《【高中生物】DNA重组技术的基本工具课件 2022-2023学年高二下学期生物人教版选修3.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中生物】DNA重组技术的基本工具课件 2022-2023学年高二下学期生物人教版选修3.pptx（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高二生物高二生物 选修三选修三 人教人教版版专题一专题一 基因工程基因工程1.1 DNA重重组组技技术术的基的基本工具本工具辣椒香蕉v蜘蛛能够吐出蛛丝蜘蛛能够吐出蛛丝资料一：蛛丝是自然资料一：蛛丝是自然界最奇特的物质之一，界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相养，因为它们会互相吞食，所以不可能建吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农立人工饲养蜘蛛的农场。场。3030多年来，科学多年来，科学家们一直试图找到利家们一直试图找到利用其他生物体来制造用其他生物体
2、来制造蛛丝的办法。蛛丝的办法。能不能让蚕能不能让蚕“吐吐出出”蜘蛛丝蜘蛛丝 资料二资料二 以往，治疗糖以往，治疗糖尿病的胰岛素是从尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，动物胰腺中提取的，从从100100千克猪、牛千克猪、牛等动物的胰腺只能等动物的胰腺只能提取提取3 34 4克胰岛素，克胰岛素，治疗一个患者需宰治疗一个患者需宰杀杀40405050头牛，这头牛，这种药物的造价就可种药物的造价就可想而知了。想而知了。微生物可以有分泌产物，且微生物可以有分泌产物，且微生物繁殖速率快微生物繁殖速率快能否让微生物产能否让微生物产生出人的胰岛素、生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的干扰素等珍贵的药物？药物？经过多年的
3、努力，科学家于经过多年的努力，科学家于2020世纪世纪7070年代创立了可以定向改造年代创立了可以定向改造生物的新技术生物的新技术基因工程。基因工程。教学目标教学目标:1.1.简述简述DNADNA重组技术所需三种工具的作用重组技术所需三种工具的作用2.2.载体需要具备的条件载体需要具备的条件基因工程的概念：基因工程的概念：基因工程，又叫基因工程，又叫DNADNA重组技术。通俗的说，就是按照重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改
4、造生物的遗传特性。地改造生物的遗传特性。基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平基因工程培育抗虫棉的关键步骤：基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花DNA“DNA“缝合缝合”关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞抗虫基因进入棉花细胞“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子缝合针分子缝合针”DNA DNA连接酶连
5、接酶“分子运输车分子运输车”载体载体一、限制性核酸内切酶一、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”(1).(1).来源：来源：(2).(2).特点：特点：限制性核酸内切酶，又称限制酶限制性核酸内切酶，又称限制酶主要从原核生物中分离纯化。主要从原核生物中分离纯化。识别特定核苷酸序列，使每条链中特定部识别特定核苷酸序列，使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。（阅读课本（阅读课本P P4.54.5了解限制酶的来源了解限制酶的来源.特点及结果）特点及结果）限制酶的识别序列：限制酶的识别序列：大多数限制酶的识大多数限制酶的识别序列由别序列由6 6（少（
6、少4 4、5 5或或8 8）个核苷酸组成，）个核苷酸组成，都具有回文结构都具有回文结构一种限制酶只能识别一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将并在特定的切割点上将DNA DNA 分子切断。目前已发现的分子切断。目前已发现的限制酶有限制酶有40004000多种。多种。EcoREcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端SmaSma平末端平末端平末端平末端第一部分被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个DNADNA是否具是否具有相同的黏性末端？有相同的黏性末端？思考思考:(3).(3).结果结果 ：黏性末端和平末端黏性末端和平末端ATAGCATGCT
7、ATCCATGAATTCGGCATACATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATACTATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATGTATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG用剪刀用剪刀(代表代表EcoREcoR识别序列为识别序列为GAATTC)GAATTC)进行进行DNA”DNA”切割切割”.将白色纸板有目的基因将白色纸板有目的基因,红色纸红色纸板为质粒板为质粒.TCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACTCCTAGAATTCTC TATGAATTCCATACAGGATCTTAAGAG ATACTTAAGGTATGAGGATCTTAAGAG
8、 ATACTTAAGGTATG目的基因目的基因小组活动一：剪切目的基因和小组活动一：剪切目的基因和质粒质粒ATAGCATGCTATCCATGATAGCATGCTATCCATGTATCGTACGATAGGTACTTAATATCGTACGATAGGTACTTAAAATTCGGCATACAATTCGGCATAC GCCGTATGGCCGTATGAATTCTC AATTCTC TATGTATG GAG GAG ATACTTAAATACTTAA目的基因目的基因TCCTAGTCCTAGAGGATCTTAAAGGATCTTAAAATTCCATACAATTCCATAC GGTATGGGTATG如何将目的基因重
