浙科版选修3第一章第一节工具酶的发现和基因工程的诞生
文档属性
| 名称 | 浙科版选修3第一章第一节工具酶的发现和基因工程的诞生 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 957.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙科版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-12-04 19:30:06 | ||
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文档简介
课件43张PPT。 第一章 基因工程
第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生
又叫做基因拼接技术或DNA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，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。原理：操作水平：结果：基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。一、基因工程1、概念：基因工程的产物 1.基因工程诞生的理论基础DNA是遗传物质的发现
DNA双螺旋结构的确立
遗传信息传递方式的认定 DNA是遗传物质的发现
1928年 格里菲思 肺炎双球菌转化实验
1944年 艾弗里 肺炎双球菌转化实验
1952年 赫尔斯和蔡斯
DNA的双螺旋结构1953年 沃森和克里克DNA的分子结构ACGTCAGTAT磷酸脱氧核糖含氮碱基磷酸二酯键氢键AT遗传信息传递方式 3.基因工程创建的技术保障剪刀:限制性核酸内切酶
针线:DNA连接酶
运输工具:质粒等一、基因的剪刀——限制性核酸内切酶（限制酶）2、定义：能够特异性识别和切割DNA分子内一小段特定核苷酸序列的酶。3、特点：特异性，不同的限制性核酸内切酶能对DNA分子上不同的核苷酸序列进行识别和切割。6、意义：得到我们所需要的基因，使DNA重组成为可能。产生黏性末端（或平末端）5、结果：1、分布：主要在微生物中。4、作用部位：主链（磷酸二酯键）要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。二、基因的针线——DNA连接酶 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。DNA连接酶的作用过程5’3’5’3’3’5’5’3’二、基因的针线——DNA连接酶1、作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来。2、连接的部位:不是氢键，而是DNA主链上的缺口。
（磷酸二酯键）3、意义:可以把不同的DNA连接在一起，使重组DNA成为可能DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA聚合酶DNA连接酶成分作用部位作用对象作用时间蛋白质催化形成磷酸二酯键连接DNA片段（相同的黏性末端）连接脱氧核苷酸基因工程形成重组DNADNA复制运载体将外源基因送入受体细胞。 三、基因的运输工具——（运）载体1.作用：2、条件：３、具有标记基因，便于进行筛选．1、能够在宿主细胞内复制并稳定保存；２、具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；(如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。)质粒:3.种类：能够自主复制的双链环状DNA分子，在细菌中以独立于染色体（拟核）以外的方式普遍存在，常含有抗生素抗性基因。(4、意义：能将外源DNA进入宿主细胞，使“转基因”成为可能。质粒：常用
λ噬菌体：
植物病毒：
动物病毒。同一种限制性核酸内切酶猿猴病毒SV40的DNA噬菌体的DNADNA连接酶重组DNA分子1972年,美国斯坦福大学的科学家合成第一个人工DNA重组产物同一种限制性核酸内切酶大肠杆菌的含四环素
抗性基因的质粒大肠杆菌的含卡那霉素
抗性基因的质粒DNA连接酶重组质粒1973年,美国斯坦福大学的科学家,第一个基因工程的诞生 大肠杆菌
(抗四环素和卡那霉素)1）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练习在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ）
同种限制酶 B. 两种限制酶
同种连接酶 D. 两种连接酶
A.有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种
B、重组DNA的形成在细胞内完成
C、目的基因须由载体导入受体细胞
D、质粒可作为载体B不属于质粒被选为基因运载体的理由是（ ）
A、能复制 B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因 D、它是环状DNAD T磷酸二酯键 AAATTGCCTTAAG3’5’3’3’5’5’5’3’3’5’5’3’5’3’3’5’3’5’3’5’3’大肠杆菌中EcoRI限制酶的作用过程重播5’3’5’3’大肠杆菌中EcoRI限制酶的作用过程什么叫黏性末端？ 当限制酶把识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。第二节
基因工程的原理和技术二、基因工程的基本操作步骤第一步：获取目的基因
第二步：形成重组DNA分子
第三步：将重组DNA分子导入受体细胞
第四步：筛选含有目的基因的受体细胞
第五步：目的基因的表达二、基因工程操作步骤：第一步：获得目的基因
