3.1 重组DNA技术的基本工具（第1课时）- 【生物讲堂】2023-2024学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修3）

聚焦 学习目标： 1.基因工程的概念及理论基础 2.基因工程的基本工具 第1 节 重组DNA技术的基本工具 第1课时 情 境 探 究 不用农药的情况下，能让棉花本身就能抗棉铃虫吗？ 资料1: 我国是棉花的生产和消费大国，以新疆棉最为著名。在棉花种植过程中，常常会受到棉铃虫的侵袭，这会使棉花大量减产。而大量施用农药不仅提高了生产成本，还可能造成农产品和环境的污染。 资料2:苏云金杆菌有一种杀虫基因/Bt毒蛋白基因，它能通过编码产生抗虫蛋白来杀死棉铃虫。 一.基因工程的概念与理论基础 1. 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。 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。 基因工程 对象 原理 优点 基本过程 基因 克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状 基因重组 剪切→拼接 →导入→表达 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的改变，这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。 2.理论基础 1)拼接的基础 ①DNA的基本组成单位相同（四种脱氧核苷酸） 2)表达的基础 ②都遵循碱基互补配对原则 ③DNA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 基因在空间上转移并成功表达 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）。 DNA（基因） 转录 翻译 mRNA 蛋白质 工具 工具酶 分子运输车：　　　。 （１）　　　　　　。 （２）　　　　　　 。 限制酶 ＤＮＡ连接酶 (3)载体 【易错警示】工具酶≠工具 质 粒 λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 “手术刀” “缝合针” 重组DNA技术的基本工具 二.限制性内切核酸酶—“分子手术刀” 1)来源： 主要是原核生物 T A C G G C A T G C G C A T 5´ 3´ 5´ 3´ 4)作用特点： 能够识别双链DNA分子的特定脱氧核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 2)化学本质： 蛋白质 3)种类： 数千种 （限制酶不是一种酶，而是一类酶） 1.基础内容 (1)你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ (2)为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 2.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。 思考·讨论： 中轴线 限制酶所识别的序列，呈现碱基互补对称。无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线（如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向、对称、重复排列的，称为回文序列。 想一想限制酶所识别的序列有什么特点？ Sma I 限制酶只能识别 序列，切割 和 之间的 切开，切割后产生 。 3.作用结果 A G T C A T T C G A T A G G A T C A T C A T A T 大肠杆菌(E.coli)的EcoRⅠ 限制酶能特异性识别_________序列，并切割___和___之间的____________，切割后产生__________。 GAATTC G A 磷酸二酯键 黏性末端 1)Eco RI 限制酶 2)Sma I 限制酶 CCCGGG C G 磷酸二酯键 平末端 C C C G G G G G G C C C G G G C C C C C C G G G 限制酶 限制酶 请写出下列限制酶切割形成的黏性末端，并思考同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同？不同限制酶切割产生的黏性末端是否一定不同？ 提示： 同种限制酶产生的黏性末端相同， 不同的限制酶切割可能形成相同的黏性末端。 4.命名 限制酶是用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母，组成了三个字母的略语，以此来表示这个酶是从哪种生物中分离出来的。限制酶的命名是根据细菌种类而定，以EcoRI为例: E：Escherichia （属名） co：coli （种加词） R：RY13 （品系）I：首先发现 在此类细菌中发现的顺序 EcoRⅠ：大肠杆菌（Escherichia coli）R型菌株中分离出的第一个限制酶； SmaⅠ：粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）中分离出的第一个限制酶。 练习：流感嗜血杆菌的d菌株（Haemophilus influenzae d）中先后分离到3种限制酶，则分别命名为：