3.(1)重組DNA技術(shù)的基本工具課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修34

20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物性狀的新技術(shù)

——

基因工程

學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)學(xué)生動(dòng)手制作重組DNA的模型，掌握DNA重組技術(shù)中的三種基本工具的應(yīng)用第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具

基因工程：即通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，地改造生物的。原理：操作水平：一、基因工程基因重組(人工)DNA分子水平基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)定向遺傳性狀基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程：抗蟲(chóng)棉的培育有哪些步驟？蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲(chóng)基因普通棉花(無(wú)抗蟲(chóng)特性)棉花細(xì)胞(含抗蟲(chóng)基因)與運(yùn)載體DNA拼接，導(dǎo)入棉花植株(有抗蟲(chóng)特性)表達(dá)基因工程培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體“縫合”關(guān)鍵步驟三：抗蟲(chóng)基因進(jìn)入棉花細(xì)胞關(guān)鍵步驟四：對(duì)抗蟲(chóng)基因檢測(cè)與鑒定解決培育抗蟲(chóng)棉的步驟需要哪些工具？解決培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？“分子手術(shù)刀”——

限制性核酸內(nèi)切酶關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體“縫合”關(guān)鍵步驟三：

抗蟲(chóng)基因進(jìn)入棉花細(xì)胞“分子縫合針”——

DNA連接酶“分子運(yùn)輸車(chē)”——

基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體主要是原核生物4000種。

1、來(lái)源：

2、種類(lèi)：3、作用：一、“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶一種限切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定切點(diǎn)切割DNA分子(專(zhuān)一性

)4、作用鍵：特定部位的磷酸二酯鍵1、限制酶1能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間斷磷酸二酯鍵2、大腸桿菌的一種限制酶2能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間斷磷酸二酯鍵。

活動(dòng)一：請(qǐng)用不同的限制酶切割不同的DNA片段，看看產(chǎn)生的末端是否相同？G

AA

TT

CC

TT

AA

G12酶1平末端平末端

當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線(xiàn)處切開(kāi)時(shí)，切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。

酶2黏性末端

黏性末端

從中心軸線(xiàn)兩側(cè)切開(kāi)時(shí)，切口有幾個(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。被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？思考:一般形成的末端不同不同的限制酶呢？具有基因的針線(xiàn)：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

CGG

C

TT

AA

AA

TT

CGGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割活動(dòng)二：用相同的限制酶切割的DNA片段，可否重新連接？ATGCATGCDNA連接酶連接特定部位磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過(guò)程：二、“分子縫合針”——DNA連接酶連接黏性末端連接黏性末端和平末端分類(lèi)作用E.coliDNA連接酶連接酶種類(lèi)：T4DNA連接酶三、“分子運(yùn)輸車(chē)”——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

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！能將外源基因送入受體細(xì)胞的工具就是載體。1、基因工程的載體被喻為：分子運(yùn)輸車(chē)2、基因工程的載體來(lái)源：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒3、基因的運(yùn)輸工具——

常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒

質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.

運(yùn)載車(chē)

活動(dòng)三：每8人一個(gè)小組，利用已有的限制酶（小刀），分別切割含有目的基因（Bt基因）的序列和質(zhì)粒，再用DNA連接酶（膠帶）構(gòu)建出重組質(zhì)粒GGATCCAACGTTGGGCCTAGGTTGCAACCCCCCAACGTTGGGTTGCAA酶3

酶3

酶1Bt基因酶2酶3

多酶切位點(diǎn)動(dòng)子啟終子止標(biāo)R記基因Kan復(fù)制原點(diǎn)多酶切位點(diǎn)動(dòng)子啟終子止標(biāo)記

基因種酶2質(zhì)粒酶1討論Q1:選什么限制酶去切割？Q2:如何切割目的基因和質(zhì)粒？Q3:怎么連接重組DNA分子？酶2GGATCCAACGTTGGGCCTAGGTTGCAACCCCCCAACGTTGGGTTGCAA酶3

酶3

酶1Bt基因酶2種酶3

酶1多酶切位點(diǎn)動(dòng)子啟終子止標(biāo)R記基因Kan多種酶切位點(diǎn)動(dòng)子啟終子止標(biāo)記基因復(fù)制Bt基因Bt基因ACGTTAGGATCCACCTAGGTTGCA

Bt基因ATGCAACGTTATBt基因AACGTTTGCAATTACGTATATACGBt基因AACGTTTGCAATTACGTATATACGBt基因Bt基因DNA連接酶同一種限制酶切（單酶切）易自身環(huán)化或目的基因反向連接Bt基因Bt基因Bt基因Bt基因Bt基因AACGTTCTAGGCCACGTATGCGATACGTTAGCCTAGBt基因同兩種限制酶切（酶3和酶1）（雙酶切）避免目的基因自身環(huán)化或反向連接，增大目的基因和運(yùn)載體連接的概率能避免反向連接酶3酶1ACTAGACGTTGC同兩種限制酶切（酶3和酶1）（雙酶切）基因工程的基本工具：“分子手術(shù)刀”──“分子縫合針”──

“分子運(yùn)輸車(chē)”──限制（性核酸內(nèi)切）酶DNA連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體

總結(jié)1、要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是()

①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶

Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③2、基因工程應(yīng)用的原理是()

Ａ．染色體變異Ｂ．基因突變Ｃ．基因重組Ｄ．細(xì)胞的全能性練一練3、下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的運(yùn)載體（）Ａ．細(xì)菌質(zhì)粒Ｂ．噬菌體Ｃ．動(dòng)植物病毒Ｄ．細(xì)菌擬核

DNA練一練4、實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性?xún)?nèi)切酶。一種限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ順序，切點(diǎn)在Ｇ和Ａ之間，這是利用