生物：1.1《DNA重組技術(shù)的基本工具》課件(新人教版選修3).ppt

1、現(xiàn)代生物技術(shù)專題,結(jié)合圖片來說一說什么是基因工程？,基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)。,基因工程的概念,基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。,基礎(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程,DNA是遺傳物質(zhì)的證明 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立 遺傳密碼的破譯 基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn) 工具酶

2、的發(fā)明 DNA合成和測序技術(shù)的發(fā)明 DNA體外重組的實(shí)現(xiàn) 重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功 第一例轉(zhuǎn)基因動物問世 PCR技術(shù)的發(fā)明,基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：,普通棉花(無抗蟲特性),蘇云金芽孢桿菌,提取,抗蟲基因,棉花細(xì)胞(含抗蟲基因),棉花植株(有抗蟲特性),重組DNA,導(dǎo)入,拼接,上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？,普通棉花不具有抗蟲性，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蘇云金芽孢桿菌能夠產(chǎn)生一種毒蛋白，對棉鈴蟲有一定的殺傷作用。 試設(shè)計(jì)一個簡單的方案，使棉花對棉鈴蟲也有抵抗作用.,一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”,思考： 1、怎樣從蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)提取毒蛋白基因？ 2、這類酶主要在哪些生物中能夠找得到？為什么主

3、要存在于這一類生物？ 3、這一類酶有什么作用？,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，生物在長期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。 含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。,一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”,主要是從原核生物中分離純化出來的一類酶。,

4、1、來源：,4000種,2、種類：,3、作用：,識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。,形成兩種末端,4、結(jié)果：,大多數(shù)限制酶的識別序列由6個核苷酸組成，例如，EcoR、Sma，也有少數(shù)有4、5或8個核苷酸組成。,大腸桿菌的一種限制酶（EcoR)能識別GAATTC序列，SmaI識別CCCGGG序列:,黏性末端,平末端,一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”,什么叫黏性末端？,被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。,要想獲得某個目的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性

5、末端？一個目的基因有幾個黏性末端？,要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端，兩個。,如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？,會產(chǎn)生相同的黏性末端。,是不是把兩者的黏性末端黏合起來，這樣就真的合成 重組的DNA分子了?,思考題：,基因的針線：DNA連接酶,磷酸二酯鍵,DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。,二、DNA連接酶“分子縫合針”,思考： DNA連接酶作用是什么？DNA連接酶和DNA聚合酶的區(qū)別是什么？,DNA連接酶： 連接DNA上黏性末端 磷酸二酯鍵（扶手） 基因工程拼接目的基因和運(yùn)載體 DNA聚合酶

6、：以DNA為復(fù)制模板，從將DNA由5端點(diǎn)開始復(fù)制到3端的酶。是在游離的脫氧核苷酸形成核苷酸鏈的時候發(fā)揮作用。 DNA復(fù)制 解旋酶： 將雙鏈DNA解旋為兩單鏈 氫鍵 DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄 RNA聚合酶： 把單個的核糖核苷酸聚合成RNA 磷酸二酯鍵 轉(zhuǎn)錄 限制性內(nèi)切酶： 識別特定的堿基序列并切割出黏性末端 磷酸二酯鍵 基因工程 DNA酶： 水解DNA（類似于蛋白酶）,1、種類： 2、作用部位：,磷酸二酯鍵,DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。,二、DNA連接酶“分子縫合針”,三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車”,思考討論：,1、怎樣把毒蛋白基因裝載到分子運(yùn)輸車上？ 2、毒蛋白基因進(jìn)入棉花細(xì)胞后，分子運(yùn)輸車怎樣保證它能穩(wěn)定的存在？ 3、毒蛋白基因是否進(jìn)入棉花細(xì)胞我們怎樣才能覺察？ 4、分子運(yùn)輸車進(jìn)入到棉花細(xì)胞后能否對棉花本身的安全造成威脅？,作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。 具備的條件： 能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，并穩(wěn)定地保存