1、人教版高中生物選修三專題一第一節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具(共30張PPT)基因工程的應(yīng)用發(fā)光基因基因工程的應(yīng)用發(fā)光基因基 因 工 程 概 念(重點) 按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行施工和設(shè)計的,因此又叫做DNA重組技術(shù). 基因工程的別名原理操作環(huán)境操作對象操作水平結(jié)果優(yōu)點基因重組生物體外基因/DNADNA分子水平定向改造生物的性狀，打破生殖隔離DNA重組技術(shù)新的生物類型和生物產(chǎn)品基 因 工 程 概 念(重點) 按照人們的愿望(了解)(了解)1.1D

2、NA重組技術(shù)的基本工具1.1DNA重組技術(shù)DNA分子的結(jié)構(gòu)溫 故 知 新CGCGATTA氫鍵磷酸二酯鍵12345123451234512345123455533DNA分子的結(jié)構(gòu)溫 故 知 新CGCGATTA氫鍵磷酸問題探討手術(shù)刀縫合針運輸工具培育抗蟲棉需要哪些基本工具?問題探討手術(shù)刀縫合針運輸工具培育抗蟲棉需要哪些基本工具?DNA重組技術(shù)的基本工具限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”“分子縫合針”“分子運輸車”DNA連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 工欲善其事 必先利其器DNA重組技術(shù)的基本工具限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”“分子 用生物屬名的頭一個字母與種名的頭兩個字母的略語，以此來表示這個酶是從哪個

3、生物中分離出來的。例如，一種限制酶是從大腸桿菌（Escherichia coli）的R型菌株分離來的就用字母EcoR表示，如果它是從大腸桿菌R型菌株中分離出來的第一個限制酶，則進(jìn)一步表示成EcoRI。 1970年，阿爾伯（W.Arber）、內(nèi)森斯(D.Nathans） 、史密斯（H.C.Smith）在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了第一個限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）。限制酶主要是從原核生物中分離純化出來的，可以將外源入侵的DNA降解掉。迄今已從近300種不同的微生物中分離出了約4000種限制酶。生物技術(shù)資料卡限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)限制酶的名字怎么起？疑問：為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？ 用生物屬名的頭一個

4、字母與種名的頭兩個字母的略語，尋根問底為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？通過長期的進(jìn)化，細(xì)菌中含有某種限制酶的細(xì)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(xì)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。 尋根問底為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA？通過長期的進(jìn)化， 限制性核酸內(nèi)切酶的作用特性SmaEcoRGAA TTC CTT AAGCCC GGGGGG CCC G CTT AAAA TTC G CCC GGGGGGCCC黏性末端平末端反向重復(fù)，中心對稱。中心軸線難 點 突

5、破 限制性核酸內(nèi)切酶的作用特性SmaEcoRGAA TTCCGCGCGGGGCCCAATTCGGCTTAA難點突破1： 限制性核酸內(nèi)切酶的作用難 點 突 破切割磷酸二酯鍵CGCGCGGGGCCCAATTCGGCTTAA難點突破1：分析下面幾種限制酶識別的序列及切割位點: BamH：GGATCC Mbo：GATC Sau3AI：GATC Acc：GTMKAC （其中M代表A或C,K代表G或T）思考下列問題：限制酶作用特性易錯點辨析難 點 突 破1、限制酶識別的序列均為6個核苷酸么？2、限制酶的切割位點都位于識別序列的內(nèi)部么？3、不同限制酶的識別序列一定不同么？少數(shù)限制酶的識別序列由4、5或8個核

6、苷酸組成有些限制酶的切割位點位于識別序列的外部不一定，不同限制酶的識別序列可能相同分析下面幾種限制酶識別的序列及切割位點:限制酶作用特性易錯點來源種類作用作用結(jié)果“限制性核酸內(nèi)切酶分子手術(shù)刀” 小結(jié)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：黏性末端或平末端來源種類作用結(jié)果“限制性核酸內(nèi)切酶分子手術(shù)刀” 小結(jié)鞏 固 提 高例1、現(xiàn)有兩種限制酶，它們識別的核苷酸序列及切割位點如下: BamH：GGATCC Alu：AGCT,請嘗試寫出這兩種限制酶識別并切割DNA片段所形成的末

