人教版教學(xué)課件湖南省安仁一中生物必修三《11dna重組技術(shù)的基本工具》課件

生物選修3

現(xiàn)代生物科技專題1專題1基因工程2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。一、基因工程的概念由于基因工程是在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)。3基因工程的別名操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過程原理（實(shí)質(zhì)）結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組4專題1基因工程1.1DNA重組技術(shù)的基本工具56轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲棉普通棉7準(zhǔn)確切割DNA的工具——“分子手術(shù)刀”DNA片段的連接工具——“分子縫合針”基因轉(zhuǎn)移工具——“分子運(yùn)輸車”基因的大小以納米計(jì)算，要對(duì)它進(jìn)行剪切、拼接等操作，沒有非常精細(xì)的工具是不行的。進(jìn)行基因操作最少需要以下三種工具：DNA重組技術(shù)的基本工具8原核生物很容易受到自然界中外源DNA的入侵，但是長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中，這些原核生物卻沒有因?yàn)橥庠碊NA的入侵而滅絕。你推測(cè)這其中的原因是？

原核生物細(xì)胞中的限制酶會(huì)將外源DNA切割掉，使之失效，以保證自身的安全，但是不會(huì)切割自身的DNA，這是原核生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的一套防御機(jī)制。9一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”1、來(lái)源：主要從原核生物中分離純化出來(lái)2、種類：約4000種3、作用:限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。10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？思考：11什么叫黏性末端？當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開時(shí)，被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。12什么叫平末端？當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。13思考為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？14限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”15演示1617DNA連接酶──“分子縫合針”切斷的DNA片段要與受體細(xì)胞的DNA連接，可以用什么酶？DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？18二、DNA連接酶——“分子縫合針”1、作用：將雙鏈的DNA片段連接起來(lái)（連接兩核苷酸之間的磷酸二酯鍵）19G

AATTCCTTAA

G

即脫氧核糖、磷酸基之間的連接

GP

AP20DNA聚合酶21DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈雙鏈單鏈連接部位在兩DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個(gè)核苷酸加到已存在的核酸片段的3’末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵22限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果，一種產(chǎn)生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么恢復(fù)它們的連接時(shí)，所用DNA連接酶是否可以不加選擇？E·coliDNA連接酶：連接黏性末端T4DNA連接酶：連接黏性末端和平末端23DNA連接酶——“分子縫合針”DNA分子的切割和連接二個(gè)不同的DNA的黏性末端黏合起來(lái)，就似乎可以合成重組的DNA分子了。被同一種限制切斷的幾個(gè)DNA具有相同的黏性末端。24三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

——“分子運(yùn)輸車”

要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是載體。25三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”1.使用載體的目的：⑴作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中；⑵利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行大量的復(fù)制。262.作用：將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞3.載體的條件：①能自我復(fù)制②有一個(gè)或多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)③有遺傳標(biāo)記基因④對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離⑤載體DNA分子大小應(yīng)適合，以便提取和體外操作27作為載體的必要條件能自我復(fù)制有切割位點(diǎn)能與目的基因結(jié)合能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；有遺傳標(biāo)記基因?qū)κ荏w細(xì)胞無(wú)害比較容易得到284.載體的種類：⑴質(zhì)粒（最常用）⑵λ噬菌體⑶某些動(dòng)植物病毒29質(zhì)粒擬核大腸桿菌細(xì)胞30練習(xí)：1、在基因工程中，切割運(yùn)載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）A.同種限制酶B.兩種限制酶C.同種連接酶D.兩種連接酶A2、不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是（）A.能復(fù)制B.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)C.具有標(biāo)記基因D.它是環(huán)狀DNAD313、關(guān)于限制酶的說法中，正確的是（）A．限制酶是一種酶，只識(shí)別GAATTC堿基序列B．EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中C324、下列關(guān)于限制酶的說法正確的是（）A、限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少B、一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都會(huì)形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵B335、以下是兩種限制酶切割后形成的DNA片段，試分析：①GC…②AATTC…CG…G…③…GC④…CTTAA…CG…G⑴其中①和

是由一種限制酶切割形成的

末端，兩者要重組成一個(gè)DNA分子，所用DNA連接酶通常是

。⑵

和

是由另一種限制酶切割形成的

末端，兩者要形成重組DNA片段，所用的連接酶通常是

。③②④平T4DNA連接酶黏性E·coliDNA連接酶346、（多選）有關(guān)基因工程的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A．基因工程技術(shù)能定向地改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種B．重組DNA的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C．目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞D．質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體BD357、下列四條DNA分子，彼此間具有黏性末端的一組是（）

A．①②B．②③C．③④