3.1重组DNA技术的基本工具第1课时课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

3.1 重组DNA技术的基本工具 新教材•人教版•选择性必修三 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,因此又叫作重组DNA技术。 1.操作环境: 2.原理: 3.操作对象: 4.操作水平: 5.结果: 体外环境 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 6.意义: 一、基因工程概念理解 番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。我国华南农业大学的科研人员利用农杆菌转化法,将番木瓜环斑病毒株系Ys的复制酶基因转入番木瓜,成功培育出了转基因番木瓜“华农1号“。并于2006年获得生产应用安全证书,在广东大规模种植后,产生了极大的经济、社会和环境效益。从根本上解决了番木瓜生产受环斑病毒威胁的问题,从而恢复了番木瓜“岭南佳果”美誉,并供应国内外市场,也满足了食品工业、医药和保健等开发的需要。 从社会中来 在培育转基因番木瓜时,首先要在体外对含有所需要基因的DNA分子进行“切割”、改造和“拼接”; 然后, 将重组DNA分子导入番木瓜体细胞内,并使其在细胞中表达。 病毒株系Ys的复制酶基因能通过拼接并在番木瓜中表达出相同蛋白质的理论基础是: (1)病毒株系Ys和番木瓜的遗传物质都是 。 (2)病毒株系Ys和番木瓜的DNA分子能够拼接在一起,原因是 。 (3)病毒株系Ys的复制酶基因在病毒株系Ys和番木瓜内表达出来的蛋白质相同,因为 。 (4)遗传信息的传递都遵循 。 总结:为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达? DNA 中心法则 基因的组成、空间结构和碱基互补配对方式相同 几乎所有生物共用一整套遗传密码 ①基因是控制生物性状的独立遗传单位。 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。 二、基因工程理论基础 基因工程至少需要的三种“分子工具“ 准确切割DNA分子的“分子手术刀” 将DNA片段再连接起来的“分子缝合针” 将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车” 三、重组DNA技术的基本工具 重组DNA分子 [资料1]1970年,史密斯(H.D.Smith)等人首次从大肠杆菌中提取出了一种限制性内切核酸酶(restriction endonuclease)。这种内切核酸酶能够识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特异性的位点上把双链DNA分子“切割”开(如图)。DNA被切割后所产生的交错的切口,也就是在每条链的一端留下的单链末端,叫做黏性末端。 阅读下面有关基因工程诞生过程的资料。 8 阅读教材P71第一段的内容。思考回答以下问题: 限制性内切核酸酶的来源及作用特点?切割部位? 1、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” (1)来源: 能够识别双链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。 磷酸二酯键 切割部位 (3)切割部位: 磷酸二酯键 主要是原核生物中分离纯化出来 (2)作用特点: 特定 特定 识别序列 切割位点 专一性 磷酸二酯键 原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵。限制酶就是细菌的一种防御性工具,限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效,从而达到保护自身的目的。 10 思考:限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么? 原核生物容易受到外源DNA的入侵 限制酶的作用:切割外源DNA,使之失效,以保证自身的安全 限制酶为什么不会剪切原核生物本身的DNA? DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列, 或者DNA分子被修饰(甲基化),使限制酶不能将其切开 阅读P71第二段的内容,结合图3-3,思考回答以下问题: 课本中所举例的两种限制酶切割DNA片段后产生的末端有什么不同? (4)切割结果: 产生黏性末端或平末端 GAATTC CCCGGG 黏性末端 黏性末端 EcoRI 识别GAATTC序列,并在G和A之间切开 大多数限制酶的识别序列由_个核苷酸组成,也有少数限制酶的识别序列由_个、_个或_的核苷酸组成 6 4 8 其他数量 EcoRⅠ 5’…G-A-A-T-T-C…3’ 3’…C-T-T-A-A-G…5’ SmaⅠ 5’…C-C-C-G-G-G…3’ 3’…G-G-G-C-C-C…5’ BamHⅠ 5’…G-G-A-T-C-C…3’ 3’…C-C-T-A-G-G…5’ TaqⅠ 5’……T-C-G-A……3’ 3’……A-G-C-T……5’ 无论是6个碱基还是4个碱基,都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 ,这就是回文序列。 以EcoRⅠ为例,研究几个问题 A.形成的黏性末端(从5’