【公開課課件】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分子水平上進行設(shè)計和施工的，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。當番木瓜被這種病毒感染后，產(chǎn)量會大大下降。 到社會中去 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)家通過精心設(shè)計，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,對如此微小的分子進行操作，是一項非常精細的工作，更需要專門的“分子工具”。將DNA分子導(dǎo)入細胞準確切割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.來源：2.功能：主要是從原核生物中分離純化出來的能夠識別DNA分子的某種 ，并使每一條鏈中特定部位的 斷開。特

3、定核苷酸序列磷酸二酯鍵大多數(shù)限制酶的識別序列由_個核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識別序列由_個、_個或_的核苷酸組成648其他數(shù)量無論是6個堿基還是4個堿基，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：限制酶在它識別序列的 將DNA分子的兩條鏈 切開時，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：限制酶在它識別序列的 切開時，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連接酶來源作用相同點大腸桿菌T4噬菌體只能將具有互補黏性末端的DNA片段連接起來，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，恢復(fù)被限制酶切開的兩個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聚合酶連接單個脫氧核苷酸形成單鏈 質(zhì)粒 DNA 分子上有一個至多個限制酶切割位點，供外源 DNA 片段插人其中；攜帶外源 DNA 片段的質(zhì)粒進人受體細胞后，能在細胞中進行自我復(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、基因進入受體細胞的載體“分子運輸車”要將一個外源基因?qū)胧荏w細胞，還需要有運輸工具，這就是“分子運輸車”，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 、 、 真核細胞細胞核或原核細胞擬核 ，并具有 的 。裸露的結(jié)構(gòu)簡單獨立于DNA之外自我復(fù)制能力環(huán)狀雙鏈DNA分子質(zhì)粒的特點：擬核擬核DNA質(zhì)質(zhì)粒粒條件原因在受體細胞中穩(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)量可擴增有一個至多個限制酶切割位點以便與外源基因連接具有特殊的標記基因便于重組DNA分子的篩選無毒

7、害作用對受體細胞無毒害作用，避免受體細胞受到損傷作為載體必須具備什么條件呢？（2）常用的載體：種類用途不同點質(zhì)粒、噬菌體植物病毒動物病毒將外源基因?qū)氪竽c桿菌等受體細胞將外源基因?qū)胫参锛毎麑⑼庠椿驅(qū)雱游锛毎麃碓床煌?，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\輸車”：基因進入受體細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的DNA片段末端可以互補黏合？其正確的末端互補序列是什么()ABamH和EcoR；末端互補序列為AATTBBamH和Hind；末端互補序列為GATCCEcoR和Hind；末端互補序列為AATTDBamH和Bgl；末端互補序列為GATCD當堂檢測2.質(zhì)粒是基因工程中最常用的目的基因運載工具。下列有關(guān)敘述不正確的是()A質(zhì)粒是不只存在于細菌細胞質(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