【课件】重组DNA技术的基本工具课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.pptx

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1、1.1 DNA重组技术的基本工具专题1 基因工程你知道绿色荧光小鼠是如何获得的吗？1.1 DNA重组技术的基本工具专题1 基因工程1.通过阅读、讨论、练习，使所有学生知道基因工程的理论基础。2.通过自主阅读、小组合作活动，学生都能说出限制酶、DNA连接酶和载体在基因工程中的作用。3.通过模拟活动，学生能正确选择合适的限制酶来切割基因。学习目标基因工程：是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫 重组DNA技术1.操作环境：2.原理：3.操作对象：4.操作水

2、平：5.结果：体外环境基因DNA分子水平基因重组赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍6.意义：1944年艾弗里等人证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。1950年埃特曼发明了一种测定氨基酸序列的方法。1958年梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。1961年尼伦伯格和马太破译了第一个编码氨基酸的密码子。1967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。1970年科学家在细菌中发现了第一个限制性内切核酸酶（简称限制酶）。

3、20世纪70年代初，多种限制酶、DNA连接酶和逆转录酶被相继发现。1972年，伯格成功构建了第一个体外重组DNA分子。1973年，证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA，导入受体细胞，使外源基因在原核细胞中成功表达，基因工程正式问世。1977年，桑格等科学家发明了DNA序列分析的方法。此后，DNA合成仪的问世为体外合成DNA提供了方便。1982年，第一个基因工程药物-重组人胰岛素被批准上市。1983年，科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。1984年，我国科学家朱作言领导的团队培育出世界上第一条转基因鱼。1985年，穆里斯等人发明了PCR。1990年，人类基因组计划启动。

4、2003年完成21世纪以来，科学家发明了多种高通量测序技术，加速了人们对基因组序列的了解。2013年，华人科学家张锋及其团队首次报道利用最新的基因组编辑技术编辑了哺乳动物基因组。该技术可以实现对特定基因的定点插入、敲除或替换。科技探索之路基因基因工程的诞生和发展工程的诞生和发展思考：海蜇的绿色荧光蛋白基因能通过拼接并在小鼠体内表达出相同蛋白质-绿色荧光蛋白的理论基础是？（1）海蜇和小鼠的遗传物质都是。（2）不同生物的DNA分子能够拼接在一起，原因是（3）同一种基因在不同生物体内表达出来的蛋白质相同，因为_（4）遗传信息的传递都遵循。(5)为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？DNA中

5、心法则基因的组成、空间结构、碱基互补配对方式相同所有生物共用一套遗传密码 基因是控制生物性状的独立遗传单位 遗传信息的传递都遵循中心法则 生物界共同一套遗传密码1、以下说法叙述符合基因工程概念的是()A在细胞内将DNA进行重组，赋予生物新的遗传特性 B将人的干扰素基因重组到质粒上后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株 C用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素 高产菌株 D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后将其DNA整合到细菌 DNA上B练习 绿色荧光小鼠是基因工程的产物，它是在DNA分子水平上完成的，而DNA双螺旋的直径只有2nm,对如此微小的分子进行操作，是一项非常

6、精细的工作，需要专门的“分子工具”。情境导入科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各具有什么特征呢？三大工具分子手术刀分子缝合针分子运输车限制性内切核酸酶：DNA连接酶：载体：准确切割DNA分子,得到所需的目的基因能将目的基因连接到载体上能将目的基因导入受体细胞中任务1：阅读教材P4-P5，思考以下问题？1：限制酶从哪里来？2：限制酶有什么作用？3：限制酶的作用结果是什么？环节一 阅读教材，认识分子手术刀-限制酶一.分子手术刀-（1）来源：主要是从原核生物体内分离出来切割外源DNA,保证自身的安全思考1：限制酶存在于原核生物中的作用是什么?思考2：限制酶为什么不会剪切原核生物本身的

7、DNA?原核生物的DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列EcoR I(在G与A之间切割)Sma I(在G与C之间切割)5555333355335533一.分子手术刀-（2）作用：能够识别双链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，因此具有专一性。（3）作用实质（部位）：一.分子手术刀-断开磷酸二酯键CT TCATGAATTCCGTACCCGGGCCTAA GAAGTACTTAAGGCATGGGCCCGGATT EcoR限制酶酶切位点黏性末端 黏性末端GGCATGGGAATTCCGTACCCCTTCATG GAAGTACTTAA平末端 平末

8、端Sma限制酶酶切位点 GGGCCTAA CCCGGATT TACCC ATGGG一.分子手术刀-（4）作用结果：黏性末端和平末端5G-A-A-T-T-C33C-T-T-A-A-G55C-C-C-G-G-G33G-G-G-C-C-C55G-G-A-T-C-C33C-C-T-A-G-G5EcoR I(在G与A之间切割)Sma I(在G与C之间切割)BamH(在G与G之间切割)（5）限制酶的识别序列的特点大多数限制酶的识别序列由_个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由_个、_个或_的核苷酸组成。648 其他数量能被限制酶特异性识别的序列，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基反向

9、互补对称的，即回文序列。回文序列：在切割部位，一条链从5往3读的碱基顺序与另一条链5往3读的顺序完全一致。回文序列练习2.下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断，以下说法正确的是()A.一种限制酶可能识别2种中核苷酸序列 B.限制酶切割后一定形成黍站性末端C.不同的限制酶切割 DNA 分子形成的黏性末端一定不同 D.限制酶的切割位点在识另利序列内部A任务2：仔细观察演示活动，思考以下问题：1：订书机代表什么？2：订书针代表什么？3：DNA连接酶的作用位点是什么？环节二 观察活动，认识分子缝合针-DNA连接酶 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(1)作用:种类 Ecoli DNA连接酶 T4 DNA连接酶来源功能特性相同点大肠杆菌 T4噬菌体只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，又可以连接双链DNA片段的平末端（但连接平末端的效率相对较低）恢复的都是磷酸二酯键二.分子缝合针-两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来注意: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；也不能连接RNA！