《【课件】重组DNA技术的基本工具(含DNA粗提取)课件高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【课件】重组DNA技术的基本工具(含DNA粗提取)课件高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、19441944年年艾艾弗里等人弗里等人证明了证明了DNADNA可以在同可以在同种生物的种生物的不同个体不同个体之间转移之间转移。19195050年年埃特埃特曼发明了一曼发明了一种测定氨基种测定氨基酸序列的方酸序列的方法。法。19195858年年梅梅塞尔森和塞尔森和斯塔尔用斯塔尔用实验证明实验证明了了DNADNA的半的半保留复制保留复制。19195353年年沃沃森和克里森和克里克克建立了建立了DNADNA双螺旋双螺旋结构模型结构模型。19611961年年尼尼伦伯格和伦伯格和马太马太破译破译了第一个了第一个编码氨基编码氨基酸的密码酸的密码子。子。19671967年年，科学家发科学家发现，现，在细
2、在细菌拟核菌拟核DNADNA之外的之外的质质粒粒有自我有自我复制能力，复制能力，并并可以在可以在细菌细胞细菌细胞间转移间转移。19701970年年科科学家在细学家在细菌中发现菌中发现了了第一个第一个限制性限制性内内切切核酸酶核酸酶（简称限（简称限制酶）制酶）。2020世纪世纪7070年代初年代初，多种限制多种限制酶、酶、DNADNA连连接酶和逆接酶和逆转录酶转录酶被被相继发现。相继发现。19721972年年，伯格成功伯格成功构建了第构建了第一个体外一个体外重组重组DNADNA分分子子。19731973年年，证明，证明质粒可以作为质粒可以作为基因工程的载基因工程的载体体，构建重组，构建重组DNA
3、DNA，导入受体，导入受体细胞，使外源细胞，使外源基因在原核细基因在原核细胞中成功表达，胞中成功表达，基因工程正式基因工程正式问世。问世。19197777年年，桑格桑格等科学家发明等科学家发明了了DNADNA序列分序列分析的方法析的方法。此。此后，后，DNADNA合成合成仪的问世为仪的问世为体体外合成外合成DNADNA提提供了方便供了方便。19821982年年，第一个第一个基因工基因工程药物程药物-重组人重组人胰岛素胰岛素被批准被批准上市。上市。19198383年年，科科学家采用学家采用农农杆菌转化法杆菌转化法培育出世界培育出世界上上第一例转第一例转基因烟草基因烟草。19198484年年，我国
4、科学我国科学家朱作言家朱作言领导的团领导的团队培育出队培育出世界上世界上第第一条转基一条转基因鱼因鱼。19198585年年，穆里斯等穆里斯等人发明了人发明了PCRPCR。19199090年年，人类基因人类基因组计划组计划启启动。动。20032003年完成年完成2121世纪以来世纪以来，科科学家发明了多种学家发明了多种高通量测序技术，高通量测序技术，加速了人们对基加速了人们对基因组序列的了解因组序列的了解。20132013年年，华人科华人科学家张锋及其团学家张锋及其团队首次报道利用队首次报道利用最新的最新的基因组编基因组编辑技术辑技术编辑了哺编辑了哺乳动物基因组乳动物基因组。该技术该技术可以实现
5、可以实现对特定基因的定对特定基因的定点插入、敲除或点插入、敲除或替换替换。科技探索之路基因基因工程的诞生和发展工程的诞生和发展是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。基因重组基因重组操作水平：操作结果：操作原理：DNADNA分子水平分子水平定向的改造生物遗传性状，获得人们所需的生物类型定向的改造生物遗传性状，获得人们所需的生物类型和生物产品和生物产品基因工程人的胰岛素基因能通过拼接并在受体细胞大肠杆菌中表达出相同蛋白质-胰岛素的理论基础
6、是？（1）大肠杆菌和人的遗传物质都是 。（2）不同生物的DNA分子能够拼接在一起，原因是 。（3）同一种基因在不同生物体内表达出来的蛋白质相同，因为 。（4）遗传信息的传递都遵循 。DNADNA中心法则中心法则基因的组成、空间结构和碱基互补配对方式相同基因的组成、空间结构和碱基互补配对方式相同所有生物共用一整套所有生物共用一整套遗传密码遗传密码基因工程第3章 基因工程重组DNA技术的基本工具01基因工程的基本操作程序02基因工程的应用03蛋白质工程的原理和应用04为了棉花姓“中国”19921992年，一场史无前例的棉铃虫灾害以迅雷不及掩耳之年，一场史无前例的棉铃虫灾害以迅雷不及掩耳之势吞噬着中
