3.1重组DNA技术的基本工具课件2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第三章 第1节 重组DNA技术的基本工具 分子手术刀 分子缝合针 分子运输车 大肠杆菌 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。 大量施用农药会严重污染环境！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？ 从社会中来 2 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 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 1.原理： 2.操作对象： 3.操作水平： 4.结果： 5.意义： 重组DNA技术 基因工程的发展历程 那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？ 这些“分子工具”各具有什么特征呢？ 从社会中来 过渡 DNA DNA切割 DNA拼接 害虫死亡 DNA双螺旋的直径只有2nm,对如此微 小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。 DNA导入 目 录 重组DNA技术的基本工具 1 限制性内切核酸酶（限制酶）——“分子手术刀” 2 DNA连接酶——“分子缝合针” 3 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀” 一 一、限制性内切核酸酶（限制酶）—“分子手术刀” 1.限制酶的作用特点有哪些? 2.两种限制酶切割DNA片段后产生的末端有什么不同? 3.你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？ 任务一 【自主学习】 阅读教材“限制性内切核酸酶 “分子手术刀” 的内容： 主要是从原核生物中分离纯化来的 能够识别双链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。 (1)来源： (2)作用： 1. 限制酶的来源及作用 磷酸二酯键 (3)结果： 产生黏性末端或平末端 EcoR I 识别序列为 GAATTC 切割部位为 GA之间 当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端。 2. 限制酶的来作用结果 (1)产生黏性末端 G C A A T T T A T A C G 5' 3' 3' 5' G C T T A A A A T T C G 黏性末端 错位切 Sma I 识别序列为 CCCGGG 切割部位为 CG之间 平末端 当限制酶在它识别序列的中轴线处将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是平末端。 2. 限制酶的来作用结果 (2)产生平末端 C G C C G G G C G C G C 5' 3' 3' 5' C G C C G G G C G C G C 平切 你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？ 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，以保证自身的安全。 旁栏思考题 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)d株中先后分离到3种限制酶，则分别命名为: Hind I Hind II Hind III 限制酶名字的由来 资料卡 核心归纳 1．限制性内切核酸酶 (1)作用特点：具有专一性，能够识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列，能够切割特定序列中的特定位点。 2．限制性内切核酸酶与DNA连接酶的关系 (1)区别   作用 应用 限制酶 使特定部位的磷酸二酯键断裂 用于提取目的基因和切割载体 DNA连接酶 在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键 用于目的基因和载体的连接 (2)两者的关系 3．限制酶的选择技巧 图甲　　 　　　　　　图乙 根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类 ①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ； ②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ； ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点) 根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的黏性末端； ②质粒作为载体必须具备标记