DNA重组技术的基本工具课件-2023-2024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、设想一设想一 能否培养出具有抗虫能否培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢?性状的抗虫棉呢?胰岛素胰岛素是治疗糖尿病的特效药是治疗糖尿病的特效药,长期以来长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取,产量只能从猪、牛等动物的胰腺中提取,产量低成本高。低成本高。而微生物生长迅速,容易控制。于是科学而微生物生长迅速,容易控制。于是科学家设想,若能将人的胰岛素基因导入微生家设想,若能将人的胰岛素基因导入微生物体内,并得以表达,就不仅能解决产量物体内,并得以表达,就不仅能解决产量问题,还能大大降低生产成本,使药品价问题,还能大大降低生产成本,使药品价格大幅下降。格大幅下降。设想二设想二 能否让微生物产生出人的能否让微
2、生物产生出人的胰岛素等珍贵药物?胰岛素等珍贵药物?这些定向改造基因的设想这些定向改造基因的设想能实现吗?能实现吗?基因工程基因工程经过多年的努力,科学家终于在经过多年的努力,科学家终于在2020世纪世纪7070年代创立了可以定向改造生年代创立了可以定向改造生物的新技术物的新技术基因工程的概念基因工程的概念基因工程基因工程:指按照人们的愿望指按照人们的愿望,进行严格进行严格的设计的设计,并通过并通过体外体外DNA重组和转基因重组和转基因等等技术,赋予生物以技术,赋予生物以新的遗传特性新的遗传特性,创造出创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程
3、是在品。由于基因工程是在DNA分子水平分子水平上进上进行设计和施工的,因此又叫作行设计和施工的,因此又叫作DNA重组技重组技术或基因拼接技术。术或基因拼接技术。基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平原理原理结果结果基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物基因重组基因重组基因工程的概念基因工程的概念基因工程培育抗虫棉的简要过程:基因工程培育抗虫棉的简要过程:抗虫棉的抗虫棉的培育有哪些培育有哪些关键步骤?关键步骤?苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取
4、抗虫基因抗虫基因普通棉花普通棉花(无抗虫特性)棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因)与运载体与运载体与运载体与运载体DNADNADNADNA拼接,导入拼接,导入拼接,导入拼接,导入棉花植株棉花植株(有抗虫特性)表达表达表达表达解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体载体载体“缝合缝合”DNA DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具本节知识内容1-1 DNA1-1 DNA重组技术的基本工具重组
5、技术的基本工具专题一专题一 基因工程基因工程“分子手术刀分子手术刀”限制酶限制酶“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 识别双链识别双链DNADNA分子的某种分子的某种特定特定的核苷的核苷酸序列,并且使每一条链中酸序列,并且使每一条链中特定特定部位部位的两个核苷酸之间的的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开。断开。主要是原核生物主要是原核生物40004000种。种。1、来源:、来源:2、种类:、种类:3、作用:、作用:4、结果:、结果:形成两种末端形成两种末端形成两种末端形成两种末端一、一、“分子手术刀分子手术刀
6、”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶黏性末端黏性末端平末端平末端限制酶作用过程点击播放点击播放 G1234512345 A磷酸二酯键磷酸二酯键3端5端3端5端磷酸二酯键磷酸二酯键EcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端常见的两种限制酶大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)EcoR)能识别能识别GAATTCGAATTC序列,序列,并在并在G G和和A A之间切开之间切开什么叫黏性末端?什么叫黏性末端?当限制酶从识别序列的当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切中心轴线两侧切开时开时,被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切两条单链的切口,带有几个口,带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸,
7、他们之间正,他们之间正好互补配对,这样的切口叫好互补配对,这样的切口叫黏性末端黏性末端。Sma常见的两种限制酶能识别能识别CCCGGGCCCGGG序列,并在序列,并在C C和和G G之间切割之间切割平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端什么叫平末端?什么叫平末端?当限制酶从识别序列的当限制酶从识别序列的中心轴线处切开中心轴线处切开时时,切开的,切开的DNADNA两条单链的切口,是平整两条单链的切口,是平整的,这样的切口叫的,这样的切口叫平末端平末端。16仔细观察各限制酶识仔细观察各限制酶识别的序列有何特点?别的序列有何特点?限制酶的识别序列限制酶的识别序列两条链上的碱基是反向两条链上
8、的碱基是反向重复的重复的基因的针线:DNA连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割ATGCATGCDNADNA连接酶的作用:连接酶的作用:将双链DNA片段缝合起来,恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键二、分子缝合针二、分子缝合针DNA连接酶连接酶连接酶种类:连接酶种类:类型来源差别EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶大肠杆菌T4噬菌体只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率
9、较低)DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗?聚合酶是一回事吗?ATGCATGC连接酶连接磷酸二酯键连接酶连接磷酸二酯键DNADNA连接酶的作用过程:连接酶的作用过程:二、分子缝合针二、分子缝合针DNA连接酶连接酶核苷酸分子的连接:核苷酸分子的连接:ATGCATGCDNADNA聚合酶连接单链聚合酶连接单链DNADNA把单个脱氧核苷酸连接到把单个脱氧核苷酸连接到DNADNA片段上片段上DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同点点作用实质作用实质化学本质化学本质不不同同点点作用对象作用对象 作用结果作用结果用途用途都能催化形成都能催化形成磷酸二酯键磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白
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