生物：1.1《DNA重组技术的基本工具》课件(新人教版选修3).ppt

生物：1.1DNA重组技术的基本工具课件(新人教版选修3)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望专题1 基因工程从题图中可以看出：从题图中可以看出：1.1.沃森和克里克对沃森和克里克对 结构的重大发现和结构的重大发现和随后的技术创新孕育了基因工程。随后的技术创新孕育了基因工程。2.2.在复制的在复制的DNA双螺旋结构上展示的双螺旋结构上展示的 工程菌、牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛花工程菌、牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛花等，代表了基因工程三个重要方面的研究成等，代表了基因工程三个重要方面的研究成果：转基因果：转基因微生物微生物、转基因、转基因 和转基因和转基因 。综上所述，基因工程的主题：基因工程是按综上所述，基因工程的主题：基因工程是按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。物类型和生物产品。专题1 基因工程从科技探索之路中可以看出：从科技探索之路中可以看出：说明没有说明没有 的研究成果，没有的研究成果，没有 的创的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅速崛起。速崛起。阅读选修阅读选修3现代生物科技专题，找出现代生物现代生物科技专题，找出现代生物科技包括哪些工程？科技包括哪些工程？1.1 DNA重组技术的基本工具一、教学目标：一、教学目标：1.1.简述简述DNA重组技术所需三种基本工具的作重组技术所需三种基本工具的作用。用。2.2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。究和技术创新。二、教学重点：二、教学重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。重组技术所需的三种基本工具的作用。三、教学难点：三、教学难点：基因工程载体需要具备的条件。基因工程载体需要具备的条件。一、自学导引：阅读课本阅读课本P4P4P7P7，完成优化设计的自学导完成优化设计的自学导引。引。二、基因工程的原理：二、基因工程的原理：1.1.概念：概念：2.2.基因工程又叫基因工程又叫DNADNA重组技术。重组技术。3.3.过程：这种技术是在生物体过程：这种技术是在生物体 ，通过对，通过对 分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的，对生物的基因进行基因进行 和重新组合，然后导入受体细和重新组合，然后导入受体细胞内，进行胞内，进行 繁殖，使重组基因在受体细繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，非姐妹染色单体间的交叉互换。胞内表达，非姐妹染色单体间的交叉互换。二、基础知识：4.4.基因工程的特点：基因工程的特点：1 1）它是一种按照人们意愿，定向改造生物）它是一种按照人们意愿，定向改造生物遗传特性的技术。遗传特性的技术。2 2）在）在DNA分子水平上进行操作。分子水平上进行操作。3 3）是在体外进行的人为的基因重组。）是在体外进行的人为的基因重组。4 4）一旦成功，便可遗传。）一旦成功，便可遗传。5 5）主要技术是体外）主要技术是体外DNA重组技术和转基因重组技术和转基因技术。技术。三、DNA重组技术的基本工具：1.1.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶-“分子手术刀分子手术刀”：(1)(1)来源：来源：（2）特点：）特点：（3）切割后的形式：）切割后的形式：2种种分别为：黏性末端和平末端分别为：黏性末端和平末端注：限制性酶是一大类酶，不是一种酶。注：限制性酶是一大类酶，不是一种酶。限制酶大多可以专一性识别双链限制酶大多可以专一性识别双链DNA分子分子上的某种特定核苷酸序列，限制酶所识别上的某种特定核苷酸序列，限制酶所识别的序列，无论是的序列，无论是6个碱基还是个碱基还是4个碱基，都个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链链DNA上的碱基是反向对称，重复排列的。上的碱基是反向对称，重复排列的。实例实例 1 1：1、下列关于限制酶的说法正确的是（、下列关于限制酶的说法正确的是（）A.限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中少中少B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列列C.不同的限制酶切割不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末后都会形成黏性末端端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键键（四）（四）DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”1.