特点:专一性，识别特定核苷酸序列，切割特定切点。切点：磷酸二酯键

③成果：产生黏性未端和平末端④举例：EcoR1限制酶、Sma1限制酶

1.1.1、基因工程的“分子手术刀”限制酶的识别特点以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列

如：GAA

TTCCCCGGG

CTT

AAGGGGCCC黏性末端和平末端GAATTCCTTAAGCTTAAGAATTCG粘性末端特定的核苷酸序列(6)

特定的切点(磷酸二酯键)EcoRI限制酶中轴线TGCAACGTACGTGCAT不同的限制酶所形成的黏性末端不同特定的核苷酸序列(4)特定的切点(磷酸二酯键)粘性末端不同的限制酶所形成的黏性末端不同CCCGGGCCCGGG特定的核苷酸序列(6)

特定的切点(磷酸二酯键)CCCGGGGGGCCC平末端平末端Smal酶DNA外源基因GCATTGCAACGTCGTAGCATTGCA限制酶在原核生物中的作用

原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长久的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以避免外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会运用限制酶将外源DNA切割掉，以确保本身的安全。因此，限制酶在原核生物中重要起到切割外源DNA、使之失效，从而达成保护本身的目的。含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不含有这种限制酶的识别切割序列，或者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。1.1.2、基因工程的“分子缝合针”指“DNA连接酶”“”作用：连接“梯子”断口的“扶手”(DNA链之间的磷酸二酯键)而非“梯子”中间的“踏板”种类：E•coliDNA连接酶只能连接黏性末端T4DNA连接酶两种末端都可连接CTTAAGAATTCG只连接DNA链上的磷酸二酯键思考：DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？它们有什么不同点？目的基因指某些小型DNA分子“”1.1.3、基因工程的“分子运输车”思考：含有什么条件才干充当“分子运输车？载体的作用：1、将外源基因转移到受体细胞中去。2、运用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。载体必须含有的条件：1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；2、含有多个限制酶切点，方便与外源基因连接；3、含有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗菌素的抗性基因、产物含有颜色反映的基因等）4、对受体细胞无害5、载体DMA分子大小应适合，方便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。惯用的载体有：质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等质粒是什么？

质粒是细菌染色体以外的小的环状的DNA分子，它不是细菌生存所必须的，但可复制、并稳定地遗传下去思考：为什么在进行基因操作时，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的？练习在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同种限制酶B.两种限制酶同种连接酶D.两种连接酶基因工程惯用的受体细胞有（）(1)大肠杆菌（2）枯草杆菌（3）支原体（4）动植物细胞A.（3）（4）B.（1）（2）（4）C.（2）（3）（4）D.（1）（2）（3）不属于质粒被选为基因运载体的理由是A、能复制（）B、有多个限制酶切点C、含有标记基因D、它是环状DNAD练习1、下列不适合用于基因工程的运载体是（）A、质粒B、噬菌体C、细菌D、病毒选我C2、下列说法对的的是：（）A、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体C、重组技术所用的工具酶是限制酶、连接酶、运载体D、运用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”选我D审题模拟制作：

重组DNA分子的模拟制作