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(共38张PPT)
资料：1、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，这会使棉花大量减产。
2、苏云金杆菌有一种“杀虫基因”，该基因表达得到的抗虫蛋白能杀死棉铃虫。
棉花棉铃虫幼虫
如何培育出能抗棉铃虫的棉花呢？请简单说明思路。
导入
转基因
抗虫棉花
杀虫基因与载体“缝合”
基因工程（又叫重组DNA技术）是指按照人们的愿望，通过转基因技术，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。
2002年成功培育出我国第一个双价转基因抗虫棉新品种——中棉所41，该品种能够缓解棉铃虫抗药性
我国成为世界第二个拥有抗虫基因自主知识产权的国家！
导入
转基因
抗虫棉花
培育转基因抗虫棉花用到哪些分子工具？
准确切割DNA分子
“分子手术刀”
“分子缝合针”
将DNA片段连接起来
“分子运输车”
将体外重组好的DNA分子导入受体细胞
杀虫基因与载体“缝合”
3.1重组DNA技术的基本工具
来源
作用特点
作用结果
一、“分子手术刀”--限制性内切核酸酶
主要是原核生物
识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开
形成两种末端：黏性末端和平末端
两种常用的限制酶：EcoRⅠ和SmaⅠ
EcoRⅠ：大肠杆菌（Escherichia coli）R型菌株中分离出的第一个限制酶；
SmaⅠ：粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）中分离出的第一个限制酶。
EcoRⅠ：
特异性识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
EcoRⅠ
SmaⅠ：
特异性识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。
SmaⅠ
SmaⅠ切割
EcoRⅠ切割
黏性末端
平末端
限制酶
如何理解限制酶对双链DNA分子的特异性识别和切割？
G
1’
2’
3’
4’
5’
1’
2’
3’
4’
5’
A
磷酸二酯键
T
G
C
C
G
T
A
A
练习使用EcoRI剪切目的基因
……CTACGATGAATTCCGTAGAATTCCCTAA……
……GATGCTACTTAAGGCATCTTAAGGGATT……
（1）该DNA片段上EcoRI的识别序列在哪儿？
（2）在草稿纸上写出EcoRI切割后的所产生的末端和目的基因片段。
练习使用EcoRI剪切目的基因
……CTACGATGAATTCCGTAGAATTCCCTAA……
……GATGCTACTTAAGGCATCTTAAGGGATT……
……CTACGATG
……GATGCTACTTAA
AATTCCCTAA……
GGGATT……
AATTCCGTAG
GGCATCTTAA
黏性
末端
1、若要将DNA分子中间的某个基因切下来，则必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？
要切2个切口，产生4个末端。
2、如果把两种来源不同的DNA分子用同种限制酶来切割，产生的黏性(平)末端有什么特点？（以P73的两个DNA分子为例）
会产生相同的黏性(平)末端
限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来，它们在原核生物中存在的意义是什么？
限制酶就是它的一种防御性工具。当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身的安全。
【思维拓展】
1.下列黏性末端属于由同种限制酶切割而成的是(　　)
① ②
③　　　 　④
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①② B.①③ C.①④ D.②③
B
分子缝合针：DNA连接酶
G A A T T C
C T T A A G
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
用EcoRI切割
DNA片段1
DNA片段2
重组DNA片段
二、“分子缝合针”--DNA连接酶
项目 内容
种类
作用对象
作用原理
作用结果
T4DNA连接酶
E·coli DNA连接酶
可作用于黏性末端和平末端
只作用于黏性末端
DNA片段
形成磷酸二酯键
形成重组DNA分子
A
A
T
T
C
G
G
C
T
T
A
A
DNA连接酶的作用
A
A
T
T
C
G
G
C
T
T
A
A
DNA连接酶的作用
判断以下说法是否正确：
（1）两个DNA片段的黏性末端必须互补才能通过DNA连接酶连接起来。
（2）DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事。
比较区分：DNA连接酶和DNA聚合酶
比较项目 DNA连接酶 DNA聚合酶
不 同 点 作用对象
模板
作用结果
相 同 点 作用实质 化学本质 双链DNA片段
不需要模板
形成重组DNA分子
单个脱氧核苷酸连接成一条与模板链互补的DNA单链
需要DNA一条链为模板
合成DNA分子的一条链
都是形成磷酸二酯键
蛋白质
DNA聚合酶的作用
3.DNA连接酶、DNA聚合酶、限制酶、解旋酶的比较种类作用底物作用部位形成产物DNA连接酶DNA聚合酶限制酶解旋酶DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子DNA分子磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键氢键重组DNA分子新的DNA分子含黏性末端或平末端的DNA片段单链DNA根据所学知识，完成以下填空：
①限制酶 ②解旋酶 ③DNA连接酶 ④DNA聚合酶 ⑤RNA聚合酶
b
a
A.切断a处的酶为_______
B.连接a处的酶为_______
C.切断b处的酶为_______
①
③④
②
a：磷酸二酯键；b：氢键
质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞核或原核细胞拟核之外，能自我复制的环状双链DNA分子
三、“分子运输车”--基因进入受体细胞的载体
来源：
主要来自于原核细胞
载体的种类：
质粒（常用）
噬菌体
动植物病毒
三、“分子运输车”--基因进入受体细胞的载体
质粒作为载体需要具备哪些条件？
①有一个或多个限制酶切割位点
②能够在细胞中自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制
③具有特殊的标记基因，便于重组DNA的鉴定和选择
④对受体细胞无害
【反馈练习】
质粒是基因工程中最常用的运载体，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蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ B．①④⑥
C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
C
【反馈练习】
下列关于质粒的叙述，正确的是（ ）
A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B.质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子
C.质粒只有在侵入宿主细胞后在宿主细胞内复制
D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行
B
练习册：P60-P62 P64 5
小本：P129-130 1-7
1．实验原理
(1)提取的原理：
①DNA不溶于_______，而某些蛋白质可以。
②DNA在不同浓度的NaCl中溶解度不同，它能溶于_________NaCl溶液。
(2)鉴定的原理：
实验： DNA的粗提取与鉴定
酒精　
2 mol/L　
DNA
＋
二苯胺
沸水浴
蓝色
研磨
过滤
方法1：
纱布过滤
冰箱中静置
取上清液
方法2：
将研磨液离心
4℃
取上清液
析出
加入 .
体积相等、预冷的95%酒精
白色丝状物（DNA）
玻璃棒沿一个方向搅拌卷起
鉴定
2mol/L的NaCl
＋
丝状物（DNA）
＋
二苯胺
沸水浴
2．方法步骤
冷却后呈蓝色
溶解DNA，形成DNA溶液
现配现用
选材、切碎
＋
研磨液
思考：
1.DNA的粗提取过程中，能否选择哺乳动物成熟的红细胞作为材料？为什么？
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器，没有DNA
1.下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，错误的是( )
A. DNA析出过程中，搅拌操作要轻柔以防DNA断裂
B. 预冷的酒精溶液可用来粗提取DNA
C. 用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热
D. 鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴
D
课堂练习
2.下图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，下列有关叙述错误的是(　　)
A.图1中的丝状物含有DNA
B.图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白质等杂质不溶
C.图2所示实验操作完成后，最好待试管溶液冷却后观察颜色变化
D.图2中的溶液b能够溶解DNA
B
3.(2025·长泾中学高二月考)现有一长度为3 000碱基对(bp)的线性DNA分子，用限制性内切核酸酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶H单独酶切，结果如图1；用酶B单独酶切，结果如图2；用酶H和酶B同时酶切，结果如图3。该DNA分子的结构及其酶切图谱是(　　)
A
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