2024届高三生物一轮复习课件：基因工程

重组DNA技术的基本工具 基因工程 一、DNA基本结构 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 A(腺嘌呤) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶 ) T(胸腺嘧啶) 1’ 2’ 3’ 4’ 含Ｎ碱基 脱氧 核糖 磷酸 5’ 模型建构1: 组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，其化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖 二、DNA双螺旋结构的主要特点 G A G G C C C T A T C C T G G A G O CH2 OH H 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 磷酸基团 5' 3' 5' 3' DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5'－端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3'－端，两条单链走向相反，一条单链从5′－端到3'－端，另一条单链从3'－端到5'－端。 DNA的两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对：A与T配对(3个)；G与C配对（2个）。 三、对基因工程概念的理解 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，因此又叫做重组DNA技术。 1.操作环境：体外 2.操作水平：DNA分子水平 操作对象：基因 3.目的：产生符合人们需要的新的生物类型和生物产品 4.原理：基因重组 5.其他名称：重组DNA技术、 转基因技术 6.基因工程最大的优势：定向改造生物的遗传性状 结合必修二思考： ①基因重组只发生在有性生殖过程中吗？ ②基因拼接的原理： ③目的基因在受体细胞中表达的原理： ①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸②DNA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 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（相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质）。 肺炎双球菌的转化、基因工程 肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物个体间转移。 DNA双螺旋结构模型，DNA的半保留复制，中心法则， 遗传密码破译 体外进行了DNA的改造，成功构建了第一个体外重组DNA分子。 DNA序列分析 DNA合成仪 农杆菌转化法 发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段。 细菌质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。 限制酶、DNA连接酶和逆转录酶被相继发现。这些发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。 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，并实现了物种间的基因交流。 高通量测序技术 基因组编辑技术，实现对特定基因的定点插入、敲除或替换 四、基础理论和技术的发展催生了基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 1.工具：限制酶、DNA连接酶、载体 2.工具酶：限制酶、DNA连接酶 一、分子手术刀——限制酶（限制性内切核酸酶） 1.主要来源：原核生物 a.限制酶在原核生物中的作用是什么？ b.限制酶不破坏自身DNA的原因是什么？ 2.作用特点（特异性）：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列， 并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 3.识别序列：大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。 4.作用的化学键：磷酸二酯键 原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身安全。 所以，简单来说：限制酶在原核生物中起到的作用为：切割外源DNA、使之失效，以保证自身安全 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 ①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。 ②能被限制酶特异性识别的切割部位基本都具有回文序列：在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。 7 思考 仔细观察以下四种限制酶识别的特定序列有何特点？ EcoRⅠ ……G-A-A-T-T-C…… ……C-T-T-A-A-G…… HindⅢ ……A-A-