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（2019）选择性必修3

第三章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 （第一课时） 1 目录 /CONTENTS 01 基因工程的诞生和发展 02 重组DNA技术的基本工具 03 DNA的粗提取与鉴定 04 习题检测 学习目标： 1.简述重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用。 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。 3.进行DNA的粗提取与鉴定。 旧识回顾 优良供体母牛 受体母牛 受体发情 同期发情处理 超数排卵处理 发情配种 或人工受精 移植胚胎 收集胚胎并检查 对受体进行妊娠检查 具有优良性状的后代 优良公牛 冲卵 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 ① ② ③ ⑤ ④ 3 新课导入 我国是棉花的生产和消费大国，棉花在种植过程中常常会受到棉铃虫的侵袭，使棉花大量减产，严重时甚至绝收。如果能培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种，就能减少农药污染的解决这一问题。 棉花本身不具有“杀虫基因” 苏云金杆菌有一种“杀虫基因” 如何得到抗虫棉新品种？ 基因工程 4 目录 01 一、基因工程的诞生和发展 一、基因工程的诞生和发展 1.基因工程的概念 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，因此又叫做DNA重组技术（转基因技术）。 操作对象及环境 操作水平 操作原理 结果 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 优点： ①与杂交育种相比：能克服远缘杂交不亲和的障碍； ②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传特性。 6 一、基因工程的诞生和发展 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，构建重组DNA，导入受体细胞，使外源基因在原核细胞中成功表达，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。 2.基因工程的发展过程 7 一、基因工程的诞生和发展 3.基因工程的理论基础 1.为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？ （1）DNA的基本组成单位都是 。 （2）双链DNA分子的空间结构都是 。 2.为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？ （1） 是控制生物性状的独立遗传单位。 （2）遗传信息的传递和表达都遵循 。 （3）生物界共用一套 。 四种脱氧核苷酸 规则的双螺旋结构 基因 中心法则 遗传密码 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 脱氧核苷酸 聚合成 3’ 5’ 一条脱氧核苷酸链 3’，5’-磷酸二酯键 形成 两链之间： A、T间形成2个氢键，C、G间形成3个氢键 A C T G DNA双链平面结构 -- -- -- -- -- DNA（基因） 转录 翻译 mRNA 蛋白质 A T C G 8 一、基因工程的诞生和发展 3.基因工程的理论基础 DNA的结构特点： 5’ 3’ 3’ 5’ ② 和 交替连接，排列在外侧，构成 ； 排列在内侧。 ③两条链上的碱基通过 连接成碱基对，且遵循 。 ①DNA是由两条单链组成的，这两条链 按