1.1 DNA重组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

2018年11月，"首例"不会得艾滋病的婴儿诞生了，在中国！ 南方科技大学的贺建奎副教授 人CCR5基因控制合成的细胞膜表面受体分子可被HIV病毒识别并辅助其侵入人体细胞，采用基因编辑的方法，将人类受精卵DNA中CCR5基因进行修改，从而使得HIV病毒无法进入细胞。 挑战人类的道德底线 人胰岛素基因 ... ... ... ... — G A A T T C— — G A A T T C— — C T T A A G— — C T T A A G— 基因工程技术生物——表达人胰岛素的大肠杆菌 基因工程技术生物——抗虫棉 苏云金芽孢杆菌的伴胞晶体蛋白使鳞翅目害虫停止取食， 最终因饥饿神经中毒而死。 1.1 DNA重组技术的基本工具 专题一 基因工程 一.基因工程的概述 1.定义： 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 2.理解： 基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境 生物体外 操作对象 基因 操作水平 DNA分子水平 基本过程 剪切→拼接→导入→表达 结果 符合人类需要的基因产物 什么是基因？ 基因是有遗传效应的DNA片段 A B 有遗传效应 有遗传效应 能编码蛋白质的核苷酸序列 基因的结构： 编码区 非编码区 真核生物的基因结构 A B 基因A 基因B 原核核生物的基因结构 A B 基因A 基因B DNA重组技术的基本工具 分子手术刀：限制性核酸内切酶（限制酶） 分子缝合针 ：DNA连接酶 分子运输车：载体 二."分子手术刀"—限制性核酸内切酶 1.主要来源： 原核生物 2.种类： 3.作用： 迄今已分离出约4000种 识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 产生黏性末端或平末端 4.作用结果(切割产物)： 限制酶 EcoR Ⅰ 限制酶 Sma Ⅰ 限制酶 EcoR Ⅰ 的酶切过程 识别序列的特点：中轴线两侧的碱基反向对称重复排列 黏性末端 黏性末端 限制酶 Sma Ⅰ 的酶切过程 当限制酶在它识别的中心轴线处切开时 平末端 平末端 B 三."分子缝合针"—DNA连接酶 1.种类： 2.作用部位： 磷酸二酯键 DNA连接酶连接黏性（平）末端，可形成重组的DNA分子。 每形成一个磷酸二酯键脱去一分子水 连黏性末端之间的磷酸二酯键 E·coli DNA/T4DNA连接酶-连接黏性末端 T4DNA连接酶-连接平末端 连平末端之间的磷酸二酯键，效率低 三."分子缝合针"—DNA连接酶 3.E·coli DNA和T4DNA连接酶的比较 类型 来源 功能 相同点 差别 E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复磷酸二酯键 只能连接黏性末端 T4DNA连接酶 T4噬菌体 能连接黏性末端和平末端(效率较低) （5）DNA连接酶：通过磷酸二酯键连接DNA片段 DNA相关酶的比较 （1）DNA（水解）酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 （2）（DNA）限制酶：切磷酸二酯键形成DNA片段 （4）DNA聚合酶：以DNA两条链为模板，能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA子链 （3）（DNA）解旋酶：断氢键解双链螺旋 C 目的基因只是切割下来的DNA片段，不能自我复制，在受体细胞分裂时可能造成基因丢失 思考？ 为什么不直接将目的基因导入受体细胞中？ 四."分子运输车"—基因的载体 （4）对受体细胞无害 （1）能够在受体细胞中复制并稳定地保存 （2）具有一个或多个限制酶切位点，以便与外源基因连接 （3）具有某些标记基因，便于重组DNA鉴定和选择即鉴定目的基因是否导入 受体细胞（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等 ） 载体必须具备的条件： 四."分子运输车"—基因的载体 3.载体的类型： 质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒等 常用的载体：质粒 有标记基因，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别 有切割位点 能复制并带着插入的目的基因一起复制 B A 抗病基因 ... ... ... ... — G A A T T C— — C T G CA G— — C T T A A G— — G A C G T C— 抗病基因 ... ... ... ... — C T G CA G— — G A C G T C— — C T G CA G— — G A C G T C— EV录屏3.9.5软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EV录屏3.9.5软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EV录屏3.9.5软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$