生物《DNA重組技術(shù)的基本工具》PPT課件(新人教版-選修3)

新課標人教版課件系列《高中生物》選修31.1《DNA重組技術(shù)

的基本工具》專題１《基因工程》

教學目標

知識與能力1.簡述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。2.認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。二、教學重點和難點1.教學重點：DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。2.教學難點:基因工程載體需要具備的條件?？萍继剿髦坊A(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程什么叫基因工程？

基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。（一）基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質(zhì)結(jié)果基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導入→表達基因重組基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運載體DNA拼接導入棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)上述培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：關(guān)鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取出來關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNA連接關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因?qū)胧荏w(棉花)細胞解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？關(guān)鍵步驟一的工具：關(guān)鍵步驟二的工具：關(guān)鍵步驟三的工具：基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運載工具——運載體1.限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”

限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進行的，故名限制性內(nèi)切酶。特點：特異性。即一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點上切割DNA分子。（二）DNA重組技術(shù)的基本工具

大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。限制酶限制酶什么叫黏性末端？

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端。如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？

會產(chǎn)生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就似乎可以合成重組的DNA分子了。2.DNA連接酶——“分子縫合針”

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。外源基因(如抗蟲基因)怎樣才能導入受體細胞(如棉花細胞)？導入過程需要運輸工具——運載體。運載體的作用有哪些？作用一：作為運載工具，將外源基因(抗蟲基因)轉(zhuǎn)移到受體細胞(棉花細胞)中去。作用二：利用運載體在受體細胞(棉花細胞)內(nèi)，對外源基因(抗蟲基因)進行大量復制。作為運載體必須具備哪些條件？1）能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。2）載體DNA必須有一個或多個限制酶切點，以便目的基因插入到載體上去。3）具有某些標記基因，便于進行篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。載體DNA必須是安全的,不會對受體細胞有害,或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去;5)載體DNA分子大小應(yīng)適合,以便提取和在體外進行操作,太大就不便操作.3.基因進入受體細胞的運載——”分子運輸車”常用的運載體主要有兩類：

1）細菌細胞質(zhì)的質(zhì)粒

2）噬菌體或某些動植物病毒質(zhì)粒：

質(zhì)粒是染色體外能夠進行自主復制的遺傳單位，包括真核生物的細胞器和細菌細胞中核區(qū)外的DNA分子?，F(xiàn)在習慣上用來專指細菌、酵母菌和放線菌等生物中核以外的DNA分子。

質(zhì)粒是基因工程最常用的運載體。絕大多數(shù)細菌質(zhì)粒都是閉合環(huán)狀DNA分子。有的一個細菌中有一個，有的一個細菌中有多個。大腸桿菌的質(zhì)粒：

最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標記基因。質(zhì)粒的存在與否對宿主細胞生存沒有決定性作用，但復制只能在宿主細胞內(nèi)成。雙基練習：一、基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望,進行嚴格的設(shè)計,通過體外____和____等技術(shù),賦予生物以心得遺傳特性,創(chuàng)造出符合人們的需要的新的____和____.又叫做DNA的重組技術(shù).二、DNA重組技術(shù)的基本工具

1.限制性核酸內(nèi)切酶-----”分子手術(shù)刀”

(1)主要來源:從____生物中分離出來的.(2)特點:能夠識別DNA特定的核苷酸序列,切開兩個____之間的_____.(3)DNA末端:限制酶切割DNA產(chǎn)生的DNA末端有兩種形式:______和_______.2.DNA連接酶----”分子縫合針”

(1)作用:將雙鏈DNA____,恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的______.(2)種類:①E.coliDNA連接酶:只能縫合DNA的_____②T4DNA連接酶:既可縫合DNA的_____,又可縫合雙鏈DNA的_______.3.基因進入受體細胞的載體----”分子運輸車”

(1)載體的種類①質(zhì)粒:是一種裸露的,結(jié)構(gòu)簡單,獨立于細菌染色體之外,并能夠自我_____能力的雙鏈