生物11《DNA重组技术的基本工具》课件(新人教版选修3

选修3现代生物科技专题专题1基因工程•DNA重组技术的基本工具•基因工程的基本操作程序•基因工程应用•蛋白质工程的崛起基因工程的概念是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组技术和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的生物类型和生物产品，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DNA重组技术；也叫基因拼接技术。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平原理目的基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的生物类型和生物产品基因重组基因工程概念的分析基础理论和技术的发展催生了基因工程•20世纪中叶,基础理论取得了重大突破•DNA是遗传物质的证明•DNA双螺旋结构和中心法则的确立•遗传密码的破译•技术发明使基因工程的实施成为可能•基因转移载体的发现•工具酶的发现•DNA合成和测序技术的发明•DNA体外重组的实现•重组DNA表达实验的成功•第一例转基因动物问世•PCR技术的发明科学、技术、社会的关系•科学提供对自然界的说明，技术将科学原理转化为工艺和产品，从而造福于人类社会。科学、技术、社会的互动，不断调整着人类与自然界的关系，推动着文明的进展。专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具转基因抗虫棉抗虫棉普通棉抗虫害的玉米转入抗寒基因的番茄转基因鲑鱼•基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)•上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？•基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞基因的剪刀——限制性内切酶基因的针线——DNA连接酶基因的运载工具——运载体识别双链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。主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。4000种。1、来源：2、种类：3、作用：4、结果：形成两种末端一、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶粘性末端平末端大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶什么叫黏性末端？限制酶•什么叫黏性末端？•什么叫黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。什么叫平末端？当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。二、“分子缝合针”——DNA连接酶1、种类：2、作用部位：两类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶磷酸二酯键DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。•外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。三、“分子运输车”——载体1.作用：2.种类：质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。将外源基因送入受体细胞。质粒的特点最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含有抗药基因，如四环素的标记基因。质粒的存在与否对受体细胞生存没有决定性作用，但复制只能在受体细胞内完成。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并且具有自我复制能力的双链环状DNA分子。质粒是基因工程最常用的载体。3.作为载体必须具备的条件1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？2.作为载体没有切割位点将怎样？3.目的基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？4.如果载体对受体细胞有害将怎样？作为运载体必须具备的条件能够在受体细胞中自我复制并稳定地保存。具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有某些标记基因，便于进行筛选。必需是安全的，不会对受体细胞有害。注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。基因工程的工具限制酶主要存在于原核生物中具有专一性(识别序列)切开DNA分子的磷酸二酯键DNA连接酶连接磷酸二酯键种类E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶运载工具具备的条件1.结构简单,大小适中能在宿主细胞中自我复制并稳定存在2.具一个多个限制酶切位点3.具标记基因4.安全的，不会对受体细胞有害质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒DNA聚合酶与DNA连接酶相同区别DNA聚合酶DNA连接酶在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来将两个DNA片段连接起来；将DNA双链上的两个缺口同时连接起来形成磷酸二酯键1、关于限制酶的说法中，正确的是（）A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中课堂巩固2、DNA连接酶催化的反应是()A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．黏性末端碱基之间形成氢键C．两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接D．A、B、C都不正确3、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是()A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是()①能自主复制②不能自主复制③结构很小④是蛋白质⑤是环状RNA⑥是环状DNA⑦能“友好”地“借居”A、①③⑤⑦B、②④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为()A、目的基因上有标记B、质粒具有某些标记基因C、重组质粒能够复制D．以上都不正确6、关于质粒的叙述正确的是()A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子B、质粒是唯一的载体C、重组质粒是目的基因D、质粒可在宿主外单独复制7、基因工程中可用作载体的是()①质粒②噬菌体③病毒④动物细胞核A、①②③B、①②④C．②③④D、①③④8、下列关于基因工程中所选用的质粒的说法，错误的是()A、不能没有标记基因B、是小型链状的DNA分子C、能够自我复制D．可与目的基因重组9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是(B)A、①②B、①③C、①④D、②③10、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()(1)限制酶(2)连接酶(3)解旋酶(4)还原酶A、(1)(2)(3)B、(1)(2)(4)C、(1)(2)D、(1)(3)的复制DNA