人教版高中生物选修三专题1 DNA重组技术的基本工具课件（共37张）
文档属性
| 名称 | 人教版高中生物选修三专题1 DNA重组技术的基本工具课件（共37张） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 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 | 2016-05-06 20:00:38 | ||
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文档简介
课件37张PPT。 据WTO调查：2004年全世界因狂犬病致死人数约5.5万人
中国卫生部通报：2004年７月，狂犬病列法定报告传染病死亡数之首。发病死亡率近100% .能产生狂犬病抗体蛋白的转基因烟草基因工程专题1基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人类需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫DNA重组技术。概念分析：问题探讨： 苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。
让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。
想一想需要做哪些关键工作？普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？重组DNA导入形成基因工程培育抗虫棉的简要过程基因工程培育抗虫棉的关键步骤关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：形成重组DNA关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞1.1 DNA重组技术的基本工具关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：形成重组DNA关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶“分子缝合针”—— DNA连接酶“分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶⒈主要来源：2.种类与命名：3.作用：4.作用结果：主要是从原核生物中分离纯化出来的一类酶。约4000种识别特定的核苷酸序列，断裂磷酸二酯键。形成粘性末端或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。 现在已经从约300种微生物中分离出约4000种限制性内切酶(限制酶)。EcoRⅠSmaⅠ粘质沙雷氏杆菌
（Serratia marcesens）大肠杆菌
（Escherichia coli R）练习：流感嗜血杆菌的d菌株( Haemophilus influenzae d )中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ限制酶的识别序列：能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列：
在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。限制性核酸内切酶作用的是DNA分子中的什么键？磷酸二酯键
即脱氧核糖、磷酸之间的连接 EcoRⅠ黏性末端 黏性末端什么叫黏性末端？ 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，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。SmaⅠ平末端 平末端限制性内切酶与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。目的基因所在DNA片段载体DNA片段EcoRⅠEcoRⅠDNA连接酶1.作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA.2.作用原理：催化磷酸二酯键形成3.种类：⑴ E·coli DNA连接酶
⑵ T4 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，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 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低双链单链在两DNA片段之间形
成磷酸二酯键将单个核苷酸加
到已存在的核酸
片段的3’末端的
羟基上，形成磷
酸二酯键都能形成磷酸二酯键
二者都是蛋白质类化合物
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT “分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体1.作用：2.条件：3.种类：质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。将外源基因送入受体细胞。
⑴有1~多个限制酶切点
⑵对受体细胞无害
⑶使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 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？
作为载体的必要条件:Go back质粒的特点：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA分子外并能自我复制的小型双链环状DNA分子。
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。基因工程
的工具限制酶主要存在于原核生物中
具有专一性(识别序列)
切开DNA分子的磷酸二酯键DNA连
接酶连接磷酸二酯键种类E.coliDNA连接酶
T4 DNA连接酶载体具备的
条件质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒种类能自我复制
有一个或多个酶切割位点
有标记基因
对受体细胞无害思考与探究 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。 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 P71)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2）有关基因工程的叙述中，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，以便与目的基因连接
D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间
形成氢键C练习3）同一种限制酶切割成的黏性末端是 A. ①②
B. ①③
C. ①④
D. ②③A
中国卫生部通报：2004年７月，狂犬病列法定报告传染病死亡数之首。发病死亡率近100% .能产生狂犬病抗体蛋白的转基因烟草基因工程专题1基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人类需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫DNA重组技术。概念分析：问题探讨： 苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。
让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。
想一想需要做哪些关键工作？普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？重组DNA导入形成基因工程培育抗虫棉的简要过程基因工程培育抗虫棉的关键步骤关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：形成重组DNA关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞1.1 DNA重组技术的基本工具关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：形成重组DNA关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶“分子缝合针”—— DNA连接酶“分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶⒈主要来源：2.种类与命名：3.作用：4.作用结果：主要是从原核生物中分离纯化出来的一类酶。约4000种识别特定的核苷酸序列，断裂磷酸二酯键。形成粘性末端或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。 现在已经从约300种微生物中分离出约4000种限制性内切酶(限制酶)。EcoRⅠSmaⅠ粘质沙雷氏杆菌
（Serratia marcesens）大肠杆菌
（Escherichia coli R）练习：流感嗜血杆菌的d菌株( Haemophilus influenzae d )中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ限制酶的识别序列：能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列：
在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。限制性核酸内切酶作用的是DNA分子中的什么键？磷酸二酯键
即脱氧核糖、磷酸之间的连接 EcoRⅠ黏性末端 黏性末端什么叫黏性末端？ 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，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。SmaⅠ平末端 平末端限制性内切酶与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。目的基因所在DNA片段载体DNA片段EcoRⅠEcoRⅠDNA连接酶1.作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA.2.作用原理：催化磷酸二酯键形成3.种类：⑴ E·coli DNA连接酶
⑵ T4 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，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 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低双链单链在两DNA片段之间形
成磷酸二酯键将单个核苷酸加
到已存在的核酸
片段的3’末端的
羟基上，形成磷
酸二酯键都能形成磷酸二酯键
二者都是蛋白质类化合物
尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT “分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体1.作用：2.条件：3.种类：质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。将外源基因送入受体细胞。
⑴有1~多个限制酶切点
⑵对受体细胞无害
⑶使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 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？
作为载体的必要条件:Go back质粒的特点：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA分子外并能自我复制的小型双链环状DNA分子。
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。基因工程
的工具限制酶主要存在于原核生物中
具有专一性(识别序列)
切开DNA分子的磷酸二酯键DNA连
接酶连接磷酸二酯键种类E.coliDNA连接酶
T4 DNA连接酶载体具备的
条件质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒种类能自我复制
有一个或多个酶切割位点
有标记基因
对受体细胞无害思考与探究 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。 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 P71)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2）有关基因工程的叙述中，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，以便与目的基因连接
D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间
形成氢键C练习3）同一种限制酶切割成的黏性末端是 A. ①②
B. ①③
C. ①④
D. ②③A