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

1944年艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物个体间转移。 1961年尼伦伯格和马太破译了第一个编码氨基酸的密码子。截至19666年，64个密码子均被破译成功。 1970年科学家在细菌中发现了第一个限制性核酸内切酶（简称限制酶） 1972年，伯格首先在体外进行了DNA的改造，成功构建了第一个体外重组DNA分子。 1982年，第一个基因工程药物-重组人胰岛素被批准上市。基因工程药物成为世界各国研究和投资开发的热点。 1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出了遗传物质自我复制的假说。 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。 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。这些发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。 1973年，科学家证明了质粒可以作为基因工程的载体，并实现了物种间的基因交流。至此，基因工程正式问世。 1985年，穆里斯等人发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段。 科技探索之路 基因工程的发展历程 树：不能发光 萤火虫：能发光 愿望 发光树 发光树 愿望 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。 重组DNA技术 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 操作环境 操作原理 操作对象 操作水平 结果 意义 生物体外 基因 DNA分子水平 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 基因重组 【概念剖析】 定向改造生物的性状；克服远缘杂交不亲和障碍 小鼠 萤火虫 发光基因 1980年 世界上第一个转基因动物问世 超级小鼠：转入大鼠的生长激素基因，使小鼠体重为正常个体的二倍。 重组DNA技术 小鼠 萤火虫 发光基因 拼接的基础 1.DNA的基本组成单位相同（四种脱氧核苷酸） 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 表达的基础 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 1.为什么不同生物的DNA分子能拼接起来 2.为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？ 到社会中去 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？ 工具 分子手术刀 分子缝合针 分子运输车 限制性内切核酸酶： DNA连接酶： 载体： 准确切割DNA分子,得到所需的目的基因 能将目的基因连接到载体上 能将目的基因导入受体细胞中 第1节第1课时 重组DNA技术的基本工具 一、限制性内切核酸酶 — “分子手术刀” 目录 /CONTENTS “分子缝合针” 01 02 “分子手术刀” 03 “分子运输车” “分子缝合针” “分子运输车” 9 目标 01 02 03 关注基因工程的诞生和发展历程，参与讨论基础理论和技术发展如何催生基因工程。（社会责任） 探究DNA的物理与化学性质， 进行DNA分子的提取与鉴定。（科学思维） 学习目标 运用结构与功能观说明基因工程的各种工具的特点。（生命观念） 10 1、来源： 2、种类： 主要来自原核生物 3、特点： 数千种 能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 （限制酶不是一种酶，而是一类酶） 根据你所掌握的知识你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么？ 旁栏思考 ? ① ② 一、限制性内切核酸酶 — “分子手术刀” 细菌等原核生物容易受到自然界外源DNA（如噬菌体）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。这类原核生物之所以长期进化而不灭绝，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，以保证自身安全。 旁栏思考：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？ 发散思考：为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？ 细菌自身的DNA没有限制酶识别的特定序列或者识别序列被修饰（甲基化），所以不会限制酶切割自身的DNA。 课堂练习 切割外源DNA，使之失效 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 influ