3.1重组DNA技术的基本工具 课件(共26张PPT)-2025--2026学年高二下学期《生物》（人教版）选必修3
文档属性
| 名称 | 3.1重组DNA技术的基本工具 课件(共26张PPT)-2025--2026学年高二下学期《生物》（人教版）选必修3 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 13.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-01 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
(共26张PPT)
第1节 重组DNA技术的基本工具
高二人教版生物学选择性必修3
第三章 基因工程
教学目标
1.知识与能力目标：
说出对基因工程概念的理解和重组DNA技术的三种基本工具的作用；能用纸卡模型构建重组DNA分子，解决实际问题。
2.学科素养目标：
生命观念：阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用
科学思维：说出限制酶的作用及作用位点、基因进入受体细胞的载体所具 备的条件
科学探究：探究实践模拟重组DNA分子
第1节 重组DNA技术的基本工具
棉铃
棉铃
棉铃虫
能否培育出自身能抵抗虫害的棉花新品种呢？
苏云金杆菌
苏云金杆菌含有一种Bt毒蛋白基因。
Bt毒蛋白基因
转基因抗虫棉
转基因技术
基因工程在农牧业生产上的应用之一
指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物 ，创造出更符合人们需要的 和生物制品。
从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA 上进行设计和施工的，因此又叫作 。
转基因
新的遗传特性
新的生物类型
分子水平
重组DNA技术
体外
DNA分子水平
基因
操作环境：
操作水平：
操作对象：
遗传学原理：
基因重组
基因工程：
重组DNA技术所需的三种基本工具
限制性内切核酸酶
“分子手术刀”
DNA连接酶
“分子缝合针”
基因进入受体细胞的载体
“分子运输车”
限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
限制酶的命名：
两种常用的限制酶：
资料卡（P72）
大肠杆菌R型菌株分离出来的第一种限制酶
限制性内切核酸酶简称：
例如：EcoRⅠ
简单来说，表示从某种微生物中分离出来的第几种限制酶
限制酶
EcoRⅠ和SmaⅠ
一、限制性内切核酸酶—“分子手术刀”
3、作用：
专一性
能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
1、来源：
主要来自原核生物
2、种类：
数千种（不是一种，是一类酶）
T
G
C
C
G
T
A
A
5
3
3
5
磷酸二酯键
氢键
特定的核苷酸之间
思考1、仔细观察以下四种限制酶识别的特定序列有何特点？
EcoRⅠ
……G-A-A-T-T-C……
……C-T-T-A-A-G……
HindⅢ
……A-A-G-C-T-T……
……T-T-C-G-A-A……
BamHⅠ
……G-G-A-T-C-C……
……C-C-T-A-G-G……
TaqⅠ
………T-C-G-A………
………A-G-C-T………
②在识别序列中，一条链正向读的碱基顺序与其互补链反向读的顺序完全一致，称为“回文序列”。
①大多数限制酶的识别序列由 个脱氧核苷酸组成，少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。
6
切点
切点
中轴线
粘性末端
平末端
4、切割结果：
产生黏性末端或平末端
模拟实践1：用剪刀模拟限制酶的切割作用
EcoR Ⅰ
在G和A之间切割
Sam Ⅰ
在C和G之间切割
小组合作，动手探究
思考2、推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么？
用来切割外源DNA使之失效，从而达到保护自身的目的
思考3、试推测限制酶为什么不会切割自身的DNA？
原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰
思考 讨论（课本P71）
1、写出下列限制酶切割形成的黏性末端
BamHⅠ____ EcoRⅠ___
HindⅢ___ BglⅡ ___
GATC
AATT
AGCT
GATC
学以致用
不同限制酶作用可以产生 黏性末端
相同的
一个酶切位点
AGGTACTTAA
TCCATG
AATTCATGC
GTACG
GTC...基因.......TGGACTTAA
AATTCAG...目的.......ACCTG
在切割含目的基因的DNA分子时，需要在目的基因的两端都用限制性核酸内切酶切割，会产生4个末端。
模拟实践2 ：模拟EcoRI提取目的基因
TCCATGAATTCAG......目的.........ACCTGAATTCATGC
AGGTACTTAAGTC......基因.........TGGACTTAAGTACG
小组合作，动手探究
识别序列GAATTC
EcoRI
思维拓展：1、目的基因能首尾相连吗？2、目的基因能和原两端的片段反向连接吗？
DNA连接酶——分子缝合针
二、“分子缝合针”—— DNA连接酶
(1)作用：
类型 E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶
来源 ____________ ____________
功能 只缝合____________ 缝合____________和____________
结果 恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的_________________ 大肠杆菌
