1.1DNA重组技术的基本工具课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选修3

基因工程的产物 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 202X 1．知识目标： 简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．能力目标：模拟制作重组DNA模型。 3．情感、态度与价值观目标：关注基因工程的发展。 【重点难点】 1．重点： DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．难点：基因工程载体需要具备的条件。 小组合作探究8-10分钟 1、订正自主学习答案。 2、讨论完成合作与探究的问题。 3、利用道具盒里的工具，剪一剪、粘一粘，体验DNA重组技术中基本工具的作用。 目 标 定 位 设想一 能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？ 胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低成本高。 而微生物生长迅速，容易控制。于是科学家设想，若能将人的胰岛素基因导入微生物体内，并得以表达，就不仅能解决产量问题，还能大大降低生产成本，使药品价格大幅下降。 设想二 能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物？ 这些定向改造基因 的设想能实现吗？ 经过多年的努力，科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 ——基因工程 合作探究与展示交流一 基因工程的概念 基因工程：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,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，因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 实质 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 人类需要的基因产物 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 基因工程的概念 1、基因工程培育抗虫棉的简要过程： 提取 棉花细胞(含抗虫基因) 苏云金芽孢杆菌 抗虫基因 与运载体DNA拼接 导入 普通棉花(无抗虫特性) 棉花植株(有抗虫特性) 2、解决培育抗虫棉需要哪些关键步骤？ 3、培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 合作探究与展示交流二 回忆思考 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”—— 运载体 1、从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有什么保护机制？由此可知，限制酶可以从哪些生物中分离出来？ 限制酶切割外源DNA,使之失效， 从而达到保护自身的目的！ 合作探究与展示交流二（一） 一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶 主要是原核生物 来源： 识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 约4000种。 2、种类： 作用： 结果： 形成两种末端 黏性末端 平末端 作用特点：具有专一性 3、限制酶是如何切割DNA分子的？ A T G G C A T C T T C G A A 大多数限制酶的识别序 列由6个核苷酸组成，例 如，EcoRΙ、SmaΙ；也有 少数由4、5或8个核苷酸 组成。 限制酶切割磷酸二酯键 让学生指出切割部位 大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端。 SmaⅠ能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端。 A T G C A T G C 限制酶切割磷酸二酯键 限制性内切酶作用过程 　 EcoRⅠ 黏性末端　　　　 黏性末端 中心轴线两侧切开 限制性内切酶作用过程 什么叫黏性末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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。 SmaⅠ 平末端　　　平末端 中心轴线处切开 什么叫平末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 5、限制酶所识别的序列有什么特点？ 碱基互补、反向对称重复排列。中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。 4、以RcoR I Sma I为例，展示形成的末端？ 基因的针线：DNA连接酶 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T