7、端：BamH：GGATCC CCTAGG GCCTAG GATCC G Alu：AGCTTCGAAGTC CT GA 鞏 固 提 高例1、現(xiàn)有兩種限制酶，它 1967年，世界上幾個實驗室?guī)缀跬瑫r發(fā)現(xiàn)了一種能夠?qū)蓷lDNA連接起來的酶，稱之為DNA連接酶（DNA ligase）生物技術(shù)資料卡DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)CCC GGGGGGCCCCGCGCGGGGCCC 1967年，世界上幾個實驗室?guī)缀跬瑫r發(fā)現(xiàn)了一種能夠?qū)亚邢聛淼腄NA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接起來催化形成磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用把切下來的DNA片段拼接成新的DNA，即將脫氧核糖和磷酸連接18類型來源功能相同點差別E

8、coliDNA連接酶T4DNA連接酶大腸桿菌T4噬菌體恢復(fù)磷酸二酯鍵只能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端(效率較低) “分子縫合針”DNA連接酶自主學(xué)習(xí)18類型來源功能相同點差別EcoliDNA連接酶T4DNA兩DNA片段要具有互補的黏性末端才能拼起來DNA連接酶的縫合作用可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，兩DNA片段要具有互補的黏性末端才能拼起來DNA連接酶的縫合DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？T4 DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合”起來，但效率較低DNA連接酶的縫合作用DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？T4 DNA連接酶還可DNA連接酶和DNA聚合酶的作用比較難 點

9、突 破DNA連接酶的作用DNA聚合酶的作用DNA連接酶和DNA聚合酶的作用比較難 點 突 破DNA 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A A T T GCDNA連接酶DNA聚合酶相同點作用實質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不同點模板作用對象 作用結(jié)果用途都能催化形成磷酸二酯鍵都是蛋白質(zhì)不需要需要形成完整的重組DNA分子形成DNA的一條鏈基因工程DNA復(fù)制DNA連接酶與DNA聚合酶的比較只能將單個核苷酸連接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵DNA連接酶DNA聚合酶相同點作用實質(zhì)化學(xué)本質(zhì)模板作用對象 例2、下

10、列關(guān)于DNA連接酶的作用，敘述正確的是()A能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，也能將雙鏈DNA分子的黏性末端之間的氫鍵進(jìn)行連接。B將單個核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵。C連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵。D將斷開的兩個DNA片段的骨架連接起來,重新形成磷酸二酯鍵。鞏 固 提 高D例2、下列關(guān)于DNA連接酶的作用，敘述正確的是()鞏 人教版高中生物選修三專題一第一節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具(共30張PPT)載體的作用載體的必要條件載體的種類閱讀課本第6頁“分子運輸車”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體的相關(guān)內(nèi)容，填寫下表自主學(xué)習(xí)1）能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。2）具一個至多個限

11、制酶切點，以便與外源基因連接。3）具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行鑒定和選擇。4）必須是安全的 ，對受體細(xì)胞無害。5）載體DNA 分子應(yīng)大小適中，以便于提取和操作1）作為運載工具，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中2）在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制細(xì)菌的質(zhì)粒（常用）噬菌體衍生物、動植物病毒等。 載體的作用載體的必要條件載體的種類閱讀課本第6頁“分子運輸車有標(biāo)記基因的存在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。有切割位點能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制質(zhì)粒裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細(xì)菌染色體（即擬核DNA）之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。最常用運載體質(zhì)粒 實際上在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)

12、粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。有標(biāo)記基因的存在，可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。有切割位點能復(fù)制鞏 固 提 高例3、以下是四種不同限制酶切割形成的DNA片段，請嘗試用DNA連接酶將它們重新連接起來：CTGCA G ACTG CG GC G CTTAA GACGTC GCCG GTCA AATTCG 1._和_能連接形成_；2._和_能連接形成_；3._和_能連接形成_；4._和_能連接形成_。CTGCAG GACGTCACGT TGCAGCGC CGCGGAATTC CTTAAG ACCG TGGC鞏 固 提 高例3、以下是四種不同限制 例4、下圖表示某DNA片段長度（bp即堿基對）和部分堿基序列，Sma限制性核酸內(nèi)切酶切割的堿基序列和酶切位點為CCCGGG，若用限制酶Sma完全切割下圖DNA片段，其產(chǎn)物長度分別為： 鞏 固 提 高537bp790bp661bp 例4、下圖表示某DNA片段長度（bp即堿基對）和部分堿基序 限制性內(nèi)切酶的識別序列和切點是GGATCC，限制性內(nèi)切酶的識別序列和