T4噬菌体
黏性末端
黏性末端
平末端(效率较低)
磷酸二酯键
(2)类型：
连接双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”
将外源基因送入受体细胞。
1.作用：
质粒
动植物病毒
噬菌体
2.种类：
三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
质粒的化学本质：
3、质粒作为载体需具备的条件：
问题1：如何将目的基因插入到质粒中？
问题2：如何鉴定重组质粒是否进入了受体细胞？
问题3：重组质粒进入受体细胞后，要使目的基因能遗传给子代，质粒需要有什么功能？
问题4：能从破伤风杆菌中提取质粒作为基因
工程的载体吗？
有一个至多个限制酶切割位点， 便于插入目的基因；
具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选
能自我复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；
对受体细胞无害
真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
思考讨论
突破难点
模拟实践3、重组质粒的模拟操作
假如在实际实验操作中，将若干质粒和目的基因片段进行DNA重组，关于连接类型，你有什么发现？（前后两个小组合为一个进行探究）；构建重组质粒。
5’................ pBI121 ................GAATTC........3’
3’................ 质 粒 ................CTTAAG........5’
小组合作，动手探究
GTC...基因.......TGGACTTAA
AATTCAG...目的.......ACCTG
深化拓展
目的基因自身环化、质粒的自身环化、目的基因和质粒的正反向连接，目的基因和目的基因、质粒和质粒相连接。
1、请各组展示目的基因和质粒会出现哪些不同的连接方式？
2、为避免上述现象的出现，可以采用什么方法？
分别使用两种限制酶去切割目的基因和运载体
正向
反向
原因：由同种限制酶切割，形成相同的粘性末端
2、 选用下图载体将目的基因导入细菌中并将含有目的基因的细菌筛选出来。
（1）在培养细菌的培养基中添加
抗生素B，则应该选择的限制酶
为_______。
（2）在培养细菌的培养基中添加
抗生素A，则应该选择的限制酶
为_____。
①或②
①
学以致用
3、
A 、BamHⅠ B 、HindⅢ C、 PstⅠ D、PstⅠ和 HindⅢ
D
限制酶
DNA连接酶
载体
①对受体细胞无害；
②有一个至多个限制酶切割位点；
③有特殊的标记基因；
④能自我复制或能整合到宿主DNA上。
质粒、噬菌体 、动植物病毒
基因工程的基本工具
作为载体的条件
种类：
来源：
主要来源于原核生物
作用：
能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并切割特定部位的磷酸二酯键
结果：
形成黏性末端或平末端
种类： E.coliDNA连接酶、T4 DNA连接酶
作用： 把两条双链DNA片段拼接起来
课堂总结
谢谢观看
Thank you
第1节 重组DNA技术的基本工具
高二人教版生物学选择性必修3
第三章 基因工程
教学目标
1.知识与能力目标：
说出对基因工程概念的理解和重组DNA技术的三种基本工具的作用；能用纸卡模型构建重组DNA分子，解决实际问题。
2.学科素养目标：
生命观念：阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用
科学思维：说出限制酶的作用及作用位点、基因进入受体细胞的载体所具 备的条件
科学探究：探究实践模拟重组DNA分子
第1节 重组DNA技术的基本工具
棉铃
棉铃
棉铃虫
能否培育出自身能抵抗虫害的棉花新品种呢？
苏云金杆菌
苏云金杆菌含有一种Bt毒蛋白基因。
Bt毒蛋白基因
转基因抗虫棉
转基因技术
基因工程在农牧业生产上的应用之一
指按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物 ，创造出更符合人们需要的 和生物制品。
从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA 上进行设计和施工的，因此又叫作 。
转基因
新的遗传特性
新的生物类型
分子水平
重组DNA技术
体外
DNA分子水平
基因
操作环境：
操作水平：
操作对象：
遗传学原理：
基因重组
基因工程：
重组DNA技术所需的三种基本工具
限制性内切核酸酶
“分子手术刀”
DNA连接酶
“分子缝合针”
基因进入受体细胞的载体
“分子运输车”
限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
限制酶的命名：
两种常用的限制酶：
资料卡（P72）
大肠杆菌R型菌株分离出来的第一种限制酶
限制性内切核酸酶简称：
例如：EcoRⅠ
简单来说，表示从某种微生物中分离出来的第几种限制酶
限制酶
EcoRⅠ和SmaⅠ
一、限制性内切核酸酶—“分子手术刀”
3、作用：
专一性
能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
1、来源：
主要来自原核生物
2、种类：
数千种（不是一种，是一类酶）
T
G
C
C
G
T
A
A
5
3
3
5
磷酸二酯键
氢键
特定的核苷酸之间
思考1、仔细观察以下四种限制酶识别的特定序列有何特点？
EcoRⅠ
……G-A-A-T-T-C……
……C-T-T-A-A-G……
HindⅢ
……A-A-G-C-T-T……
……T-T-C-G-A-A……
BamHⅠ
……G-G-A-T-C-C……
