资源简介 (共29张PPT)第三章 第1节《重组DNA技术的基本工具》高二生物 选择性必修3人民教育出版社(2019)从社会中来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。非转基因番木瓜转基因番木瓜第三章 基因工程基因工程就是按照人们的愿望,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,因此又叫做重组DNA技术。原 理:基因重组操作水平:DNA分子水平结 果:定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要的生物类型和生物产品从社会中来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。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?非转基因番木瓜转基因番木瓜3.1 重组DNA技术的基本工具学习目标:阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。课标要求:理解基因工程是一种重组DNA技术,阐明限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体三种基本工具的特点及在实现重组DNA中的作用。3.1 重组DNA技术的基本工具重组DNA技术的基本工具:(三)分子运输车---载体分子运输车(一)分子手术刀---限制性内切核酸酶分子手术刀(二)分子缝合针---DNA连接酶(一)分子手术刀---限制性内切核酸酶(限制酶)1、来源:主要从原核生物中分离纯化来的3、特点 :4、作用部位:特定切点上的磷酸二酯键5、结果:形成黏性末端和平末端2、种类:数千种能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。(1)限制酶的识别序列限制酶所识别序列的特点是:呈现碱基互补对称,无论是6个碱基还是4个碱基,都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 ,称为回文序列能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列:1’2’3’4’5’G1’2’3’4’5’A3’,5’-磷酸二酯键3’端5’端3’端5’端(2)限制酶作用部位:黏性末端黏性末端(3)EcoRI 限制酶的切割: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。EcoRI 只能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开。中轴线(4)SmaI 限制酶的作用SmaI只能识别CCCGGG序列,并在C和G之间切开。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。在C和G之间切开练一练B1、要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口?可产生几个黏性末端?要切两个切口,产生四个黏性末端。2、如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割,会怎样呢?会产生相同的黏性末端供体生物细胞取出DNA限制酶目的基因想一想模拟EcoRI限制酶(识别GAATTC序列,在G和A之间切)将手中两个DNA分子进行切割。小组合作:模拟限制酶的剪切1、你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗?原核生物易受自然界外源DNA的入侵,但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制,以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具,当外源DNA侵入时,会利用限制酶将外源DNA切割掉,以保证自身的安全。所以,限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效,从而达到保护自身的目的。寻根问底2、为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA?通过长期的进化,细菌中含有某种限制酶的细胞,其DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列。这样,尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断,并且可以防止外源DNA的入侵。寻根问底G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GGC T T A AA A T T CGGC T T A AA A T T CG用同种限制酶切割(EcoRⅠ)把两种来源不同的DNA进行重组,应该怎样处理?思考:缺口怎么办?GC T T A AA A T T CGGC T T A AA A T T CG什么样的末端才能连接起来?,(二)分子缝合针---DNA连接酶1. 作用:2. 种类:⑴ E·coli DNA连接酶⑵ T4 DNA连接酶将双链 DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 。可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来,(1)E·coli DNA连接或T4DNA连接酶连接黏性末端即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键(2)T4 DNA连接酶可把平末端之间的缝隙“缝合”起来,效率低(3)E·coli DNA连接酶与T4DNA连接酶比较:类型 来源E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶功能大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率较低)相同点差别DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?DNA连接酶 DNA聚合酶相同点 作用实质化学本质不 同 点 模板作用对象作用结果用途都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质不需要需要DNA的一条链作模板形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上,形成磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键(4)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较:利用手中工具模拟E·coliDNA连接酶,将手中切割下来的目的基因,连接到另一个DNA分子上。小组合作:模拟E·coliDNA连接酶的连接想一想外源基因如何进入受体细胞中并稳定存在?(三)分子运输车---载体分子运输车质粒将外源基因送入受体细胞。1.作用:动植物病毒噬菌体2.种类:质粒3、载体需具备的条件(1)能够在宿主细胞中复制并稳定地保存(2)有一个至多个限制酶切点(3)有某些标记基因(4)对受体细胞无害、易分离(5)分子大小合适能进入受体细胞并在受体细胞内复制并表达;便于与不同目的基因结合便于鉴定和筛选大肠杆菌及质粒结构模式图练一练D某目的基因两侧的DNA序列所含的限制性内切核酸酶切割位点如图所示,最好选用下列哪种质粒作为载体:限制酶DNA连接酶载体①对受体细胞无害;②有一个至多个限制酶切割位点;③有特殊的标记基因;④能自我复制或能整合到宿主DNA上。质粒、 噬菌体、动植物病毒小结基因工程的基本工具作为载体的条件种类:磷酸二酯键来源:主要来源于原核生物特点:作用部位:具有专一性结果:形成黏性末端或平末端连接部位:磷酸二酯键种类: E.coliDNA连接酶、T4 DNA连接酶作用: 把两条双链DNA片段拼接起来 展开更多...... 收起↑ 资源预览