①化学方法合成目的基因
②利用聚合酶链式反应(PCR)技术扩增目的基因③从基因文库中获取目的基因方法：
目的基因的序列是已知的
目的基因的核苷酸序列是未知的 基因DNA文库的构建
将总DNA经过酶解，分离不同长短的DNA片段。包含的基因片段分别克隆在质粒或噬菌体载体上，转染细菌或体外包装到噬菌体颗粒上便构成了该生物的基因文库。第二步：形成重组DNA分子质粒DNA分子限制性核酸内切酶处理两个切口
获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）同一种一个切口
两个黏性末端二、基因工程操作步骤：第三步：将重组DNA分子导入受体细胞常用受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等
方法举例： 载体：质粒； 宿主细胞：大肠杆菌； 处理方法：氯化钙； 目的：增加细胞壁透性；二、基因工程操作步骤：第四步：筛选含有目的基因的受体细胞筛选原理：
质粒（载体）上含有抗生素抗性基因，
受体细胞本身不能抵抗抗生素（不具有抗生素抗性基因），
因此只有导入重组DNA分子（含目的基因）的受体细胞才能在含有抗生素的培养基中生存！二、基因工程操作步骤：第五步：目的基因的表达成功标志：
在受体细胞中产生人们需要的功能物质！二、基因工程操作步骤：1.在基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其作用是（ ）
A.将目的基因从染色体上切割出来
B.识别并切割特定的DNA核苷酸序列
C.将目的基因与运载体结合
D.将目的基因导入受体细胞B随堂练习2.基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A.限制酶只用于切割获取目的基因
B.载体与目的基因必须用同一种限制酶处理
C.基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶
D.带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测A3.基因工程中常见的载体是（ ）
A.质体 B.染色体 C.质粒 D.线粒体C4.运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有（ ）
A.抗虫基因 B.抗虫基因产物
C.新的细胞核 D.相应性状
5.转基因动物转基因时的受体细胞是（ ）
A.受精卵 B.精细胞
C.卵细胞 D.体细胞DA限制酶是一群核酸切割酶，可辨识并切割DNA 分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶 BamHI , EcoRI , Hind Ⅲ以及 BgIⅡ的辨识序列：
箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端，可以互补结合？其正确的末端互补序列为何？（ ）
A．BamHI和EcoRI；末端互补序列－AATT－
B．BamHI和Hind Ⅲ；末端互补序列－GATC－
C．BamHI和BgIⅡ；末端互补序列－GATC－
D．EcoRI和Hind Ⅲ；末端互补序列－AATT－C
第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生
又叫做基因拼接技术或DNA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，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。原理：操作水平：结果：基因重组DNA分子水平定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。一、基因工程1、概念：基因工程的产物 1.基因工程诞生的理论基础DNA是遗传物质的发现
DNA双螺旋结构的确立
遗传信息传递方式的认定 DNA是遗传物质的发现
1928年 格里菲思 肺炎双球菌转化实验
1944年 艾弗里 肺炎双球菌转化实验
1952年 赫尔斯和蔡斯
DNA的双螺旋结构1953年 沃森和克里克DNA的分子结构ACGTCAGTAT磷酸脱氧核糖含氮碱基磷酸二酯键氢键AT遗传信息传递方式 3.基因工程创建的技术保障剪刀:限制性核酸内切酶
针线:DNA连接酶
运输工具:质粒等一、基因的剪刀——限制性核酸内切酶（限制酶）2、定义：能够特异性识别和切割DNA分子内一小段特定核苷酸序列的酶。3、特点：特异性，不同的限制性核酸内切酶能对DNA分子上不同的核苷酸序列进行识别和切割。6、意义：得到我们所需要的基因，使DNA重组成为可能。产生黏性末端（或平末端）5、结果：1、分布：主要在微生物中。4、作用部位：主链（磷酸二酯键）要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端。如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。二、基因的针线——DNA连接酶 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。DNA连接酶的作用过程5’3’5’3’3’5’5’3’二、基因的针线——DNA连接酶1、作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来。2、连接的部位:不是氢键，而是DNA主链上的缺口。
