3.1.1重组DNA技术的基本工具课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第3章 基因工程 【复习】基因的结构和功能 1.基因与DNA的关系？ 2.基因的基本单位是什么？ 基因是有遗传效应的DNA片段 DNA平面结构 DNA立体结构 CH2 H OH H H H H 碱基 磷酸 5’ 4’ 3’ 2’ 1’ 脱氧核苷酸 【复习】基因的结构和功能 3.基因的功能？ 储存、传递、表达遗传信息 复制 子代DNA 转录、翻译 控制蛋白质合成 复制 转录 翻译 DNA RNA 逆转录 复制 蛋白质 1944年艾弗里等人证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。 1950年埃特曼发明了一种测定氨基酸序列的方法。 1958年梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。 1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。 1961年尼伦伯格和马太破译了第一个编码氨基酸的密码子。 1967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。 1970年科学家在细菌中发现了第一个限制性内切核酸酶（简称限制酶）。 20世纪70年代初，多种限制酶、DNA连接酶和逆转录酶被相继发现。 1972年，伯格成功构建了第一个体外重组DNA分子。 1973年，证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA，导入受体细胞，使外源基因在原核细胞中成功表达，基因工程正式问世。 1977年，桑格等科学家发明了DNA序列分析的方法。此后，DNA合成仪的问世为体外合成DNA提供了方便。 1982年，第一个基因工程药物-重组人胰岛素被批准上市。 1983年，科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。 1984年，我国科学家朱作言领导的团队培育出世界上第一条转基因鱼。 1985年，穆里斯等人发明了PCR。 1990年，人类基因组计划启动。2003年完成 21世纪以来，科学家发明了多种高通量测序技术，加速了人们对基因组序列的了解。 2013年，华人科学家张锋及其团队首次报道利用最新的基因组编辑技术编辑了哺乳动物基因组。该技术可以实现对特定基因的定点插入、敲除或替换。 基因工程发展历程 我国是棉花的生产和消费大国，棉花在种植过程中，常会受到一些虫害的侵袭，其中以棉铃虫最为常见，它可以使棉花产量减少三分之一，甚至绝收。 大量施用农药 × 能不能导入“杀虫基因”到棉花细胞，使棉花自身产生抗虫蛋白来抵抗棉铃虫呢？ 抗虫基因 转基因 基因工程 5 1.基因工程的概念 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制品。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 重组DNA技术。 基因 分子水平 基因重组 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制品 定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍 2.原理： 3.操作对象： 4.操作水平： 5.结果： 6.意义： 一 基因工程 背景资料 新华社长春1998年12月1日电：国家“九五”重点科技攻关项目——“基因重组人胰岛素”，日前在吉林省通化东宝药业股份有限公司研制成功，并于近日批量投放市场。我国由此成为世界上第3个能够生产、销售基因重组人胰岛素的国家。该项研究成果填补了国内基因重组人胰岛素的空白，加速了国内动物胰岛素的淘汰和替代进口产品，减轻了糖尿病患者的痛苦，为造福人类，推动科技进步做出了重要贡献。 胰岛素 胰岛素 胰岛 问题一：如何获取人的胰岛素基因? 问题二：如何将人胰岛素基因与大肠杆菌DNA相连接? 问题三：如何将人胰岛素基因运送到大肠杆菌细胞呢？ 第3章 基因工程 第1节重组DNA技术的工具 限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 二 阅读教材P71，回答下列问题： 1.限制酶的来源？ 2.限制酶的特点？ 3.限制酶的作用部位？ 4.限制酶的识别序列长度？ 5.限制酶的切割结果？ 问题一：如何获取人的胰岛素基因? 限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 二 1、来源： 主要从原核生物中分离纯化来的 2、种类： 数千种 3、特点 : 能够识别双链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。 4、识别序列长度 : 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数4个、8个或其他数量 如何理解限制酶对双链DNA分子的特异性识别和切割？ G 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ A 磷酸二酯键 T G C C G T A A 5、限制酶作用部位: 特定切点上的磷酸二酯键 限制酶名字的由来 EcoRⅠ 属名Escherichia首字母 种名coli 前两个字母 R型菌株 从中分离的第一个限制酶 例如：流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)