生物選擇性必修3第1節(jié) 重組DNA技術(shù)的基本工具教學(xué)演示課件ppt

這是一份生物選擇性必修3第1節(jié) 重組DNA技術(shù)的基本工具教學(xué)演示課件ppt，共28頁。PPT課件主要包含了基因工程，甲生物，乙生物，新類型，限制性內(nèi)切核酸酶，“分子手術(shù)刀”，識別序列，課堂練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
胰島素基因從人體細(xì)胞內(nèi)提取出來
培育能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌
　　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)。
　　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)。
基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)
剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)
人類需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品
2、對基因工程概念的理解
克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙、定向改造生物性狀
分子運(yùn)輸車、分子手術(shù)刀、分子縫合針
（1）不同生物的基因?yàn)槭裁茨芷唇樱?br/>（2）外源基因?yàn)槭裁茨茉谑荏w細(xì)胞中表達(dá)？
①DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。②都遵循堿基互補(bǔ)配對原則。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)。
①基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位。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。相同的遺傳信息在不同的生物體內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)。
4、基因工程的理論基礎(chǔ)
番木瓜容易受番木瓜環(huán)斑病毒的侵害。當(dāng)番木瓜受到這種病毒感染后，產(chǎn)量會(huì)大大下降?？茖W(xué)家通過精心設(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，更需要專門的“分子工具”。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？
二、DNA重組技術(shù)的基本工具
“分子手術(shù)刀”—— 限制性內(nèi)切核酸酶
“分子縫合針”—— DNA連接酶
“分子運(yùn)輸車”—— 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體
切割DNA分子的工具是限制性內(nèi)切核酸酶，簡稱限制酶（又稱基因剪刀）。
限制酶的命名是根據(jù)細(xì)菌種類而定：用生物屬名的頭一個(gè)字母(大寫)與種加詞的頭兩個(gè)字母，組成了3個(gè)字母的略語，以此來表示這個(gè)酶是從哪種生物中分離出來的。必要時(shí)加上菌株的標(biāo)志字母，如EcRⅠ的R。最后，若由此菌株可以得到的限制性核酸酶不止一種，則按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ編號。
EcRⅠ：大腸桿菌（Escherichia cli）R型菌株中分離出的第一個(gè)限制酶；SmaⅠ：粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens）中分離出的第一個(gè)限制酶。
主要從原核生物中分離純化來的
①識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列②使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開
分析DNA結(jié)構(gòu)圖，指出磷酸二酯鍵和氫鍵的位置和切割位點(diǎn)在哪？
特定切點(diǎn)上的磷酸二酯鍵
限制酶識別序列的長度多數(shù)為6個(gè)核苷酸（如EcRⅠ、SmaⅠ），也有少數(shù)為4個(gè)或8個(gè)或其他數(shù)量。
限制酶所識別的序列的特點(diǎn)是：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱，無論是6個(gè)堿基還是4個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，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。
6、黏性末端和平末端的形成
（1）當(dāng)限制酶在它識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)生的是黏性末端。
只能識別GAATTC序列，并在G與A之間切割
被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端
（2）當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時(shí)，產(chǎn)生的是平末端。
只能識別CCCGGG序列，并在G與C之間切割
思考1.要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？
要切兩個(gè)切口，產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。
思考2.如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？
思考3.限制酶能切開RNA分子的磷酸二酯鍵嗎？
不能。限制酶只能識別并切開雙鏈DNA分子
思考4.推測限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么？
①原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在長期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來病原體的侵害。②限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中起到切割外源DNA、使之失效的作用，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。③因?yàn)橄拗泼缸R別DNA的特定核苷酸序列，所以不會(huì)傷害到自身的遺傳物質(zhì)。
思考5.原核生物的限制酶會(huì)切割自身的DNA嗎？為什么？
通過長期進(jìn)化的細(xì)菌中含有某種限制酶的細(xì)胞，其DNA分子中不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。
1、在基因工程操作中限制性內(nèi)切核酸酶是不可缺少的工具。下列關(guān)于限制性內(nèi)切核酸酶的敘述，錯(cuò)誤的是（　?。〢．不同限制酶切割后，只能產(chǎn)生相同的黏性末端B．限制性內(nèi)切核酸酶可以從某些原核生物中提取C．限制性內(nèi)切核酸酶的活性受溫度和pH等因素的影響D．一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列
2、如圖所示，下列有關(guān)工具酶功能的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．限制性內(nèi)切核酸酶可以切斷a處B．DNA聚合酶可以連接a處C．解旋酶可以使b處解開D．DNA連接酶可以連接c處
3、下列四條DNA分子，彼此間能夠“粘連”起來形成新的DNA分子的是（　）
A．①② B．②③C．③④ D．②④
1、關(guān)于基因工程中載體的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)A．載體與目的基因結(jié)合的過程發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)B．載體須具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接C．基因工程常用的載體有質(zhì)粒、λ噬菌體和動(dòng)植物病毒等D．載體須具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇
2、下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是(　　)A．基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程B．基因工程的產(chǎn)物對人類都是有益的C．基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)D．基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變