人教版生物选修3 专题1 第1节 DNA重组技术的基本工具 教学课件 (共28张PPT).pptVIP

生物 选修3现代生物科技专题 专题1 基因工程 专题2 细胞工程 专题3 胚胎工程 专题4 生物技术的安全性和伦理问题 专题5 生态工程 专题1 基因工程 性状是基因特异性表达的结果。 以上几种生物各自的特定性状是什么的结果？ 人类能不能改造基因，使本身没有某个性状的生物具有某个性状？ 能，通过基因工程——定向改造生物的新技术 什么叫基因工程？ 基因工程，又叫DNA重组技术。是指按照人们的愿望，在DNA分子水平上进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，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和生物产品。 知识回顾 基因工程的概念 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的新生物类型和产品 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 技术发明使基因工程的实施成为可能 1)基因转移载体的发现（1967年） 2)工具酶的发现（1970年） 3)DNA合成和测叙技术的发明（1977年） 4) DNA体外重组的实现（1972年） 5)重组DNA表达实验的成功（1973年） 6)第一例转基因动物问世（1980年） 7)PCR技术的发明（1988年） 科技探索之路—— 1.1 DNA重组技术的基本工具 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 抗虫基因与载体“缝合” 抗虫基因进入棉花细胞 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 抗虫基因与载体“缝合” 抗虫基因进入棉花细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ “分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶 “分子缝合针”—— DNA连接酶 “分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体 （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纯化出来。 ②种类： 已从近300种微生物中分离出4000种限制酶。 ③作用： 1.能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列 2.使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 T 磷酸二酯键 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 A 一个核苷酸核糖上第3位的羟基与下一个核苷酸核糖上第5位的磷酸羟基脱水缩合成酯键，该酯键称3,5磷酸二酯键。 具有特异性。 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子， ④作用特点： 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成 ⑤限制酶的识别序列： （一）限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 　 黏性末端　　　　 黏性末端 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。 EcoRI限制酶的切割 SmaⅠ 平末端　　　平末端 SmaI限制酶的切割： 只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 想一想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6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线（如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向、对称、重复排列的。 限制酶所识别序列的特点： 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？ 要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性(平)末端，然后让两者的黏性(平)末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。 思考? （二）“分子缝合针”——DNA连接酶 ①作用: ②作用原理： 催化磷酸二酯键形成 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来。 （二）“分子缝合针”——DNA连接酶 ③类型： 类型 E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 来源 功能 大肠杆菌 T4噬菌体 恢复 磷酸 二酯键 只能连接黏性末端 能连接黏性末端和平末端(效率较低) 相同点 差别 （二）“分子缝合针”——DNA连接酶 DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？ 比较项目 DNA聚合酶 DNA连接酶 不 同 点 形成磷酸二酯键的方式 只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段的3’末端的羟基上，形成磷酸二酯键 是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 是否需要模板 以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条互补的DNA链 是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板 是否参与基因工程 不参与 参与 相 同 点 ①它们的化学本质都是蛋白质。 ②两者均属于酶，具有酶的基本属性和特点。 ③两者都形成磷酸二酯键，即在相邻核苷酸的3位碳原子的羟基与5位碳原子上所连接的磷酸基团的羟基之间形成。 ④两者均参与DNA的复制、逆转录等过程。 将外源基因送入受体细胞。 (三)基因进