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高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》1.1 DNA重组技术的基本工具公开课课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》1.1 DNA重组技术的基本工具公开课课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了基因工程的概念，情境导入，磷酸二酯键，EcoRI，EcoRⅠ，黏性末端，SmaⅠ，相同点，T4DNA连接酶，大肠杆菌等内容，欢迎下载使用。
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。
基因拼接技术或DNA重组技术
剪切→拼接→导入→表达
思考：DNA重组技术（基因拼接技术）有什么优点？
二、基因工程育种的优点
1.定向改变生物的遗传性状2.克服不同亲本远缘杂交不亲和的障碍
1.1 DNA重组技术的基本工具
苏云金芽孢杆菌体内有一种毒蛋白基因，它编码的蛋白质可以使害虫死亡，但对哺乳动物无毒害作用。 棉花常常因害虫而减产。 能让棉花拥有该基因变成抗虫棉就好了——要实现它大致应该怎么操作、可能需要什么工具？同学们讨论一下。
如何将苏云金芽孢杆菌细胞内的抗虫基因从它的DNA分子中切割下来？
如何将切下来的抗虫基因与运载体DNA连接起来？
如何将抗虫基因运送到棉花细胞？
需要切割DNA的工具（分子手术刀）
需要连接DNA片断的工具 （分子缝合针）
需要基因转移的工具（分子运输车）
——限制性核酸内切酶（限制酶）
主要从原核生物中分离纯化
现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限制性内切酶
粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesens）
大肠杆菌（Escherichia cli R）
练习：流感嗜血杆菌的d菌株( Haemphilus influenzae d )中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:
HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ
一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
识别双链DNA分子的某种______________，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的_____________断开,因此，具有_________。
呈现碱基互补对称，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 ，称为回文序列。
菩萨蛮·雾窗寒对遥天暮清代 纳兰性德雾窗寒对遥天暮，暮天遥对寒窗雾。花落正啼鸦，鸦啼正落花。袖罗垂影瘦，瘦影垂罗袖。风翦一丝红，红丝一翦风。
限制性内切酶与DNA解旋酶的区别
切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键
将DNA两条链的氢键打开形成两条单链
经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：_______和_______。
黏性未端 平末端
识别GAATTC序列，并在G和A之间切开
限制酶在切断DNA时，可在切口处带有几个伸出的核苷酸，他们之间碱基正好互补配对，因此称这些片断为黏性末端。
识别GAATTC序列，并在G和C之间切开
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。
思考：用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？
思考1：根据你所掌握的知识，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，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。
它们各自可以识别和切断DNA上特定的核苷酸序列。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中通常不具备这种限制酶的识别切割序列。这样，细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。
思考2：联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？
2、DNA连接酶——分子缝合针
E·cli DNA连接酶
能连接黏性末端和平末端
阅读课本第5页“DNA连接酶——分子缝合针”的相关内容，填写下表
两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键
具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来，形成重组DNA分子。
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几个磷酸二酯键？
DNA连接酶和DNA聚合酶的比较
三、“分子运输车”—基因进入受体细胞的载体
⒈常用运载体： ⑴细菌的质粒 ⑵λ噬菌体衍生物或某些动植物病毒
天然的质粒可以直接用做基因工程载体吗？为什么？
在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的。
2.载体需要的条件：
⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？
⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？
⑵霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？
⑷重组DNA有没有进入受体细胞，如何去发现？
⑴有1~多个限制酶切点
⑶导入基因能在受体细胞中复制、表达
⑷有某些标记基因，便于筛选
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。
基因拼接技术或DNA重组技术
剪切→拼接→导入→表达
思考：DNA重组技术（基因拼接技术）有什么优点？
二、基因工程育种的优点
1.定向改变生物的遗传性状2.克服不同亲本远缘杂交不亲和的障碍
1.1 DNA重组技术的基本工具
苏云金芽孢杆菌体内有一种毒蛋白基因，它编码的蛋白质可以使害虫死亡，但对哺乳动物无毒害作用。 棉花常常因害虫而减产。 能让棉花拥有该基因变成抗虫棉就好了——要实现它大致应该怎么操作、可能需要什么工具？同学们讨论一下。
如何将苏云金芽孢杆菌细胞内的抗虫基因从它的DNA分子中切割下来？
如何将切下来的抗虫基因与运载体DNA连接起来？
如何将抗虫基因运送到棉花细胞？
需要切割DNA的工具（分子手术刀）
需要连接DNA片断的工具 （分子缝合针）
需要基因转移的工具（分子运输车）
——限制性核酸内切酶（限制酶）
主要从原核生物中分离纯化
现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限制性内切酶
粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesens）
大肠杆菌（Escherichia cli R）
练习：流感嗜血杆菌的d菌株( Haemphilus influenzae d )中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:
HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ
一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
识别双链DNA分子的某种______________，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的_____________断开,因此，具有_________。
呈现碱基互补对称，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 ，称为回文序列。
菩萨蛮·雾窗寒对遥天暮清代 纳兰性德雾窗寒对遥天暮，暮天遥对寒窗雾。花落正啼鸦，鸦啼正落花。袖罗垂影瘦，瘦影垂罗袖。风翦一丝红，红丝一翦风。
限制性内切酶与DNA解旋酶的区别
切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键
将DNA两条链的氢键打开形成两条单链
经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：_______和_______。
黏性未端 平末端
识别GAATTC序列，并在G和A之间切开
限制酶在切断DNA时，可在切口处带有几个伸出的核苷酸，他们之间碱基正好互补配对，因此称这些片断为黏性末端。
识别GAATTC序列，并在G和C之间切开
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。
思考：用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？
思考1：根据你所掌握的知识，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，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。
它们各自可以识别和切断DNA上特定的核苷酸序列。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中通常不具备这种限制酶的识别切割序列。这样，细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。
思考2：联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？
2、DNA连接酶——分子缝合针
E·cli DNA连接酶
能连接黏性末端和平末端
阅读课本第5页“DNA连接酶——分子缝合针”的相关内容，填写下表
两条链的骨架部分，形成磷酸二酯键
具有相同黏性末端的两个DNA片段连接起来，形成重组DNA分子。
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要形成几个磷酸二酯键？
DNA连接酶和DNA聚合酶的比较
三、“分子运输车”—基因进入受体细胞的载体
⒈常用运载体： ⑴细菌的质粒 ⑵λ噬菌体衍生物或某些动植物病毒
天然的质粒可以直接用做基因工程载体吗？为什么？
在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的。
2.载体需要的条件：
⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？
⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？
⑵霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？
⑷重组DNA有没有进入受体细胞，如何去发现？
⑴有1~多个限制酶切点
⑶导入基因能在受体细胞中复制、表达
⑷有某些标记基因，便于筛选
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