【公開(kāi)課課件】3.1重組DNA技術(shù)的基本工具課件2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1、3.1 重組DNA技術(shù)的基本工具1.闡明DNA重組技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要利用限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具1.簡(jiǎn)述重組DNA技術(shù)所需的三種基本工具及其作用。（生命觀念）2.說(shuō)出基因工程中作為載體需要具備的條件。（科學(xué)思維）基因工程：是指按照人們的愿望，通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物制品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫重組DNA技術(shù)1.操作環(huán)境：2.原理：3.操作對(duì)象：4.操作水平：5.結(jié)果：體外環(huán)境基因分子水平基因重組賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物制品 番木

2、瓜容易受番木瓜環(huán)斑病毒的侵襲。當(dāng)番木瓜被這種病毒感染后，產(chǎn)量會(huì)大大下降。 到社會(huì)中去 那么，科學(xué)家究竟用到了哪些“分子工具”？這些“分子工具”各具有什么特征呢？ 科學(xué)家通過(guò)精心設(shè)計(jì)，用“分子工具”培育出了轉(zhuǎn)基因番木瓜，它可以抵御番木瓜環(huán)斑病毒。 DNA雙螺旋的直徑只有2nm,對(duì)如此微小的分子進(jìn)行操作，是一項(xiàng)非常精細(xì)的工作，更需要專門(mén)的“分子工具”。將DNA分子導(dǎo)入細(xì)胞準(zhǔn)確切割DNA分子連接DNA片段一、限制性內(nèi)切核酸酶“分子手術(shù)刀”切割DNA分子的工具是限制性內(nèi)切核酸酶，又稱限制酶1.來(lái)源：2.功能：主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的能夠識(shí)別DNA分子的某種 ，并使每一條鏈中特定部位的 斷開(kāi)。特

3、定核苷酸序列磷酸二酯鍵大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由_個(gè)、_個(gè)或_的核苷酸組成648其他數(shù)量無(wú)論是6個(gè)堿基還是4個(gè)堿基，都可以找到一條中軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的 ，這就是回文序列。能被限制酶特異性識(shí)別的切割部位基本都具有回文序列：在切割部位，一條鏈正向讀的堿基順序與另一條鏈反向讀的順序完全一致。CG35GAATTAATTC53CG35GGGCCGGCCC53EcoRISma中軸線中軸線CGAATTATAGTC5533限制酶限制酶AATTCGGAATTCCG35GAATTAATTC533.切割產(chǎn)物： DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的

4、DNA片段末端通常有兩種形式 和 。黏性末端平末端黏性末端：限制酶在它識(shí)別序列的 將DNA分子的兩條鏈 切開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端。中心軸線兩側(cè)分別中軸線EcoRI平末端：限制酶在它識(shí)別序列的 切開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生的是平末端CG35GGGCCGGCCC53GCCCGGCGGGCC中軸線3.切割產(chǎn)物： DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式 和 。黏性末端平末端中心軸線處思考：目的基因切口切口二、DNA連接酶“分子縫合針”2.常用種類種類Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶來(lái)源作用相同點(diǎn)大腸桿菌T4噬菌體只能將具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段連接起來(lái)，不能連接具有平末端的DNA片段既可

5、以連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，又可以連接雙鏈DNA片段的平末端（但連接平末端的效率相對(duì)較低）恢復(fù)的都是磷酸二酯鍵1.作用： 將雙鏈DNA片段“縫合”起來(lái)，恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，形成重組DNA分子。ATAGTCDNA連接酶DNA連接酶CGAATT連接兩個(gè)DNA片段目的基因拓展延伸DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事嗎？CAATTGAGTATCDNA聚合酶連接單個(gè)脫氧核苷酸形成單鏈 質(zhì)粒 DNA 分子上有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源 DNA 片段插人其中；攜帶外源 DNA 片段的質(zhì)粒進(jìn)人受體細(xì)胞后，能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體 DNA 上，隨受體 DNA 同

6、步復(fù)制；質(zhì)粒上常有特殊的標(biāo)記基因，如四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因便于重組 DNA 分子的篩選。三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體“分子運(yùn)輸車(chē)”要將一個(gè)外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，還需要有運(yùn)輸工具，這就是“分子運(yùn)輸車(chē)”，又叫載體,質(zhì)粒是常用的載體。（1）質(zhì)粒質(zhì)粒的本質(zhì)：質(zhì)粒是一種 、 、 真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核 ，并具有 的 。裸露的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單獨(dú)立于DNA之外自我復(fù)制能力環(huán)狀雙鏈DNA分子質(zhì)粒的特點(diǎn)：擬核擬核DNA質(zhì)質(zhì)粒粒條件原因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并能自我復(fù)制或整合到受體DNA上使目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)增有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)以便與外源基因連接具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA分子的篩選無(wú)毒

7、害作用對(duì)受體細(xì)胞無(wú)毒害作用，避免受體細(xì)胞受到損傷作為載體必須具備什么條件呢？（2）常用的載體：種類用途不同點(diǎn)質(zhì)粒、噬菌體植物病毒動(dòng)物病毒將外源基因?qū)氪竽c桿菌等受體細(xì)胞將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞將外源基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞來(lái)源不同，在大小、結(jié)構(gòu)、復(fù)制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有很大差別來(lái)源重組DNA技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀”：限制酶“分子縫合針”：DNA連接酶功能切割產(chǎn)物作用種類質(zhì)?！胺肿舆\(yùn)輸車(chē)”：基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體載體的條件【課堂小結(jié)】常用載體1限制酶是一種核酸切割酶，可辨識(shí)并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制酶BamH、EcoR、Hind以及Bgl的辨識(shí)序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切割部位，其中哪兩種限制酶所切割出來(lái)的DNA片段末端可以互補(bǔ)黏合？其正確的末端互補(bǔ)序列是什么()ABamH和EcoR；末端互補(bǔ)序列為AATTBBamH和Hind；末端互補(bǔ)序列為GATCCEcoR和Hind；末端互補(bǔ)序列為AATTDBamH和Bgl；末端互補(bǔ)序列為GATCD當(dāng)堂檢測(cè)2.質(zhì)粒是基因工程中最常用的目的基因運(yùn)載工具。下列有關(guān)敘述不正確的是()A質(zhì)粒是不只存在于細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子B在所有的質(zhì)粒上