作用：作用：2.种类种类：（：（1）EcoliDNA连接酶连接酶 （2）T4DNA连接酶连接酶3.实例实例2、见课本、见课本P5，图，图1-4，回答下列问题：，回答下列问题：（1）EcoR I是一种是一种 酶，其识别序列是酶，其识别序列是 ，切割位点是，切割位点是 与与 之间的之间的 键。键。切割结果产生的切割结果产生的DNA片段末端形式为片段末端形式为 。（2）不同来源）不同来源DNA 片段结合，在这里需要片段结合，在这里需要的酶应是的酶应是 连接酶，此酶的作用是在连接酶，此酶的作用是在 与与 之间形成之间形成 键而起键而起“缝合缝合”作用的。作用的。还有一种连接平末端的连接酶是还有一种连接平末端的连接酶是 。（五）基因进入受体细胞的载体（五）基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”1.使用载体的目的：一是用它作为运载工具，使用载体的目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中；二是利用它将目的基因转移到宿主细胞中；二是利用它在宿主细胞内进行大量的复制。在宿主细胞内进行大量的复制。2.载体的种类：（载体的种类：（1）质粒）质粒 （2）噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物 （3 3）某些动植物病毒）某些动植物病毒3.3.作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：1）载体）载体DNA 必需有一个或多个限制酶的切割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。这些供位点，以便目的基因可以插入到载体上。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必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，才不至于须是在质粒本身需要的基因片段之外，才不至于因目的基因的插入而失活。因目的基因的插入而失活。2）载体）载体DNA 必须具备自我复制能力，或整合必须具备自我复制能力，或整合到受体染色体到受体染色体DNA 上，随染色体上，随染色体DNA 的复制的复制而同步复制。而同步复制。3）载体）载体DNA必须有标记基因，以便重组后进行必须有标记基因，以便重组后进行筛选。筛选。4）载体）载体DNA 必须是安全的，不会对受体细胞必须是安全的，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有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。胞中去。5）载体）载体DNA分子大小应适合，以便提取和体外分子大小应适合，以便提取和体外操作。操作。（六）模拟操作：重组（六）模拟操作：重组DNADNA分子的模拟操作分子的模拟操作注意：这两条注意：这两条DNA分子的碱基对不是随意分子的碱基对不是随意乱写的。乱写的。首先，每个首先，每个DNA分子上的两条链上的碱基分子上的两条链上的碱基要互补配对；要互补配对；第二，每个第二，每个DNA分子中每条链都存在一个分子中每条链都存在一个G-A-A-T-T-C 的碱基序列，也就是说是的碱基序列，也就是说是EcoRI限制酶的识别位点，并存在限制酶的识别位点，并存在G-A的切的切割位点。割位点。实例实例3 3，以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，试分析：GC AATTC GC CTTAA CG G CG G (1)其中其中和和 是由一种限制酶切割形成的是由一种限制酶切割形成的 末端，两者要重组成一个末端，两者要重组成一个DNA 分子，所用分子，所用DNA连接酶通常是连接酶通常是 。（2）和和 是由另一种限制酶切割形成的是由另一种限制酶切割形成的 末端，两者要形成重组末端，两者要形成重组DNA片段，所用的连片段，所用的连接酶通常是接酶通常是 。本节内容小结：本节内容小结：1.知识梳理：知识梳理：DNA重组技术的基本工具：重组技术的基本工具：限制酶（分子手术刀）：识别特定的核苷酸限制酶（分子手术刀）：识别特定的核苷酸序列并切割两核苷酸之间的磷酸二酯键；序列并切割两核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA连接酶（分子缝合针）：连接两核苷连接酶（分子缝合针）：连接两核苷酸之间的磷酸二酯键；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）：基因进入受体细胞的载体（分子运输车）：最常用的是细菌质粒，还有最常用的是细菌质粒，还有噬菌体的衍生物、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。动植物病毒等。2.2.