3.1 重组DNA技术的基本工具（第1课时）（上课用课件）-2022-2023学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修3）

3.1重组DNA技术的基本工具（第1课时） “分子缝合针” “分子运输车” “分子手术刀” 教学目标 1.阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 怎样培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？ 我国是棉花的生产和消费大国，棉花在种植过程中常常会受到棉铃虫的侵袭，这会使棉花大量减产。大量施用农药不仅提高了生产成本，还可能造成农产品和环境的污染，如果能培育出自身能抵抗棉铃虫的棉花就能解决这个问题。 棉花本身不具有“杀虫基因”，而苏云金杆菌有一种“杀虫基因”，它能通过编码产生抗虫蛋白来杀死棉铃虫。 3 普通棉花 转基因抗虫棉 苏云金杆菌 毒蛋白基因 毒蛋白 杀死害虫 怎样培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？ 基因工程 是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，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。 【归纳定义】工程别名： 操作对象： 操作水平： 工程实质： DNA重组技术 基因 DNA分子水平 基因重组 从社会中来 环斑病毒的 非转基因木瓜 转基因木瓜 番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒侵染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。 DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。 那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各具有什么特征呢？ 7 “分子运输车” “分子手术刀” “分子缝合针” “工欲善其事，必先利其器” 从社会中来 限制性内切核酸酶： DNA连接酶： 载体： 准确切割DNA分子 将DNA片段连接起来 将体外重组好的DNA分子导入受体细胞 一 限制性核酸内切酶--“分子手术刀” 主要是原核生物 来源 1、识别双链DNA分子 作用 形成黏性末端或平末端 结果 2、断开磷酸二酯键 A 脱氧 核糖 P O C 脱氧 核糖 P O T 脱氧 核糖 P O G 脱氧 核糖 P O T 脱氧 核糖 P O A 脱氧 核糖 P O G 脱氧 核糖 P O C 脱氧 核糖 P O 5’ 3’ 5’ 3’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ G 限制酶 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ A 磷酸二酯键 T G C C G T A A 5' 3' 5' 3' 一 限制性核酸内切酶--“分子手术刀” A G T C A T T C G A T A G G A T C A T C A T A T 大肠杆菌(E.coli)的EcoRⅠ限制酶能特异性识别 _________序列，并切割___和___之间的____________。 切割后产生__________。 GAATTC G A 磷酸二酯键 黏性末端 1.EcoRI 限制酶 限制酶 一 限制性核酸内切酶--“分子手术刀” C C C G G G G G G C C C G G G C C C C C C G G G SmaI 限制酶只能识别 序列，切割 和 之 间的 切开，切割后产生 。 CCCGGG C G 磷酸二酯键 平末端 2.SmaI 限制酶 限制酶 一 限制性核酸内切酶--“分子手术刀” 1.你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ 破坏外源DNA，保护自我 2.为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 缺乏特定的核苷酸序列 一 限制性核酸内切酶--“分子手术刀” 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将 和 连接起来催化形成 。 脱氧核糖 磷酸 磷酸二酯键 DNA连接酶--“分子缝合针” 14 A G T C A T T C G A T A 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来；两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来。 1.EcoRI DNA连接酶 T C G A T C 注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能将单个脱氧核苷酸连接到DNA链上！ 二 DNA连接酶--“分子缝合针” 2.T4 DNA连接酶 还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低。 C C C G G G G G G C C C 二 DNA连接酶--“分子缝合针” 限制性核酸内切酶--“分子手术刀” 类型 来源 功能 相同点 差别 E·col