1.1DNA重组技术的基本工具课件2020-2021学年高二下学期生物人教版选修3

专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，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。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的 。因此又叫做DNA重组技术。 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 主要的技术 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 人类需要的新生物类型和产品 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 一、基因工程的原理 DNA重组技术或转基因技术 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是它是一种按照人们意愿，定向改造生物遗传特性的技术。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。 问题探讨： 苏云金芽孢杆菌含有一种可以 合成毒蛋白的基因。 让细菌的毒蛋白基因在棉花细 胞中表达，可培育出抵抗棉铃 虫害的抗虫棉。 想一想： 需要做哪些关键工作？ 苏云金芽孢杆菌 毒蛋白 普通棉花　　抗虫棉 基因工程培育抗虫棉的简要过程： 在以上过程中关键步骤或难点是什么？ 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 通过运载体导入 转基因棉花含抗虫基因 转基因棉花产生伴胞晶体 转基因棉花有抗虫特性 二、DNA重组技术的基本工具 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与棉花DNA“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因进入棉花细胞 二、DNA重组技术的基本工具 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 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与棉花DNA“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因进入棉花细胞 “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 二、DNA重组技术的基本工具 ⒈主要来源： ⒉种类与命名： ⒊作用特点（特异性） 4.限制酶识别序列 5.作用结果： 1.识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列 2.切割特定核苷酸序列中的特定位点 主要从原核生物中分离纯化 产生黏性末端或平末端 Go on 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 一、限制性核酸内切酶----分子手术刀 ⒉种类与命名： 现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种 限制性内切酶(限制酶)。 EcoRⅠ SmaⅠ 粘质沙雷氏杆菌 （Serratia marcesens） 大肠杆菌 （Escherichia coli R） Go back 练习：流感嗜血杆菌的d菌株( Haemophilus influenzae d )中先后分离到3种限制酶，则分别命名为: HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ EcoR Ⅰ 黏性末端　　　　 黏性末端 （4）作用结果： 黏性末端和平末端 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。 EcoRⅠ 黏性末端　　　　 黏性末端 Sma Ⅰ 平末端　　　平末端 Q: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。 Q: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? 限制酶的种类 识别序列 切割位点 SmaⅠ GGGCCC G↓C BamHⅠ GGATCC G↓G Sau 3A GATC ↓GATC HindⅢ AAGCTT A↓A ①   G A T C     ②  G G A T C C       C T A G               C C T A G G ③   G G G C C C     ④ A A G C T T        C C C G G G            T T C G A A 下表是几种限制酶的识别序列，画出下面四 种DNA片段被对应的限制酶切割后的结果。   剪切结果： ①—GATC— — GATC — —CTAG— —CTAG — ②—GGATC