方法、技巧、规律总结：方法、技巧、规律总结：限制酶切割的是磷酸二酯键，而限制酶切割的是磷酸二酯键，而DNA连接酶连接酶连接的正是两个断开此键的连接的正是两个断开此键的DNA片段。片段。“分分子运输车子运输车”是目的基因进入受体细胞的载体，是目的基因进入受体细胞的载体，它具有的若干特点是基因工程鉴定、选择、它具有的若干特点是基因工程鉴定、选择、表达的关键，可以说，没有它，目的基因即表达的关键，可以说，没有它，目的基因即使进入受体细胞，也难以稳定保存，更谈不使进入受体细胞，也难以稳定保存，更谈不上复制和表达。上复制和表达。3.思维误区提示：思维误区提示：DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶根本不是同类酶，聚合酶根本不是同类酶，其功能特点大不相同，注意其区别。其功能特点大不相同，注意其区别。4.DNA4.DNA连接酶和连接酶和 DNADNA聚合酶的异同：聚合酶的异同：基因工程中所用的连接酶有两种：从大肠杆菌中基因工程中所用的连接酶有两种：从大肠杆菌中分离得到的分离得到的Ecoli连接酶、从连接酶、从T4噬菌体中分离得噬菌体中分离得到的到的T4连接酶。这两种酶的催化反应基本相同，连接酶。这两种酶的催化反应基本相同，都是连接双链都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链的缺口，而不能连接单链DNA。连接酶和聚合酶的作用都是形成磷酸二。连接酶和聚合酶的作用都是形成磷酸二酯键。酯键。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的酸片段的3末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而连接酶是在两个连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。片段之间形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是以一条聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成子链；而连接酶是将苷酸通过磷酸二酯键形成子链；而连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此连双链上的两个缺口同时连接起来，因此连接酶不需要模板。接酶不需要模板。两者都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不两者都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。相同。http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ wod42xqy容颜不变万载春夏，纵使妃嫔三千权倾天下，也不敌一笑如她。第042章 说好的尊老爱幼呢？这到底是什么意思？难道说这种有损人权的行为就是唯一的出路吗，可是自己确实是跪下了，而且还不止一次，难道我这个即将完成九年义务教育的现代人，终于还是向这个时代屈服了吗？慕容凌娢瞪大了眼睛，大部分是惊恐，真的有一点不甘心啊“怎么，口口声声说着不会干有损人格的事情，身体却很诚实呀。人类啊都是一种自欺欺人的生物，习惯就好了。”百蝶的话中带着几分戏虐，这让慕容凌娢有些那一接受。“夏桦要去皇宫一趟，点名要带你去。要是你能活着回来，这些事情我绝对不会再追究。”“算命大叔要去皇宫！为什么非要带我？”慕容凌娢处于惊恐之中，“还有要是我能活着回来是什么意思？”“骚年，很多东西都要靠自己去领悟。好奇心会害死猫哦”“我又不是猫”再说我好奇心也不算重吧。“猫有九条命都能被好奇心害死，你只有一条命，就别在那里瞎蹦跶了”慕容凌娢无语了，这分明是剥夺了她问问题的权利！“大叔，好久不见啊！你为什么要去皇宫？为什么非要带我？还有你这个木箱子是干什么的？里面装得什么？能吃吗？沉不沉？要不要我帮你掂着？尊老爱幼是我们中华民族的传统美德。所以你放心，就算再好吃的东西我也不会动”“呃好久不见，慕容凌娢你还是老样子。百蝶也没把你调教的怎么样。”夏桦有些尴尬，其实他也就三十岁，由于职业原因伪装的老了一些。被慕容凌娢叫大叔他也就认了，可是这尊老爱幼实在有点牵强现在的年轻人，说话真是让人心寒啊“大叔，晴穿会总部那么多跑龙套的你都不到，干嘛非得找我呢？”还没等夏桦反应过来，慕容凌娢就已经接过了木箱子，凑到近前看了看，又闻了闻，感觉不是吃的，就只好认命掂了起来。“那是应为”夏桦凑到了慕容凌娢面前，伪深邃的眼神直勾勾的盯着慕容凌娢的脸，“老夫看你根骨清奇，必定是可塑之才”“我说大叔，你都一大把年纪了，就不要犯中二了。”慕容凌娢本以为他会说出带有惊天动地的哲理的话，没想到是这么套路的台词，大失所望。“好好吧。”夏桦无奈的摇了摇头，感觉自己尴尬症又犯了。“就是想让你去见见世面，反正你以后也要走这条路。到时候别忘了你也是晴穿会的一员啊。”慕容凌娢当然明白话中的意思。天上从不会掉馅饼，没有人会不求代价的帮助她。途中经过那条美食街，慕容凌娢根本忍受不了美食的吸引，毕竟那是她期盼已久的地方。“大叔你等一下，我买个吃的。”慕容凌娢说完就跑向了路边的小吃摊。“哇看起来好好吃啊”“这个好像也不错。”“老板，这个多