3.1重组DNA技术的基本工具第1课时课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

Chapter 3 基因工程 Genetic engineering 第三章 转基因番木瓜 从社会中来 番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后,产量会大大下降。科学家通过精心设计,用“分子工具”培育出了转基因番木瓜,它可以抵御番木瓜环斑病毒。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”。 转基因番木瓜(左)与非转基因番木瓜(右) 基因工程的定义:P67 【归纳定义】工程别名: 操作环境: 操作对象: 操作水平: 工程实质: 2分钟 基因工程的概念: 指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,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。 【归纳定义】工程别名: 操作环境: 操作对象: 操作水平: 工程实质: DNA重组技术 基因 DNA分子水平 基因重组 生物体外 图解“基因工程实质” 转移 A生物 B生物 萤火虫 普通动植物 发光基因 基因工程诞生的理论基础 拼接的基础 1.DNA的基本组成单位相同(四种脱氧核苷酸) 表达的基础 2.都遵循碱基互补配对原则 3.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结构与功能单位 2.遗传信息的传递都遵循中心法则 3.生物界几乎共用一套遗传密码 基因在空间上转移并成功表达 接 剪 运 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体 基因工程诞生的理论基础 例1.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 。 (5)为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达? DNA 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 中心法则 ①基因是控制生物性状的基本单位 ②遗传信息的传递遵循中心法则 ③生物界共用一套遗传密码 工具? 名称 作用 限制性内切核酸酶 DNA连接酶 载体 重组DNA技术的基本工具 切割DNA分子 把不同的DNA片段连接起来 将外源基因送入受体细胞 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 阅读课本第71页的内容,找出限制性内切核酸酶的定义、来源、作用特点、切割结果。思考限制性内切核酸酶是单一的酶,其具有什么特点?(2min) 学生活动 1.定义 切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶,又称限制酶 2.来源 主要从原核生物中分离纯化出来的 注:酶具有专一性 限制酶是一类酶而不是一种酶 3.作用特点 (1)能够专一性识别双链DNA分子的特定核苷酸序列; 一般由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。 (2)使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 4.作用结果 (1)黏性末端 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,产生的是粘性末端。例:EcoRI限制酶,大肠杆菌的一种限制酶(EcoR )只能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开。 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,黏性末端和平末端。 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 中轴线 在G与A之间切割 EcoR 属名Escherichia首字母 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 限制性核酸内切酶的命名 资料卡 种名coli前两个字母 黏性末端 黏性末端 被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几个伸出的核苷酸,他们之间正好互补配对,这样的切口叫黏性末端。 EcoRI限制酶的作用(黏性末端) 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” (2)平末端 限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端。例:SmaI限制酶 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” (SmaI只能识别CCCGGG序列,并在C和G之间切开。) 中轴线 在G与C之间切割 平末端 平末端 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时,切开的DNA两条单链的切口,是平整的,这样的切口叫平末端。 SmaI限制酶的作用(平末端) 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 限制酶存在于原核生物中,主要的作用是什么? 原核生物易受自然界外源DNA入侵,生物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