9、组到质粒中，形如何将目的基因重组到质粒中，形成一个重组成一个重组DNADNA分子？分子？二、二、“分子缝合针分子缝合针”DNA”DNA连接酶连接酶（阅读课本（阅读课本P5P5了解作用、机理及种类）了解作用、机理及种类）作用作用:把切下来的把切下来的DNADNA片段拼接成新的片段拼接成新的DNADNA，即，即将脱氧核糖和磷酸连接起来将脱氧核糖和磷酸连接起来.作用原理：作用原理：催化磷酸二酯键形成催化磷酸二酯键形成两两DNADNA片段要具有互补片段要具有互补的黏性末端才能拼起来的黏性末端才能拼起来DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用注意：注意：DNADNA连接酶可连接双链连接酶可连接双链D
10、NADNA中的中的DNADNA单链缺口，单链缺口，但不能连接单链但不能连接单链DNADNA！类型：类型：类型类型EcoliEcoliEcoliEcoliDNADNADNADNA连接连接连接连接酶酶酶酶T T T T4 4 4 4DNADNADNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶来源来源来源来源功能功能功能功能大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌T T T T4 4 4 4噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体恢复恢复恢复恢复磷酸磷酸磷酸磷酸二酯键二酯键二酯键二酯键只能连接黏性末端只能连接黏性末端只能连接黏性末端只能连接黏性末端能连接黏性末端和能连接黏性末端和能连接黏性末端和能连接黏性末端和平末端平末端平末端平末端
11、(效率较低效率较低效率较低效率较低)相同点相同点相同点相同点差别差别差别差别A A T T GCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?DNA聚合酶DNA连接酶区别区别1 1区别区别2 2相同点相同点寻根问底DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?1)只能将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键1)在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键2)以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸将单个核苷酸通过磷酸二酯键二酯键连接成一条互补的DNA链2)将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模
12、板ATAGCATGCTATCCATGATAGCATGCTATCCATGTATCGTACGATAGGTACTTAATATCGTACGATAGGTACTTAAAATTCGGCATACAATTCGGCATAC GCCGTATGGCCGTATGAATTCTC AATTCTC TATGTATG GAG GAG ATACTTAAATACTTAA目的基因目的基因小组活动二：将目的基因重组到质小组活动二：将目的基因重组到质粒中，形成一个重组粒中，形成一个重组DNADNA分子（胶带分子（胶带代表代表DNADNA连接酶连接酶)三、三、“分子运输车分子运输车”运载体运载体阅读课本第阅读课本第6 6页相关内容，页相关
13、内容，了解载体作用，条件和种类了解载体作用，条件和种类1.1.基因很难直接进入细胞基因很难直接进入细胞,或进入后会被水或进入后会被水 解酶水解解酶水解,如何使基因在细胞内稳定保存如何使基因在细胞内稳定保存?2.2.基因导入细胞后基因导入细胞后,如何从众多细胞中将导如何从众多细胞中将导入成功的细胞筛选出来入成功的细胞筛选出来?3.3.能用肉毒杆菌能用肉毒杆菌(有很大杀伤力有很大杀伤力)的质粒作的质粒作载体吗载体吗?载体的载体的作用作用载载体体的的必必要要条条件件载体的载体的种类种类1 1 1 1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。）能够在宿主细胞中复制并稳定地
14、保存。）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2 2 2 2）具有一至多个限制酶切点，以便与外源基）具有一至多个限制酶切点，以便与外源基）具有一至多个限制酶切点，以便与外源基）具有一至多个限制酶切点，以便与外源基因连接。因连接。因连接。因连接。3 3 3 3）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选4 4 4 4）必须是安全的）必须是安全的）必须是安全的）必须是安全的 ，对受体细胞无害。，对受体细胞无害。，对受体细胞无害。，对受体细胞无害。作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中作为运载工具，将目的
15、基因导入受体细胞中作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中细菌的质粒细菌的质粒病毒：病毒：噬菌体衍生物噬菌体衍生物噬菌体衍生物噬菌体衍生物、动植物病毒等。、动植物病毒等。三、三、“分子运输车分子运输车”运载体运载体常用的载体：质粒常用的载体：质粒能复制并带着能复制并带着能复制并带着能复制并带着插入的目的基插入的目的基插入的目的基插入的目的基因一起复制因一起复制因一起复制因一起复制有切割位点有切割位点有切割位点有切割位点有标记有标记有标记有标记基因的基因的基因的基因的存在，存在，存在，存在，可用含可用含可用含可用含氨苄青氨苄青氨苄青氨苄青霉素的霉素的霉素的霉素的培养基培养基培养基培养基鉴别鉴别鉴别鉴别质粒存在于许多质粒存在于许多细菌和酵母菌等细菌和酵母菌等生物中生物中,是拟核是拟核和染色体外能够和染色体外能够自主复制的很小自主复制的很小的环状的环状DNADNA分子分子.小试牛刀：以下说法正确的是 （）A、所有的限制酶只能识别一种特定的 核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个 限制酶切点，以便与外源基因连接D、基因控制的性状都能在后代表现出来C这节课你学到了什么这节课你学到了什么