（磷酸二酯键）3、意义:可以把不同的DNA连接在一起，使重组DNA成为可能DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA聚合酶DNA连接酶成分作用部位作用对象作用时间蛋白质催化形成磷酸二酯键连接DNA片段（相同的黏性末端）连接脱氧核苷酸基因工程形成重组DNADNA复制运载体将外源基因送入受体细胞。 三、基因的运输工具——（运）载体1.作用：2、条件：３、具有标记基因，便于进行筛选．1、能够在宿主细胞内复制并稳定保存；２、具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；(如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。)质粒:3.种类：能够自主复制的双链环状DNA分子，在细菌中以独立于染色体（拟核）以外的方式普遍存在，常含有抗生素抗性基因。(4、意义：能将外源DNA进入宿主细胞，使“转基因”成为可能。质粒：常用
λ噬菌体：
植物病毒：
动物病毒。同一种限制性核酸内切酶猿猴病毒SV40的DNA噬菌体的DNADNA连接酶重组DNA分子1972年,美国斯坦福大学的科学家合成第一个人工DNA重组产物同一种限制性核酸内切酶大肠杆菌的含四环素
抗性基因的质粒大肠杆菌的含卡那霉素
抗性基因的质粒DNA连接酶重组质粒1973年,美国斯坦福大学的科学家,第一个基因工程的诞生 大肠杆菌
(抗四环素和卡那霉素)1）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练习在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ）
同种限制酶 B. 两种限制酶
同种连接酶 D. 两种连接酶
A.有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种
B、重组DNA的形成在细胞内完成
C、目的基因须由载体导入受体细胞
D、质粒可作为载体B不属于质粒被选为基因运载体的理由是（ ）
A、能复制 B、有多个限制酶切点
C、具有标记基因 D、它是环状DNAD T磷酸二酯键 AAATTGCCTTAAG3’5’3’3’5’5’5’3’3’5’5’3’5’3’3’5’3’5’3’5’3’大肠杆菌中EcoRI限制酶的作用过程重播5’3’5’3’大肠杆菌中EcoRI限制酶的作用过程什么叫黏性末端？ 当限制酶把识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。第二节
基因工程的原理和技术二、基因工程的基本操作步骤第一步：获取目的基因
第二步：形成重组DNA分子
第三步：将重组DNA分子导入受体细胞
第四步：筛选含有目的基因的受体细胞
第五步：目的基因的表达二、基因工程操作步骤：第一步：获得目的基因
①化学方法合成目的基因
②利用聚合酶链式反应(PCR)技术扩增目的基因③从基因文库中获取目的基因方法：
目的基因的序列是已知的
目的基因的核苷酸序列是未知的 基因DNA文库的构建
将总DNA经过酶解，分离不同长短的DNA片段。包含的基因片段分别克隆在质粒或噬菌体载体上，转染细菌或体外包装到噬菌体颗粒上便构成了该生物的基因文库。第二步：形成重组DNA分子质粒DNA分子限制性核酸内切酶处理两个切口
获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）同一种一个切口
两个黏性末端二、基因工程操作步骤：第三步：将重组DNA分子导入受体细胞常用受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等
方法举例： 载体：质粒； 宿主细胞：大肠杆菌； 处理方法：氯化钙； 目的：增加细胞壁透性；二、基因工程操作步骤：第四步：筛选含有目的基因的受体细胞筛选原理：
质粒（载体）上含有抗生素抗性基因，
受体细胞本身不能抵抗抗生素（不具有抗生素抗性基因），
因此只有导入重组DNA分子（含目的基因）的受体细胞才能在含有抗生素的培养基中生存！二、基因工程操作步骤：第五步：目的基因的表达成功标志：
在受体细胞中产生人们需要的功能物质！二、基因工程操作步骤：1.在基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其作用是（ ）
A.将目的基因从染色体上切割出来
B.识别并切割特定的DNA核苷酸序列
C.将目的基因与运载体结合
D.将目的基因导入受体细胞B随堂练习2.基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A.限制酶只用于切割获取目的基因
B.载体与目的基因必须用同一种限制酶处理
C.基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶
D.带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测A3.基因工程中常见的载体是（ ）
A.质体 B.染色体 C.质粒 D.线粒体C4.运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的方法是检测棉花植株是否有（ ）
A.抗虫基因 B.抗虫基因产物
C.新的细胞核 D.相应性状
5.转基因动物转基因时的受体细胞是（ ）
A.受精卵 B.精细胞
C.卵细胞 D.体细胞DA限制酶是一群核酸切割酶，可辨识并切割DNA 分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶 BamHI , EcoRI , Hind Ⅲ以及 BgIⅡ的辨识序列：
箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端，可以互补结合？其正确的末端互补序列为何？（ ）
A．BamHI和EcoRI；末端互补序列－AATT－
B．BamHI和Hind Ⅲ；末端互补序列－GATC－
C．BamHI和BgIⅡ；末端互补序列－GATC－
D．EcoRI和Hind Ⅲ；末端互补序列－AATT－C