……C-C-T-A-G-G……
TaqⅠ
………T-C-G-A………
………A-G-C-T………
②在识别序列中，一条链正向读的碱基顺序与其互补链反向读的顺序完全一致，称为“回文序列”。
①大多数限制酶的识别序列由 个脱氧核苷酸组成，少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。
6
切点
切点
中轴线
粘性末端
平末端
4、切割结果：
产生黏性末端或平末端
模拟实践1：用剪刀模拟限制酶的切割作用
EcoR Ⅰ
在G和A之间切割
Sam Ⅰ
在C和G之间切割
小组合作，动手探究
思考2、推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么？
用来切割外源DNA使之失效，从而达到保护自身的目的
思考3、试推测限制酶为什么不会切割自身的DNA？
原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰
思考 讨论（课本P71）
1、写出下列限制酶切割形成的黏性末端
BamHⅠ____ EcoRⅠ___
HindⅢ___ BglⅡ ___
GATC
AATT
AGCT
GATC
学以致用
不同限制酶作用可以产生 黏性末端
相同的
一个酶切位点
AGGTACTTAA
TCCATG
AATTCATGC
GTACG
GTC...基因.......TGGACTTAA
AATTCAG...目的.......ACCTG
在切割含目的基因的DNA分子时，需要在目的基因的两端都用限制性核酸内切酶切割，会产生4个末端。
模拟实践2 ：模拟EcoRI提取目的基因
TCCATGAATTCAG......目的.........ACCTGAATTCATGC
AGGTACTTAAGTC......基因.........TGGACTTAAGTACG
小组合作，动手探究
识别序列GAATTC
EcoRI
思维拓展：1、目的基因能首尾相连吗？2、目的基因能和原两端的片段反向连接吗？
DNA连接酶——分子缝合针
二、“分子缝合针”—— DNA连接酶
(1)作用：
类型 E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶
来源 ____________ ____________
功能 只缝合____________ 缝合____________和____________
结果 恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的_________________ 大肠杆菌
T4噬菌体
黏性末端
黏性末端
平末端(效率较低)
磷酸二酯键
(2)类型：
连接双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”
将外源基因送入受体细胞。
1.作用：
质粒
动植物病毒
噬菌体
2.种类：
三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
质粒的化学本质：
3、质粒作为载体需具备的条件：
问题1：如何将目的基因插入到质粒中？
问题2：如何鉴定重组质粒是否进入了受体细胞？
问题3：重组质粒进入受体细胞后，要使目的基因能遗传给子代，质粒需要有什么功能？
问题4：能从破伤风杆菌中提取质粒作为基因
工程的载体吗？
有一个至多个限制酶切割位点， 便于插入目的基因；
具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选
能自我复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；
对受体细胞无害
真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
思考讨论
突破难点
模拟实践3、重组质粒的模拟操作
假如在实际实验操作中，将若干质粒和目的基因片段进行DNA重组，关于连接类型，你有什么发现？（前后两个小组合为一个进行探究）；构建重组质粒。
5’................ pBI121 ................GAATTC........3’
3’................ 质 粒 ................CTTAAG........5’
小组合作，动手探究
GTC...基因.......TGGACTTAA
AATTCAG...目的.......ACCTG
深化拓展
目的基因自身环化、质粒的自身环化、目的基因和质粒的正反向连接，目的基因和目的基因、质粒和质粒相连接。
1、请各组展示目的基因和质粒会出现哪些不同的连接方式？
2、为避免上述现象的出现，可以采用什么方法？
分别使用两种限制酶去切割目的基因和运载体
正向
反向
原因：由同种限制酶切割，形成相同的粘性末端
2、 选用下图载体将目的基因导入细菌中并将含有目的基因的细菌筛选出来。
（1）在培养细菌的培养基中添加
抗生素B，则应该选择的限制酶
为_______。
（2）在培养细菌的培养基中添加
抗生素A，则应该选择的限制酶
为_____。
①或②
①
学以致用
3、
A 、BamHⅠ B 、HindⅢ C、 PstⅠ D、PstⅠ和 HindⅢ
D
限制酶
DNA连接酶
载体
①对受体细胞无害；
②有一个至多个限制酶切割位点；
③有特殊的标记基因；
④能自我复制或能整合到宿主DNA上。
质粒、噬菌体 、动植物病毒
基因工程的基本工具
作为载体的条件
种类：
来源：
主要来源于原核生物
作用：
能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并切割特定部位的磷酸二酯键
结果：
形成黏性末端或平末端
种类： E.coliDNA连接酶、T4 DNA连接酶
作用： 把两条双链DNA片段拼接起来
课堂总结
谢谢观看
Thank you