[中学联盟]江苏省徐州市王杰中学高中生物选修3-1教学课件：基因工程1.1.ppt

专题1 基因工程 题图： 科技探索之路： 1.1 DNA重组技术的基本工具 1.2 基因工程的基本操作程序 1.3 基因工程的应用 1.4 蛋白质工程的崛起 专题1 基因工程 从题图中可以看出： 1.沃森和克里克对 结构的重大发现和随后的技术创新孕育了基因工程。 2.在复制的DNA双螺旋结构上展示的 工程菌、牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛花等，代表了基因工程三个重要方面的研究成果：转基因微生物、转基因 和转基因 。 综上所述，基因工程的主题：基因工程是按照人们的愿望，进行严格的设计，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。 专题1 基因工程 从科技探索之路中可以看出： 说明没有 的研究成果，没有 的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅速崛起。 §1.1 DNA重组技术的基本工具 一、教学目标： 1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 二、教学重点： DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 三、教学难点： 基因工程载体需要具备的条件。 一、自学导引： 阅读课本P4～P7，完成《优化设计》的自学导引。 二、基因工程的原理： 1.概念： 2.基因工程又叫DNA重组技术。 3.过程：这种技术是在生物体 ，通过对 分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行 和重新组合，然后导入受体细胞内，进行 繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，非姐妹染色单体间的交叉互换。 二、基础知识： 4.基因工程的特点： 1）它是一种按照人们意愿，定向改造生物遗传特性的技术。 2）在DNA分子水平上进行操作。 3）是在体外进行的人为的基因重组。 4）一旦成功，便可遗传。 5）主要技术是体外DNA重组技术和转基因技术。 三、DNA重组技术的基本工具： 1.限制性核酸内切酶----“分子手术刀”： (1)来源： （2）特点： （3）切割后的形式：2种 分别为：黏性末端和平末端 注：限制性酶是一大类酶，不是一种酶。 限制酶大多可以专一性识别双链DNA分子上的某种特定核苷酸序列，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，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称，重复排列的。 实例 1： 1、下列关于限制酶的说法正确的是（ ） A.限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中少 B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 （四）DNA连接酶－－“分子缝合针” 1.作用： 2.种类：（1）E·coliDNA连接酶 （2）T4DNA连接酶 3.实例2、见课本P5，图1-4，回答下列问题： （1）EcoR I是一种 酶，其识别序列是 ，切割位点是 与 之间的 键。切割结果产生的DNA片段末端形式为 。 （2）不同来源DNA 片段结合，在这里需要的酶应是 连接酶，此酶的作用是在 与 之间形成 键而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是 。 （五）基因进入受体细胞的载体－－“分子运输车” 1.使用载体的目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中；二是利用它在宿主细胞内进行大量的复制。 2.载体的种类：（1）质粒 （2）λ噬菌体的衍生物 （3）某些动植物病毒 3.作为基因工程使用的载体必需满足以下条件： 1）载体DNA 必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，才不至于因目的基因的插入而失活。 2）载体DNA 必须具备自我复制能力，或整合到受体染色体DNA 上，随染色体DNA 的复制而同步复制。 3）载体DNA必须有标记基因，以便重组后进行筛选。 4）载体DNA 必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。 5）载体DNA分子大小应适合，以便提取和体外操作。 （六）模拟操作：重组DNA分子的模拟操作 注意：这两条DNA分子的碱基对不是随意乱写的。 首先，每个DNA分子上的两条链上的碱基要互补配对； 第二，每个DNA分子中每条链都存在一个G-A-A-T-T-C的碱基序