3.1 重组DNA技术的基本工具-【生物一起课件】高中生物选择性必修3同步PPT课件（人教版2019）

基因工程 GENETIC ENGINEERING CHAPTER 3 第3章 授课老师 | XX老师 什么是基因工程？ 从社会中来 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”。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？ 讨论 基因工程 基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋子生物以新的遗传特性，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，因此又叫作重组DNA技术。 基因工程 原理 意义 基因重组 ① 定向改造生物性状 ② 克服远缘杂交不亲和障碍。 基因工程 1.对基因工程概念的理解 基因工程的别名 重组DNA技术、转基因技术 操作环境 生物体外 操作对象 生物基因 操作水平 DNA分子水平 基本过程 剪切→拼接→导入→表达 基因工程 2.图解“基因工程实质” A生物 B生物 萤火虫 普通动植物 发光基因 荧光树 荧光小鼠 学习目标 生命观念 科学探究 社会责任 运用结构与功能观，说明基因工程的各种工具的特点。 理解DNA粗提取与鉴定实验的原理，熟悉实验操作步骤，掌握相关试剂的使用方法。 关注基因工程的诞生和发展历程，参与讨论基础理论和技术发展促进基因工程的诞生和发展。 01 03 02 3.1 重组DNA技术的基本工具 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 基因进入受体细胞的载体 “分子手术刀” “分子缝合针” “分子运输车” 限制性核酸内切酶的命名 大肠杆菌 用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这个酶是从哪种生物中分离出来的。 限制酶是如何命名的呢？ Escherichia coli 从大肠杆菌的R型菌株分离来的，就用字母EcoR表示；如果它是从大肠杆菌R型菌株中分离出来的第一种限制酶，则进一步表示成EcoR I 流感嗜血杆菌 Haemophilus influenzae 流感嗜血杆菌d株中先后分离到3种限制酶，则分别命名为: Hind I Hind II Hind III 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” 来源 主要来自原核生物 种类 数千种 （限制酶不是一种酶，而是一类酶） 特点 一种限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。（因此具有专一性） 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” 作用部位 特定切点上的磷酸二酯键 识别序列长度 大多数是6个核苷酸序列 结果 产生黏性末端或平末端 双链DNA的结构和磷酸二酯键的位置示意图 磷酸二酯键 被限制酶切开的DNA切口处，带有几个伸出的核苷酸，这样的切口叫黏性末端。 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” EcoRI 限制酶 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 限制酶 限制酶 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” SmaI 限制酶 SmaI 限制酶只能识别________序列，切割___和___之间_________切开，切割后产生________。 CCCGGG C G 平末端 磷酸二酯键 限制酶 限制酶 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” 写出下列限制酶切割形成的黏性末端 GATC AATT AGCT GATC 不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端 总结 识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶。 同尾酶 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” 动脑思考 01 / 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 02 / 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 如EcoRI 限制酶识别GAATTC，而细菌缺乏此序列 DNA连接酶—“分子缝合针” 作用 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 DNA连接酶 DNA连接酶 DNA连接酶—“分子缝合针” EcoRI DNA连接酶 ① 只能将黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，不能连接具有平末端的DNA片段； ② 作用对象：两DNA片段要具有互补（或相同）的黏性末端才能拼起来。 作用结果：催化磷酸二酯键的形成，形成重组DNA 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！ DNA连接酶—“分子缝合针” T4 DNA连接酶 既可以“缝合”DNA互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但效率较低。 DNA连接酶—“分子缝合针” 类型 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源