3.1 重组DNA技术的基本工具-【易备课】2023-2024学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择性必修3）

基因工程发展历程 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1966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内切核酸酶（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。 1 基因工程 指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的 和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA 上进行设计和施工的，因此又叫作 。 转基因 新的生物类型 分子水平 重组DNA技术 基因重组 2.操作水平： 5.操作结果： 1.操作原理： DNA分子水平 获得新的生物类型和生物产品。 3.操作环境： 生物体外 4.操作对象： 基因 6.优点： 克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状。 2 基因工程 7.操作过程 目的（外源）基因在受体细胞中为什么能表达？ 剪切→拼接→导入→表达 ②不同生物的基因在表达时都遵循 “中心法则”，在受体细胞内定向表达； ①不同生物的DNA分子的结构基本相同； ③所有生物共用一套遗传密码。 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 T C G A A G C T 3 问题探讨 番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵害。当番木瓜受到这种病毒感染后，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。 讨论：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”。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？ 4 基因工程 分子手术刀 分子缝合针 分子运输车 准确切割DNA分子——限制性内切核酸酶 将DNA片段连接起来——DNA连接酶 将体外重组好的DNA分子导入受体细胞——载体 8.工具 5 DNA的分子结构 5’ A T G C T A C G 3’ 5’ 3’ 3',5'-磷酸二酯键 由 条单链按_________方式盘旋成_______结构。 反向平行 双螺旋 2 5’ 3’ 5’ 3’ CH2 H OH H H H H 碱基 磷酸 5’ 4’ 3’ 2’ 1’ 6 第1节 重组DNA技术的 基本工具 第3章 基因工程 选修三 限制性内切核酸酶 1 DNA连接酶 2 目录 基因进入受体细胞的载体 3 DNA的粗提取与鉴定 4 习题检测 5 1.阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 一、学习目标 二、重难点 1.重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 2.基因工程载体需要具备的条件。 3.进行DNA的粗提取与鉴定。 3.DNA的粗提取与鉴定。 限制性内切核酸酶 1 能识别 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。 限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 1 切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称 。 限制酶 1.来源： 2.种类： 主要来自原核生物 数千种 限制酶不是一种酶，而是一类酶。 3.作用特点： 专一性 作用部位 一般为4~8个或其他数量的核苷酸，最常见的为6个核苷酸。 双链DNA分子 11 4.识别序列 EcoR Ⅰ 5’…G-A-A-T-T-C…3’ 3’…C-T-T-A-A-G…5’ Sma Ⅰ 5’…C-C-C-G-G-G…3’ 3’…G-G-G-C-C-C…5’ BamH Ⅰ 5’…G-G-A-T-C-C…3’ 3’