高中生物同步課件：1.1-DNA重組技術(shù)的基本工具(新人教版選修3)

一、基因工程的概念：

又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原理操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果基因重組生物體外基因/DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達人類需要的基因產(chǎn)物問題探討：蘇云金芽孢桿菌含有一種可以合成毒蛋白的基因。讓細菌的毒蛋白基因在棉花細胞中表達，可培育出抵抗棉鈴蟲害的抗蟲棉。

想一想需要做哪些關(guān)鍵工作？普通棉花抗蟲棉解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶“分子縫合針”——DNA連接酶“分子運輸車”——基因進入受體細胞的載體1．1DNA重組技術(shù)的基本工具學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.了解限制酶及DNA連接酶的來源。2.掌握限制酶及DNA連接酶的作用。[難點]3.理解載體需具備的條件。[重點]來來源種種類作作用結(jié)結(jié)果限制性核酸內(nèi)切酶——分子手術(shù)刀自主學(xué)習(xí)主要從原核生物中分離純化而來已經(jīng)分離出大約4000種1、識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列2、使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。形成兩種末端：黏性末端或平末端你能推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，以防止外來病原物的侵害。限制酶就是細菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。尋根問底為什么限制酶不剪切細菌本身的DNA？通過長期的進化，細菌中含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。

三、DNA連接酶——“分子縫合針”1..種類大腸桿菌黏性T4噬菌體平2.作用：將切下的DNA片段“縫合”，恢復(fù)被限制酶切開的___________，拼接成新的DNA分子。四、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”1..種類：質(zhì)粒、__________的衍生物、動植物病毒等。磷酸二酯鍵λ噬菌體2.適合作為載體的特點(1)有一個至多個_________切割位點，供外源DNA片段(基因)插入其中。(2)進入受體細胞后，能夠停留在細胞中___________，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA同步復(fù)制。(3)有特殊的__________基因，供重組DNA的鑒定和選擇。限制酶自我復(fù)制遺傳標(biāo)記要點突破講練互動要點一限制性核酸內(nèi)切酶1.化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)。2.切割位點：磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵指的是下圖圓圈中的化學(xué)鍵,而限制酶切割的只能是箭頭所指處的化學(xué)鍵,因為圈中另一個化學(xué)鍵屬于一個核苷酸的內(nèi)部。1’2’3’4’5’脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)G1’2’3’4’5’1’2’3’4’5’A3’,5’-磷酸二酯鍵3’端5’端3’端5’端磷酸二酯鍵14仔細觀察各限制酶識別的特定序列有何特點？限制酶的識別序列限制酶所識別的序列的特點是：呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的，稱為回文序列中軸線在G與A之間切割大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)只能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。EcoRI限制酶的作用

黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割

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。SmaI只能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。中軸線SmaI限制酶的作用在G與C之間切割平末端平末端SmaI限制酶的切割當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。3.限制酶切出的黏性末端和平末端的比較