3.1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

基 因 工 程 第三章 人教版 选择性必修3 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。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。 基因工程 操作环境 操作对象 操作水平 原理 产物 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的生物类型和生物产品 基因重组 基因工程的诞生和发展 阅读教材68~69页“科技探索之路”的内容，沿着时间顺序，了解基因工程的发展历程。 基因工程诞生的理论基础 1.为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？ (1)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (2)DNA分子都遵循碱基互补配对原则 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 2.为什么一种生物的基因能在另一种生物细胞内中表达？ (1)基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则。 (3)生物界共用一套遗传密码。 3.1 重组DNA技术的基本工具 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 1.作用： 切割DNA分子的工具，又称限制酶。 2.来源： (主要)原核生物 3.特点： (1)能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列； 大多数由6个核苷酸组成，少数由4个、8个或其他 5' 5' 3' 3' 5' 5' 3' 3' EcoR I Sma I 5’—GAATTC— 3’ 5’—CCCGGG— 3’ 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 3.特点： (2)使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 G G A T C T T G A C 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 3.特点： (2)使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 EcoR I 5' 5' 3' 3' 黏性末端 只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 5’—GAATTC— 3’ 3’—CTTAAG— 5’ 5’—G 3’—CTTAA AATTC— 3’ G— 5’ 限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时产生的末端。 5’—AATT— 3’ 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 3.特点： (2)使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 Sma I 5' 5' 3' 3' 只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 5’—CCCGGG— 3’ 3’—GGGCCC— 5’ 5’—CCC 3’—GGG GGG— 3’ CCC— 5’ 平末端 限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时产生的末端。 思考·讨论 1.根据下列限制酶切割形成的黏性末端，回答问题： (1)用限制酶切1个切口时，断开几个磷酸二酯键？可产生几个黏性末端？ 2个 2个 思考·讨论 1.根据下列限制酶切割形成的黏性末端，回答问题： (2)同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同？ 相同 (3)不同限制酶切割产生的黏性末端一定不同吗？ 不一定，可能相同 2.请判断：以下黏性末端是由 种限制酶作用产生的。 思考·讨论 3.为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？ 3种 (1)细菌的DNA分子不存在这种限制酶的识别序列; (2)限制酶的识别序列被修饰了。 (eg碱基甲基化) 当外源DNA入侵时，它会利用限制酶将外源DNA切割掉，从而保护自身的安全。 功能： 切开的黏性末端或平末端如何连接起来呢？ 二、DNA连接酶——“分子缝合针” 1.概念： 将两个DNA片段连接起来的酶 2.作用部位： 磷酸二酯键 3.种类： E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 只能连接黏性末端 能连接黏性末端和平末端 效率相对较低 DNA连接酶和DNA聚合酶 DNA聚合酶 都是催化磷酸二酯键形成的酶。 相同点： 不同点 DNA聚合酶： DNA连接酶： 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1.作用： 将外源基因送入细胞中 2.种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒等 是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的 环状双链DNA分子。 本质 最常用 在天然质粒的基础上进行人工改造 三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 3.具备条件： (1)具有一个至多个限制酶切割位点供外源DNA片段插入; (2)能在受体细胞内进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制; (3)具有特殊的标记基因，用于筛选含重组DNA分子的细胞。 eg四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等。 【资料】标记基因的筛选原理 也可用荧光蛋白基因做标记 能够生存的，则是导入了 目的