选3-1-1 DNA重组技术的工具.ppt

设想一 能否培育出具有抗虫性状的抗虫棉？ 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低，成本高。而微生物生长迅速，容易控制。 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素等珍贵药物？ 这些设想能实现吗？ 经过多年的努力，科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 生物选修3 专题1 基因工程 基因工程：指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 实质 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 →拼接 →导入 →表达 基因重组 基因工程培育抗虫棉的简要过程： 苏云金芽孢杆菌 抗虫基因 提取 普通棉花（无抗虫特性） 与运载体DNA拼接，导入 棉花细胞（含抗虫基因） 棉花植株（有抗虫特性） 表达 切割、改造、修饰、拼接、导入、表达 实现这一精确操作需要哪些工具？ 生物选修3 莆田市第十五中学生物组 王敏华 专题1 基因工程 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 1、噬菌体侵染细菌实验的结果如何？ 噬菌体侵染细菌 细菌的DNA被破坏，细菌裂解死亡 2、现存的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而绝灭，仍能保持相对稳定的状态呢？ 3、单细胞生物如何抵抗入侵的外源DNA，保护自身？ 4、怎样才能让DNA失效？ 生物体都有各自的保护机制 如动物的免疫系统，植物的保护组织 只有让外来的DNA失效 DNA酶 5、DNA酶的作用及其结果如何？ 水解DNA，使DNA失效 6、DNA酶会使生物自身的DNA失效吗？ 会 7、到哪里寻找这种能使外源DNA失效又不破坏自身DNA的酶？ 到单细胞的生物中去找 8、为什么在单细胞中能寻找到这种能使外源DNA失效又不破坏自身DNA的酶？ 单细胞生物比多细胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在长期的进化过程中，使其必须有处理外源DNA的酶。 9、这到底是一种怎样的酶？ 限制性核酸内切酶 ——“分子手术刀” 1、限制性核酸内切酶 ①识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列 ②使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 主要是原核生物 4000种 （1）来源： （2）化学本质： （3）作用特点： 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 脱氧核苷酸的结构 G 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ A 3’,5’-磷酸二酯键 3’端 5’端 3’端 5’端 磷酸二酯键 中轴线 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。 EcoRI限制酶的作用 　 黏性末端　　　　 黏性末端 EcoRI限制酶的切割 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 中轴线 SmaI限制酶的作用 在G与C之间切割 平末端　　　平末端 SmaI限制酶的切割 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 1、两种不同生物的DNA，用同种限制酶切割，那么会出现什么现象呢？ 出现相同的黏性末端 G A A T T CC T T A A G G A A T T CC T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G EcoRI切割位点 黏性末端 黏性末端 思考与讨论 2、要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 3、限制性核酸内切酶的作用特点体现了酶的哪种特性？ 思考与讨论 限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并且只能在特定部位切割，这说明了酶具有专一性。 两个 你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ 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 目的。 寻根问底 为什么限