基因工程及生物技术的安全性与伦理问题-2023年高考生物复习备课精品课件

I：首先发现 在此类细菌中发现的顺序
1.限制性内切核酸酶
（6）切割结果 产生黏性末端或平末端
（6）切割结果
实例1：EcoR Ⅰ限制酶的切割 只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
GAATTC C T T AAG
G C T T AA
AATቤተ መጻሕፍቲ ባይዱC G
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。
④操作对象：基因
⑤操作结果：获得新的生物类型和生物产品
⑥优点：克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状。
一、基因工程的概念
⑦操作过程 剪切→拼接→导入→表达
目的（外源）基因在受体细胞中为什么能表达？
①不同生物的DNA分子的结构基本相同； ②不同生物的基因在表达时都遵循
“中心法则”，在受体细胞内定向表达； ③所有生物共用一套遗传密码。
（6）切割结果
实例2：Sma Ⅰ限制酶的切割 只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。
C CCGGG GGGCCC
C CC GGG
GGG CCC
当限制酶从识别序列 的中心轴线处切开时，切 开的DNA两条单链的切口， 是平整的，这样的切口叫 平末端。
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1.写出下列限制酶切割形成的黏性末端
所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之 失效，从而达到保护自身的目的。
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（5）为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？
通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其 DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过 甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不 能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使 自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。
……CTACGATG ……GATGCTACTTAA
黏性 AATTCCCTAA……
末端
GGGATT……
目的基因
AATTCCGTAG GGCATCTTAA
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（1）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。
（2）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
一、基因工程的概念
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，因此又叫作 重组DNA技术 。
①操作原理：基因重组
②操作水平：DNA分子水平
③操作环境：生物体外
•限制酶的命名是根据细菌种类而定：用生物属名的头一个字母 与种加词的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这 个酶是从哪种生物中分离出来的。
•以EcoRI为例: E：Escherichia (属) co：coli (种) R：RY13 (品系)
EcoRⅠ：大肠杆菌（Escherichia coli）R型菌 株中分离出的第一个限制酶； SmaⅠ：粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens ）中分离出的第一个限制酶。
3’……A-G-C-T……5’
限制酶所识别的序列的特点是： 呈现碱基互补对称，无论是6个碱基还 是4个碱基，都可以找到一条中心轴线， 中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反 向对称重复排列的，称为回文序列。
在切割部位，一条链正向读的 碱基顺序与另一条链反向读的顺序 完全一致。
1.限制性内切核酸酶
（5）限制酶名字的由来
（3）限制酶能切开RNA分子的磷酸二酯键吗？ 不能。限制酶只能识别并切开双链DNA分子。
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（4）推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么？
原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进 化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵 害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时， 会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。
1.限制性内切核酸酶
（4）识别序列
EcoR Ⅰ5’…G-A-A-T-T-C…3’ 3’…C-T-T-A-A-G…5’
Sma 5’…C-C-C-G-G-G…3’
Ⅰ
3’…G-G-G-C-C-C…5’
BamH 5’…G-G-A-T-C-C…3’
Ⅰ
3’…C-C-T-A-G-G…5’
Taq Ⅰ 5’……T-C-G-A……3’
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3.请结合右图，推断限制酶 切一次可断开 两 个磷酸 二酯键，产生 2 个游离的 磷酸基团，产生 2 个黏性 末端，消耗 两 分子水。
T
A
G
C
A
T
A
T
T
A
T
A
C
G
T
A
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4.下图甲是一个DNA片段，箭头处代表不同限制酶的切点， 据图回答：
BamH Ⅰ:GATC EcoR Ⅰ:AATT Hind Ⅲ: AGCT Bgl Ⅱ: GATC
*思考：你从中发现什么现象了？
不同的限制酶可能切割 形成相同的黏性末端。
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2.练习使用EcoR I剪切目的基因
……CTACGATGAATTCCGTAGAATTCCCTAA…… ……GATGCTACTTAAGGCATCTTAAGGGATT……
第十单元 生物技术与工程
第35讲 基因工程及生物技术
的安全性与伦理问题
选修三
考点
1 重组DNA技术的基本工具与
基本操作程序
2 DNA的粗提取与鉴定、
DNA片段的扩增及电泳鉴定
3 基因工程的应用及蛋白质工程
4 生物技术的安全性与伦理问题
1
重组DNA技术的基本工具 与基本操作程序
1 重组DNA技术的基本工具与基本操作程序
复 制
转录
翻译
DNA
RNA
蛋白质
T
A
C
G
G
C
AT
一、基因工程的概念 ⑧工具
分子手术刀 准确切割DNA分子——限制性内切核酸酶 分子缝合针 将DNA片段连接起来——DNA连接酶 分子运输车 将体外重组好的DNA分子导入受体细胞——载体
1 重组DNA技术的基本工具与基本操作程序
二、基因工程的基本工具
1.限制性内切核酸酶
切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称 限制酶 。
（1）来源： 主要来自原核生物
（2）种类：数千种 限制酶不是一种酶，而是一类酶 （3）作用特点：专一性
能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中
特定部位的磷酸二酯键断开。一般为4~8个或其他数量的核苷酸，
作用部位
最常见的为6个核苷酸。