生物《DNA重组技术的基本工具》PPT课件(新人教版-选修3)

大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。
限制酶
限制 酶
• 什么叫黏性末端？ 被限制酶切开的DNA两条单链的切口， 带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互 补配对，这样的切口叫黏性末端。
• 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制 酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 要切两个切口，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 黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的 DNA分子了。
新课标人教版课件系列
《高中生物》
选3
专题１《基因工程》
1.1《DNA重组技术 的基本工具》
教学目标




知识与能力 1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术 创新。 二、 教学重点和难点 1.教学重点： DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2.教学难点: 基因工程载体需要具备的条件。
2. DNA连接酶——“分子缝合针”
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。
• 外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细 胞(如棉花细胞)？ 导入过程需要运输工具——运载体。
• 运载体的作用有哪些？
作用一：作为运载工具，将外源基因(抗虫 基因)转移到受体细胞(棉花细胞)中去。 作用二：利用运载体在受体细胞(棉花细胞) 内，对外源基因(抗虫基因)进行大量复制。
• 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？
• 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌 细胞内提取出来 关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接 关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
基因的剪刀——限制性内切酶 关键步骤一的工具：
关键步骤二的工具：
（一）基因工程的概念
• 什么叫基因工程？
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重 组技术。该技术是在生物体外，通过对 DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”， 对生物的基因进行改造和重新组合，然后 导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基 因在受体细胞内表达，产生出人类所需要 的基因产物。
基因工程的别名 操作环境 操作对象
基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因
操作水平
基本过程 实质 结果
DNA分子水平
剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 人类需要的基因产物
• 基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
提取
普通棉花(无抗虫特性) 棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性)
抗虫基因
与运载体DNA拼接 导入
• 大肠杆菌的质粒： 最常用的质粒 是大肠杆菌的质粒， 其中常含有抗药基 因，如四环素的标 记基因。质粒的存 在与否对宿主细胞 生存没有决定性作 用，但复制只能在 宿主细胞内成。
双基练习： 一、基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计, 通过体外____和____等技术,赋予生物以心得遗 传特性,创造出符合人们的需要的新的____和 ____.又叫做DNA的重组技术 . 二、DNA重组技术的基本工具 1.限制性核酸内切酶-----”分子手术刀” (1)主要来源:从____生物中分离出来的. (2)特点:能够识别DNA特定的核苷酸序列,切开
作为运载体必须具备哪些条件？
1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
2）载体DNA必须有一个或多个限制酶切点，以便目 的基因插入到载体上去。
3）具有某些标记基因，便于进行筛选。 如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。 4) 载体DNA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胞中去; 5) 载体DNA分子大小应适合,以便提取和在体外进行 操作,太大就不便操作.
3.基因进入受体细胞的运载——”分子运输车” 常用的运载体主要有两类： 1）细菌细胞质的质粒
2）噬菌体或某些动植物病毒
质粒：
质粒是染色体外能够进行自主复制的 遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌 细胞中核区外的DNA分子。现在习惯上用 来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核 以外的DNA分子。
质粒是基因工程最常用的运载体。 绝大多数细菌质粒都是闭合环状DNA 分子。有的一个细菌中有一个，有的一个 细菌中有多个。
两个____之间的_____ .
(3) DNA末端:限制酶切割DNA产生的DNA末 端有两种形式:______和_______. 2. DNA连接酶----”分子缝合针” (1)作用:将双链DNA____,恢复被限制酶切开的 两个核苷酸之间的______. (2)种类: ①E.coli DNA连接酶:只能缝合DNA的_____ ②T4 DNA连接酶:既可缝合DNA的_____,又可 缝合双链DNA的_______.
3.基因进入受体细胞的载体----”分子运输车”
(1)载体的种类
①质粒:是一种裸露的,结构简单,独立于细菌染 色体之外,并能够自我_____能力的双链______ DNA 分子;②______的衍生物;③________.
(2)载体的特点 ①能够在细胞内_______;②有一个或多个____ 切割位点,便于供源DNA的插入. ③具有_____基 因,供重组DNA的鉴定和选择.
基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三的工具：
基因的运载工具——运载体
（二）DNA重组技术的基本工具
1. 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
限制酶是在生物体(主要是微生物)内的一 种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作 用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切 酶。 特点：特异性。 即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸 序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。