【課件】重組DNA技術(shù)的基本工具課件高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

基

因

工

程第三章

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產(chǎn)品。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，因此又叫作DNA重組技術(shù)?；蚬こ滩僮鳝h(huán)境操作對(duì)象操作水平原理產(chǎn)物生物體外基因DNA分子水平人類需要的生物類型和生物產(chǎn)品基因重組基因工程的誕生和發(fā)展閱讀教材68~69頁(yè)“科技探索之路”的內(nèi)容，沿著時(shí)間順序，了解基因工程的發(fā)展歷程?；蚬こ陶Q生的理論基礎(chǔ)1.為什么不同生物的DNA分子能拼接起來(lái)？(1)DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。(2)DNA分子都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(3)雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.為什么一種生物的基因能在另一種生物細(xì)胞內(nèi)中表達(dá)？(1)基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。(2)遺傳信息的傳遞都遵循中心法則。(3)生物界共用一套遺傳密碼。3.1重組DNA技術(shù)的基本工具一、限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”1.作用：切割DNA分子的工具，又稱限制酶。2.來(lái)源：(主要)原核生物3.特點(diǎn)：(1)能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列；大多數(shù)由6個(gè)核苷酸組成，少數(shù)由4個(gè)、8個(gè)或其他5'5'3'3'5'5'3'3'EcoRISmaI5’—GAATTC—3’5’—CCCGGG—3’一、限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”3.特點(diǎn)：(2)使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。GGATCTTGAC一、限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”3.特點(diǎn)：(2)使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。EcoRI5'5'3'3'黏性末端只能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。5’—GAATTC—3’3’—CTTAAG—5’5’—G3’—CTTAAAATTC—3’G—5’限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA分子的兩條鏈分別切開時(shí)產(chǎn)生的末端。5’—AATT—

3’一、限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”3.特點(diǎn)：(2)使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。SmaI5'5'3'3'只能識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。5’—CCCGGG—3’3’—GGGCCC—5’5’—CCC3’—GGGGGG—3’CCC—5’平末端限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)產(chǎn)生的末端。思考·討論1.根據(jù)下列限制酶切割形成的黏性末端，回答問(wèn)題：(1)用限制酶切1個(gè)切口時(shí)，斷開幾個(gè)磷酸二酯鍵？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？2個(gè)2個(gè)思考·討論1.根據(jù)下列限制酶切割形成的黏性末端，回答問(wèn)題：(2)同種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端是否相同？相同(3)不同限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端一定不同嗎？不一定，可能相同2.請(qǐng)判斷：以下黏性末端是由

種限制酶作用產(chǎn)生的。思考·討論3.為什么限制酶不切割細(xì)菌本身的DNA分子？3種(1)細(xì)菌的DNA分子不存在這種限制酶的識(shí)別序列;(2)限制酶的識(shí)別序列被修飾了。(eg堿基甲基化)當(dāng)外源DNA入侵時(shí)，它會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，從而保護(hù)自身的安全。功能：切開的黏性末端或平末端如何連接起來(lái)呢？二、DNA連接酶——“分子縫合針”1.概念：將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶2.作用部位：磷酸二酯鍵3.種類：

E·coliDNA連接酶

T4DNA連接酶

只能連接黏性末端

能連接黏性末端和平末端效率相對(duì)較低DNA連接酶和DNA聚合酶DNA聚合酶都是催化磷酸二酯鍵形成的酶。相同點(diǎn)：不同點(diǎn)DNA聚合酶：DNA連接酶：將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”1.作用：將外源基因送入細(xì)胞中2.種類：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。本質(zhì)最常用在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行人工改造三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”3.具備條件：(1)具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)供外源DNA片段插入;(2)能在受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制;(3)具有特殊的標(biāo)記基因，用于篩選含重組DNA分子的細(xì)胞。eg四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等?！举Y料】標(biāo)記基因的篩選原理也可用熒光蛋白基因做標(biāo)記能夠生存的，則是導(dǎo)入了目的基因的受體細(xì)胞能抵抗氨芐青霉素(一)實(shí)驗(yàn)原理四、DNA的粗提取與鑒定1.提取原理(1)DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精；(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同。2.鑒定原理可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)DNA+二苯胺出現(xiàn)藍(lán)色先沸水浴后冷卻2mol/L溶解度最高；在0.14mol/L溶解度最低(二)材料用具四、DNA的粗提取與鑒定1.植物材料

新鮮的洋蔥，菠菜，菜花，香蕉，草莓等。2.動(dòng)物材料

新鮮的豬肝等?？蛇x用豬血嗎？不可以，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核和線粒體。(三)材料用具四、DNA的粗提取與鑒定3.試劑(1)研磨液(2)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(3)2mol/L的NaCl溶液(4)二苯胺試劑(5)蒸餾水——析出DNA——溶解DNA——鑒定DNA，要現(xiàn)配現(xiàn)用——稀釋NaCl溶液，DNA溶解度降低，析出DNA附錄2(四)方法步驟四、DNA