人教版高中生物选修三第一章第一节 DNA重组技术的基本工具（共40张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中生物选修三第一章第一节 DNA重组技术的基本工具（共40张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 785.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2016-05-04 11:01:11 | ||
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文档简介
课件40张PPT。专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。（一）基因工程的概念基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的基因产物剪切→ 拼接→ 导入→ 表达基因重组基因工程的理论基础1、物质基础———脱氧核苷酸2、结构基础———规则的双螺旋结构3、传递和表达的基础———中心法则，
共用一套遗传密码DNA重组技术的基本工具准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）
DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）
基因转移工具（“分子运输车”） 基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。微生物，主要从原核生物中分离纯化而来4000种。形成两种末端一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶特异性磷酸二酯键H2O +限制性内切酶与DNA解旋酶的区别切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键将DNA两条链的氢键打开形成两条单链限制性内切酶与DNA水解酶的区别切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片段的DNA。切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。 限制酶切割DNA后形成的末端——黏性末端、平末端是如何形成的？重播 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。什么叫黏性末端？ 当限制酶从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。什么叫平末端？ 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。寻根问底你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？ 原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。思考与探究 P7 （2）为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列；或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。 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，就可以合成重组的DNA分子了。思考……GAATTC……
……CTTAAG…………GAATTC……
……CTTAAG……EcoRⅠ不同来源的DNA片段混合将不同种来源的DNA片段连接起来生物A基因片段生物B基因片段……G AATTC……
……CTTAA G……酶切……GAATTC……
……CTTAAG……同一种基因的针线──DNA连接酶切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？2. DNA连接酶——“分子缝合针” 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。寻根问底DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?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，不需要模板Go on二、“分子缝合针” —— DNA连接酶①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来.②作用原理：催化磷酸二酯键形成③类型：E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功能大肠杆菌T4噬菌体恢复
磷酸
二酯键只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率较低)相同点差别 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coli DNA连接酶 或T4DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低T4DNA连接酶 基因的针线：DNA连接酶 基因进入受体细胞的载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。三、“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体⒈载体需要的条件：
⑴有一个或多个限制酶切点
⑵对受体细胞无害
⑶导入基因能在受体细胞中复制、表达
⑷有某些标记基因，便于筛选
⒉常用运载体：
⑴细菌的质粒
⑵λ噬菌体衍生物或某些动植物病毒 ⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？ ⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？ ⑵霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？ ⑷目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？
“分子运输车” ——运载体1.作用：
2.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒
将外源基因送入受体细胞。 质粒的特点:1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子；
2、质粒的存在对宿主细胞无影响；
3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
3、基因的运输工具——运载体能复制并带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。3、天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？提示：
基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。
是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？
不是，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：思考与探究 P71） 载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。
2） 载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。
3） 载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。
4） 载体DNA必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。
5） 载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。
实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。4、DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？ 迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链DNA的酶。思考与探究 P7科技探索之路 基因工程诞生的理论基础：DNA是生物遗传物质的发现、DNA双螺旋结构的确立
以及遗传信息传递方式的认定基因工程的技术保障限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体本节归纳练习在基因工程中，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
A2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练习3.下列说法正确的是 （ ）
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载体
C、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、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键练习C4.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 练习Bover
共用一套遗传密码DNA重组技术的基本工具准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）
DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）
基因转移工具（“分子运输车”） 基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。微生物，主要从原核生物中分离纯化而来4000种。形成两种末端一、 “分子手术刀” ——限制性核酸内切酶特异性磷酸二酯键H2O +限制性内切酶与DNA解旋酶的区别切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键将DNA两条链的氢键打开形成两条单链限制性内切酶与DNA水解酶的区别切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键，形成片段的DNA。切割磷酸二酯键，形成单个的脱氧核苷酸。 限制酶切割DNA后形成的末端——黏性末端、平末端是如何形成的？重播 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。什么叫黏性末端？ 当限制酶从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。什么叫平末端？ 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。寻根问底你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？ 原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。思考与探究 P7 （2）为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列；或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。 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，就可以合成重组的DNA分子了。思考……GAATTC……
……CTTAAG…………GAATTC……
……CTTAAG……EcoRⅠ不同来源的DNA片段混合将不同种来源的DNA片段连接起来生物A基因片段生物B基因片段……G AATTC……
……CTTAA G……酶切……GAATTC……
……CTTAAG……同一种基因的针线──DNA连接酶切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？2. DNA连接酶——“分子缝合针” 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。寻根问底DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?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，不需要模板Go on二、“分子缝合针” —— DNA连接酶①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来.②作用原理：催化磷酸二酯键形成③类型：E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功能大肠杆菌T4噬菌体恢复
磷酸
二酯键只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率较低)相同点差别 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coli DNA连接酶 或T4DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低T4DNA连接酶 基因的针线：DNA连接酶 基因进入受体细胞的载体 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。三、“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体⒈载体需要的条件：
⑴有一个或多个限制酶切点
⑵对受体细胞无害
⑶导入基因能在受体细胞中复制、表达
⑷有某些标记基因，便于筛选
⒉常用运载体：
⑴细菌的质粒
⑵λ噬菌体衍生物或某些动植物病毒 ⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？ ⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？ ⑵霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？ ⑷目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？
“分子运输车” ——运载体1.作用：
2.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒
将外源基因送入受体细胞。 质粒的特点:1、细胞染色体（或拟核DNA分子）外能自主复制的小型环状DNA分子；
2、质粒的存在对宿主细胞无影响；
3、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
3、基因的运输工具——运载体能复制并带着插入的目的基因一起复制有切割位点有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。3、天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？提示：
基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒（plasmid），即独立于细菌拟核染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。
是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？
不是，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：思考与探究 P71） 载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。
2） 载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。
3） 载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。
4） 载体DNA必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。
5） 载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。
实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。4、DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？ 迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链DNA的酶。思考与探究 P7科技探索之路 基因工程诞生的理论基础：DNA是生物遗传物质的发现、DNA双螺旋结构的确立
以及遗传信息传递方式的认定基因工程的技术保障限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体本节归纳练习在基因工程中，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
A2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练习3.下列说法正确的是 （ ）
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载体
C、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、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键练习C4.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 练习Bover