3.1重组DNA技术的基本工具(含DNA粗提取)(教学课件）-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

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。 科技探索之路 基因工程的诞生和发展 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。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。 基因重组 ②操作水平： ③操作结果： ①操作原理： DNA分子水平 定向的改造生物遗传性状，获得人们所需的生物类型和生物产品 基因工程 人的胰岛素基因能通过拼接并在受体细胞大肠杆菌中表达出相同蛋白质--胰岛素的理论基础是？ （1）大肠杆菌和人的遗传物质都是 。 （2）不同生物的DNA分子能够拼接在一起，原因是 。 （3）同一种基因在不同生物体内表达出来的蛋白质相同，因为 。 （4）遗传信息的传递都遵循 。 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 所有生物共用一整套遗传密码 基因工程 第3章 基因工程 重组DNA技术的基本工具 01 基因工程的基本操作程序 02 基因工程的应用 03 蛋白质工程的原理和应用 04 为了棉花姓“中国” 1992年，一场史无前例的棉铃虫灾害以迅雷不及掩耳之势吞噬着中国的棉田，我国棉花产业遭遇灭顶之灾； 国外公司拒绝出售抗虫棉核心技术，到1999年外国抗虫棉已占领我国95%的棉花市场份额，国内棉花品种市场迅速流失。 1998年中棉所成功培育出我国第一个国审抗虫杂交棉新品种——中棉所29，使低龄棉铃虫的死亡率超过90%； 2002年成功培育出我国第一个双价转基因抗虫棉新品种——中棉所41，该品种能够缓解棉铃虫抗药性; 2017年10月13日,农业部种子管理局副局长吴晓玲在回答媒体提问时表示, 目前中国自主选育的转基因棉花品种市场份额占到95%以上, 国外品种不到5%。 从社会中来 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 普通棉花(无抗虫特性) 棉花细胞(含抗虫基因) 与运载体DNA拼接，导入 棉花植株(有抗虫特性) 表达 抗虫基因 （BT毒蛋白基因） 如何获得抗虫棉？需要什么工具？ 3.1 重组DNA技术的基本工具 （三）分子运输车---载体 （一）分子手术刀---限制性内切核酸酶 （二）分子缝合针---DNA连接酶 “手术刀” “缝合针” “运输车” 1.来源：从微生物（主要是原核生物）体内分离出来 2.功能：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，因此具有专一性。 3.作用部位：磷酸二酯键，限制酶只切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键 4.切割结果：切口有两种：黏性末端和平末端 限制性内切核酸酶 一 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 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