3.1重组DNA技术的基本工具课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

选择性必修3 生物技术与工程 2019 第3章 基因工程 我国是棉花的生产和消费大国。棉花在种植过程中，常常会受到一些害虫的侵袭，其中以棉铃虫最为常见。棉铃虫可以使棉花产量减少三分之一，严重时，甚至能使一片棉田绝收。大量施用农药杀虫不仅会提高生产成本，还可能造成农产品和环境的污染。要是能培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种，这一问题就会迎刃而解，我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉就是在这样的背景下产生的。为什么传统的杂交育种方法培育不出抗虫棉，基因工程却可以呢？基因工程是如何进行操作的？它给我们的生产和生活带来了怎样的影响？ 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。 意义：定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍 第3章 基因工程 基因工程 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 70 第3章 基因工程 工具酶 分子运输车：运载体 限制酶 DNA连接酶 λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 质粒(常用) 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 70 第3章 基因工程 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 71 限制酶不是一种酶，而是一类酶。 1.来源 2.功能 原核生物容易受到外源DNA的入侵,限制酶的作用:切割外源DNA,使之失效保证自身的安全 思考：限制酶为什么不会剪切原核生物本身的DNA? DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，或者DNA分子被修饰(甲基化),使限制酶不能将其切开 3.作用部位 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 71 4.切割结果 中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向 对称重复排列的，这就是回文序列。 (从5´往3´读)为AATT ①一个限制酶切割一次断两个磷酸二酯键形成2个黏性末端 ②同一种限制酶切割形成的黏性末端相同 ③两个黏性末端有2个游离的磷酸基团 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 72 第3章 基因工程 5.种类与命名： 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 72 第3章 基因工程 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同点 催化形成磷酸二酯键；都是蛋白质 不 同 点 模板 不需要 DNA的一条链 作用对象 游离的DNA片段 单个的脱氧核苷酸 作用结果 形成完整DNA分子 形成DNA的一条链 用途 基因工程 DNA复制 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 72 第3章 基因工程 1.作用：①将目的基因转移到受体细胞中去 ②利用运载体在受体细胞内对目的 基因进行大量复制 化学本质 2.作为运载体需具备的条件: ① ② ③ 质粒有0个游离的磷酸基团 将含有目的基因的受体细胞筛选出来 ④对受体细胞无害 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 73 λ噬菌体的衍生物或某些动植物病毒作为运载体利用的原理是利用病毒对宿主 细胞的侵染性。病毒对宿主细胞的侵染具有一定的物种(组织)特异性。 种类 用途 不同点 质粒、噬菌体 将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞 来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有很大差异 植物病毒 将外源基因导入植物细胞 动物病毒 将外源基因导入动物细胞 注意：霍乱弧菌中含有质粒，但不能用来做载体，因为选择的载体应该 对受体细胞无害。 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 73 不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。 剪刀代表限制酶； 透明胶条代表DNA连接酶 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 73 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 74 第3章 基因工程 ① ② ③ 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 74 第3章 基因工程 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 75 如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。 水浴加热 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 75 可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质 采取分组的方式进行。选取不同的实验材料；查找其他提取DNA的方法；对同种材料采用不同的方法。最后从多方面比较实验结果；如DNA的纯度、DNA的颜色、二苯胺试剂显色的深浅等； 由于苯酚可以迅速使蛋白质变性，抑制核酸酶的活性，因此还可以先用苯酚处理，然后离心分层，这时DNA溶于上层水相，蛋白质变性后存在于酚层中，用吸管、微量移液器等实验用具就可以将两者分开。 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 74 第3章 基因工程 C A DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，或者DNA分子被修饰(甲基化),使限制酶不能将其切开 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 75 限制酶：①不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同；(酶具有专一性，识别的序列相同) ②判断两个末端是否为同一种限制酶切割产生的方法： 将其中一个末端旋转180度，若与另一个完全相同，则 说明两个末端是用同一种限制酶切割。 xbaⅠ。因为XbaⅠ与SpeⅠ切割产生了相同的黏性末端  第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1节 重组DNA技术的基本工具 75 识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶使构建载体时，切割位点的选择范围扩大。 第3章 基因工程 $$