2015-2016高中生物人教版（选修3《现代生物科技专题》）第一章第一节 DNA重组技术的基本工具（共40张PPT）.ppt

“分子运输车” ——运载体 1.作用： 2.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒 　　 将外源基因送入受体细胞。 1.1 DNA重组技术的基本工具 什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，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表达，产生出人类所需要的基因产物。 （一）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 实质 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 基因工程的理论基础 1、物质基础——— 脱氧核苷酸 2、结构基础——— 规则的双螺旋结构 3、传递和表达的基础——— 中心法则， 共用一套遗传密码 DNA重组技术的基本工具 准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） 基因转移工具（“分子运输车”） 　　基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具： 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。 微生物，主要从原核生物中分离纯化而来 4000种。 1、来源： 2、种类： 3、作用： 4、结果： 形成两种末端 一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶 黏性末端 平末端 特异性 磷酸二酯键 T 1 2 3 4 5 A 1 2 3 4 5 H H H H HO T 1 2 3 4 5 A 1 2 3 4 5 H H H H O H2O + O 限制酶 DNA解旋酶 区别 限制性内切酶与DNA解旋酶的区别 切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键 将DNA两条链的氢键打开形成两条单链 限制酶 DNA水解酶 区别 限制性内切酶与DNA水解酶的区别 切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片段的DNA。 切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。 限制酶切割DNA后形成的末端——黏性末端、平末端是如何形成的？ 重播 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 什么叫黏性末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 什么叫平末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 寻根问底 你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？ 原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。 思考与探究 P7 （2） 为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备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。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。 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？可产生几个黏性末端？ 要切两个切口，产生四个黏性末端。 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？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就可以合成重组的DNA分子了。 思考 ……GAATTC…… ……CTTAAG…… ……GAATTC…… ……CTTAAG…… EcoRⅠ ……GAATTC…… ……CTTAAG…… ……GAATTC…… ……CTTAAG…… 不同来源的DNA片段混合 将不同种来源的DNA片段连接起来 生物A基因片段 生物B基因片段 ……G　　AATTC…… ……CTTAA　　G…… 酶切 ……GAATTC…… ……CTTAAG…… ……G　　AATTC…… ……CTTAA　　G…… ……G　　AATTC…… ……CTTAA　　G…… 同一种 基因的针线──DNA连接酶 切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？ 2. DNA连接酶——“分子缝合针” DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形