高中生物浙科版选修三第一章第一节工具酶的发现和基因工程的诞生（30张PPT）
文档属性
| 名称 | 高中生物浙科版选修三第一章第一节工具酶的发现和基因工程的诞生（30张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙科版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2018-05-16 09:54:59 | ||
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文档简介
课件30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转基因鲑鱼转基因超级鼠蓝色妖姬 就是把一种生物的遗传物质转入另一种生物的细胞中，使其产生我们需要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状。其核心是构建重组DNA分子。（又称为重组DNA技术）基因工程Basic Principle of Gene Engineering一、基因工程的诞生1、时间：1972年，斯坦福大学 合成第一个人工DNA重组产物
1973年，斯坦福大学 实现了细菌之间的性状转移 ——标志基因工程的诞生20世纪70年代 不同生物的DNA能拼接在一起2、基因工程的成功能说明哪些问题？说明所有生物的DNA都具有相同的化学组成(四种脱氧核苷酸)和空间结构(双螺旋结构) 一种生物的基因能够在另一种生物体内表达说明基因是有遗传效应的DNA片段，具有一定的独立性，同时也说明各种生物共用一套遗传密码一、基因工程的理论基础：二、基因工程的技术保障——基因工程的工具1.DNA是细胞生物的遗传物质2.DNA双螺旋结构3.遗传信息传递方式1.基因的剪刀2.基因的缝合针3.基因的运输工具限制性核酸内切酶DNA连接酶载体（质粒与病毒）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→ 表达实质基因重组二、什么是基因工程？生物合成人胰岛素你认为培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？培育转基因大肠杆菌的关键步骤三、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，识别特定核苷酸序列，在特定的位点切割6、意义：得到我们所需要的基因，使DNA重组成为可能。产生粘性末端（或平末端）5、结果：1、分布：主要在微生物中。4、作用部位：DNA链（磷酸二酯键）思考：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制性核酸内切酶切几个切口？可产生几个黏性末端？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。然后让两者的粘性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。
如果让两者的黏性末端通过氢键连接起来，是否
就可以形成重组的DNA分子了？ 四、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。两DNA片段要具有互补的粘性末端才能拼起来DNA连接酶的缝合作用注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能连接单链DNA！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四、基因的针线——DNA连接酶1、作用:将互补配对的两个粘性末端连接起来。2、连接的部位:是DNA主链上的缺口（磷酸二酯键）
而不是氢键3、意义:可以把不同的DNA连接在一起，使重组DNA成为可能。都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质 不需要需要形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制DNA连接酶与DNA聚合酶的比较只能将单个核苷酸连接到已有DNA片段上，形成磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键思考： 用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几
个磷酸二酯键？ 2个 外源基因（如人胰岛素基因）怎样才能运送到受体细胞（如大肠杆菌细胞）？需要“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体1.种类：2、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。五、基因的运输工具——（运）载体思考：假如外源基因导入受体细胞后不能复制会怎样？
作为载体如果没有限制酶切割位点将怎样？
外源基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？
如果载体对受体细胞有害将怎样？会在细胞增殖中丢失 外源的基因不可能插入 如果载体上有遗传标记基因，就可通过标记基因的表达来检测。 将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的外源基因也可能无法表达。 3.条件：3.条件：（2）能在宿主细胞内自我复制并稳定地保存，或整合到受体染色体DNA上，伴随其进行同步复制⑴有一个或多个限制酶切点，可使外源基因插入其中 （3）具有某些遗传标记基因，以便进行筛选（4）对受体细胞无害 ，可友好地借居（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（2）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（3）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（4）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连接酶运载
工 具具备的
条件结构简单,大小适中
能在宿主细胞中自
我复制并稳定存在
具一个或多个限制酶切位点
具标记基因质粒、 λ噬菌体衍生物 、动植物病毒转基因蓝玫瑰蓝色色素（蛋白质）蓝色色素基因（紫罗兰）在玫瑰细胞中转录翻译蓝色色素基因玫瑰基因剪切结果：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）与杂交育种相比：2）与诱变育种相比：克服远缘杂交不亲和障碍定向改造生物性状 甲 乙 (供体提供目的基因) (受体表达目的基因)导入优点：EcoRI识别GAATTC序列，并在G和A之间切开限制酶在切断DNA时，可在切口处带有几个伸出的核苷酸，他们之间碱基正好互补配对，因此称这些片断为粘性末端。SmaⅠ平末端 平末端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质 粒来源：细菌及酵母菌等。最常用的是大肠杆菌的质粒。本质：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。。可以检测质粒是否导入了受体细胞
