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三

第三章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 基因工程 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。 操作对象及环境 操作水平 操作原理 结果 生物体外 基因 DNA分子水平 按照人类的需要定向改造生物的遗传特性 基因重组（不同物种间） 优点： 能克服远缘杂交不亲和的障碍； 定向改造生物的遗传特性。 课P67 知识拓展 基因工程的理论基础 怎样培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？ 棉花本身不具有“杀虫基因”，而苏云金杆菌有一种“杀虫基因”，它能通过编码产生抗虫蛋白来杀死棉铃虫。 4 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与棉花DNA“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因进入棉花细胞 “分子手术刀”—— 限制性内切核酸酶 “分子缝合针”—— DNA连接酶 “分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体 1 “分子手术刀”——限制性内切核酸酶（简称限制酶）： 1.来源： 2.功能： 3.作用的化学键： 磷酸二酯键 主要从 中分离纯化出来，目前分离出数千种。 识别双链DNA特定的核苷酸序列，使特定部位的磷酸二酯键断开。 磷酸二酯键 原核生物 （专一性） EcoRⅠ A T C G T A G C 5’ 3’ 5’ 3’ 磷酸二酯键 限制酶只切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键 注意：限制酶是一类酶，而不是一种酶。 课P71 5、作用结果： 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。 限制酶(EcoRⅠ)能识别 序列，并在 和 之间切开 键,形成 末端。 -GAATTC- -CTTAAG- G A 黏性 磷酸二酯 EcoR I 5' 5' 3' 3' 黏性末端 当限制酶从识别序列的中心轴线两侧将DNA两条单链分别切开，带有几个伸出（未配对）的核苷酸，这样的切口叫黏性末端。 1 “分子手术刀”——限制性内切核酸酶（简称限制酶）： 一、重组DNA技术的基本工具 5、作用结果： Sma I 5' 5' 3' 3' 平末端 限制酶(SmaⅠ)能识别 序列,并在 和 之间切割形成 ___末端 。 -CCCGGG- -GGGCCC- G C 平 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。 作用结果: 形成黏性末端和平末端 1 “分子手术刀”——限制性内切核酸酶（简称限制酶）： 一、重组DNA技术的基本工具 1.你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ 破坏外源DNA，保护自我 2.为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 缺乏特定的核苷酸序列 1 1 “分子手术刀”——限制性内切核酸酶（简称限制酶）： 一、重组DNA技术的基本工具 请结合右图，推断限制酶切一次可断开 个磷酸二酯键，产生 个游离的磷酸基团，产生 个黏性末端，消耗 分子水。 5’ A T G C T A C G 3’ 5’ 3’ 2 2 2 2 现学现用 2.作用： 将 “缝合”起来，恢复被 切开的两个核苷酸之间的______________。 双链DNA片段 限制酶 磷酸二酯键 1.概念： 能够将 连接起来的酶，称之为DNA连接酶。 两个DNA片段 3.种类和差别： 类型 来源 功能 只缝合____________ 缝合_________和_________________ 结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_________________ 大肠杆菌 T4噬菌体 黏性末端 黏性末端 平末端(效率较低) 磷酸二酯键 E.coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 2 “分子缝合针”——DNA连接酶 一、重组DNA技术的基本工具 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同点 作用实质 化学本质 不 同 点 模板 作用对象 作用结果 用途 都能催化形成磷酸二酯键 都是蛋白质 不需要 需要