选修三11DNA重组技术的基本工具.ppt

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1、基因工程专题1学习目标1、简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。2、简述基因工程的原理和技术3、举例说出基因工程的应用4、简述蛋白质工程。青霉菌产生青霉素根瘤菌固氮家蚕吐丝性状是基因特异性表达的结果。以上几种生物各自的特定性状是什么的结果？人类能不能改造基因，使本身没有某个性状的生物具有某个性状？能，通过基因工程——定向改造生物的新技术思考基因工程的产物什么叫基因工程？基因工程，又叫DNA重组技术。是指按照人们的愿望，在DNA分子水平上进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的

2、遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。复习提问：基因工程的概念基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的新生物类型和产品剪切→拼接→导入→表达基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路早期基础理论达尔文提出生物进化论基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路早期基础理论孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路早期基础理论摩尔根证明基因在染色体上，并提出基因的连锁互换

3、定律。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路后期基础理论艾弗里证明DNA是遗传物质，DNA可从一种生物个体转移到另一种生物个体。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路后期基础理论沃森、克里克、提出DNA的双螺旋结构模型。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路后期基础理论梅塞尔松、斯塔尔证明DNA的半保留复制基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路后期基础理论克里克等提出中心法则DNARNA蛋白质转录翻译逆转录复制基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路后期基础理论1963年尼伦

4、伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码，1966年霍拉纳用实验加以证明。基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路1)基因转移载体的发现2)工具酶的发现3)DNA合成和测序技术的发明4)DNA体外重组的实现5)重组DNA表达实验的成功6)第一例转基因动物问世7)PCR技术的发明基因工程培育抗虫棉的简要过程：一、DNA重组技术的基本工具基因工程培育抗虫棉的简要过程：在以上过程中关键步骤或难点是什么？普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因通过运载体导入转基因棉花含抗虫基因转基因棉花产生伴胞晶体转基因

5、棉花有抗虫特性一、DNA重组技术的基本工具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：抗虫基因与棉花DNA“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞一、DNA重组技术的基本工具解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子手术刀”——限制性核酸内切酶关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来关键步骤二：抗虫基因与棉花DNA“缝合”关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体一、DNA重组技术的基

6、本工具（一）限制性核酸内切酶——“分子手术刀”①来源：主要从原核生物中分离纯化出来。②种类：已从近300种微生物中分离出4000种限制酶。③作用：1.能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列2.使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。磷酸二酯键：磷酸二酯键：一个核苷酸核糖上第3位的羟基与下一个核苷酸核糖上第5位的磷酸羟基脱水缩合成酯键，该酯键称3,5磷酸二酯键。具有特异性。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，④作用特点：大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组

7、成少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成⑤限制酶的识别序列：（一）限制性核酸内切酶——“分子手术刀”限制酶的识别序列：EcoRI限制酶的切割：中轴线黏性末端黏性末端在G与A之间切割大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。CCCGGGGGGCCC中轴线SmaI限制酶的切割：CCCGGGGGGCCC平末端平末端只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。产生黏性末端或平末端。⑥限制酶的作用结果：限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线（

8、如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向、对称、重复排列的。想一想限制酶所识别的序列有什么特点？寻根问底你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？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。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