工具酶的发现和基因工程的诞生转基因鲑鱼转基因超级鼠蓝色妖姬 就是把一种生物的遗传物质转入另一种生物的细胞中，使其产生我们需要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状。其核心是构建重组DNA分子。（又称为重组DNA技术）基因工程Basic Principle of Gene Engineering一、基因工程的诞生1、时间：1972年，斯坦福大学 合成第一个人工DNA重组产物
1973年，斯坦福大学 实现了细菌之间的性状转移 ——标志基因工程的诞生20世纪70年代 不同生物的DNA能拼接在一起2、基因工程的成功能说明哪些问题？说明所有生物的DNA都具有相同的化学组成(四种脱氧核苷酸)和空间结构(双螺旋结构) 一种生物的基因能够在另一种生物体内表达说明基因是有遗传效应的DNA片段，具有一定的独立性，同时也说明各种生物共用一套遗传密码一、基因工程的理论基础：二、基因工程的技术保障——基因工程的工具1.DNA是细胞生物的遗传物质2.DNA双螺旋结构3.遗传信息传递方式1.基因的剪刀2.基因的缝合针3.基因的运输工具限制性核酸内切酶DNA连接酶载体（质粒与病毒）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→ 表达实质基因重组二、什么是基因工程？生物合成人胰岛素你认为培育转基因大肠杆菌的关键步骤有哪些？培育转基因大肠杆菌的关键步骤三、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，识别特定核苷酸序列，在特定的位点切割6、意义：得到我们所需要的基因，使DNA重组成为可能。产生粘性末端（或平末端）5、结果：1、分布：主要在微生物中。4、作用部位：DNA链（磷酸二酯键）思考：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制性核酸内切酶切几个切口？可产生几个黏性末端？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。然后让两者的粘性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。
如果让两者的黏性末端通过氢键连接起来，是否
就可以形成重组的DNA分子了？ 四、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。两DNA片段要具有互补的粘性末端才能拼起来DNA连接酶的缝合作用注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能连接单链DNA！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四、基因的针线——DNA连接酶1、作用:将互补配对的两个粘性末端连接起来。2、连接的部位:是DNA主链上的缺口（磷酸二酯键）
而不是氢键3、意义:可以把不同的DNA连接在一起，使重组DNA成为可能。都能催化形成磷酸二酯键都是蛋白质 不需要需要形成完整的重组DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制DNA连接酶与DNA聚合酶的比较只能将单个核苷酸连接到已有DNA片段上，形成磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键思考： 用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几
个磷酸二酯键？ 2个 外源基因（如人胰岛素基因）怎样才能运送到受体细胞（如大肠杆菌细胞）？需要“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体1.种类：2、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。五、基因的运输工具——（运）载体思考：假如外源基因导入受体细胞后不能复制会怎样？
作为载体如果没有限制酶切割位点将怎样？
外源基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？
如果载体对受体细胞有害将怎样？会在细胞增殖中丢失 外源的基因不可能插入 如果载体上有遗传标记基因，就可通过标记基因的表达来检测。 将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的外源基因也可能无法表达。 3.条件：3.条件：（2）能在宿主细胞内自我复制并稳定地保存，或整合到受体染色体DNA上，伴随其进行同步复制⑴有一个或多个限制酶切点，可使外源基因插入其中 （3）具有某些遗传标记基因，以便进行筛选（4）对受体细胞无害 ，可友好地借居（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（2）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（3）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（4）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连接酶运载
工 具具备的
条件结构简单,大小适中
能在宿主细胞中自
我复制并稳定存在
具一个或多个限制酶切位点
具标记基因质粒、 λ噬菌体衍生物 、动植物病毒转基因蓝玫瑰蓝色色素（蛋白质）蓝色色素基因（紫罗兰）在玫瑰细胞中转录翻译蓝色色素基因玫瑰基因剪切结果：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）与杂交育种相比：2）与诱变育种相比：克服远缘杂交不亲和障碍定向改造生物性状 甲 乙 (供体提供目的基因) (受体表达目的基因)导入优点：EcoRI识别GAATTC序列，并在G和A之间切开限制酶在切断DNA时，可在切口处带有几个伸出的核苷酸，他们之间碱基正好互补配对，因此称这些片断为粘性末端。SmaⅠ平末端 平末端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质 粒来源：细菌及酵母菌等。最常用的是大肠杆菌的质粒。本质：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。。可以检测质粒是否导入了受体细胞