7、国的棉田，我国棉花产业遭遇灭顶之灾；势吞噬着中国的棉田，我国棉花产业遭遇灭顶之灾；国外公司拒绝出售抗虫棉核心技术，到国外公司拒绝出售抗虫棉核心技术，到19991999年外国抗虫年外国抗虫棉已占领我国棉已占领我国95%95%的棉花市场份额，国内棉花品种市场迅速的棉花市场份额，国内棉花品种市场迅速流失。流失。19981998年中棉所成功培育出我国第一个国审抗虫杂交棉新年中棉所成功培育出我国第一个国审抗虫杂交棉新品种品种中棉所中棉所2929，使低龄棉铃虫的死亡率超过，使低龄棉铃虫的死亡率超过90%90%；20022002年成功培育出我国第一个双价转基因抗虫棉新品种年成功培育出我国第一个双价转基因抗虫
8、棉新品种中棉所中棉所4141，该品种能够缓解棉铃虫抗药性，该品种能够缓解棉铃虫抗药性;20172017年年1010月月1313日日,农业部种子管理局副局长吴晓玲在回农业部种子管理局副局长吴晓玲在回答媒体提问时表示答媒体提问时表示,目前中国自主选育的转基因棉花品目前中国自主选育的转基因棉花品种市场份额占到种市场份额占到95%95%以上以上,国外品种不到国外品种不到5%5%。从社会中来苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取抗虫基因抗虫基因普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗虫特性)棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因含抗虫基因)与运载体与运载体DNADNA拼接，导入拼接，导入棉花植株棉花植株(有抗虫特性有抗虫特
9、性)表达表达 抗虫基因抗虫基因（BTBT毒蛋白基因）毒蛋白基因）如何获得抗虫棉？需要什么工具？3.1 重组DNA技术的基本工具（三）分子运输车-载体（一）分子手术刀-限制性内切核酸酶（二）分子缝合针-DNA连接酶“手术刀手术刀”“缝合针缝合针”“运输车运输车”1.来源：从微生物（从微生物（主要是主要是原核生物原核生物）体内分离出来）体内分离出来2.功能：能够识别双链能够识别双链DNADNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开，因此具有断开，因此具有专一专一性。性。3.
10、作用部位：磷酸二酯键磷酸二酯键，限制酶只切割，限制酶只切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键两个核苷酸之间的磷酸二酯键4.切割结果：切口有两种：黏性末端和平末端切口有两种：黏性末端和平末端限制性内切核酸酶一磷酸二酯键磷酸二酯键你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？原原核核生生物物容容易易受受到到自自然然界界外外源源DNADNA的的入入侵侵，所所以以它它在在长长期期的的进进化化过过程程中中形形成成了了一一套套完完善善的的防防御御机机制制。限限制制酶酶就就是是它它的的一一种种防防御御性性工工具具。当当外外源源DNADNA入入侵侵时时，它它会会利利用用限限制制酶酶来来切切割割外
11、外源源DNADNA，使使之之失失效效，以以保保证自身证自身的的安全安全。为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA?微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可以将外源入侵的微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可以将外源入侵的DNADNA降降解掉。生物在长期的演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其解掉。生物在长期的演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNADNA分子中或者不具分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制
12、酶，也不会使自基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶，也不会使自身的身的DNADNA被切断，并且可以防止外源被切断，并且可以防止外源DNADNA的入侵。的入侵。限制性内切核酸酶一思考讨论1：仔细观察以下四种限制酶识别的特定序列有何特点？限限制制酶酶所所识识别别的的序序列列的的特特点点是是：呈呈现现碱碱基基互互补补对对称称，无无论论是是6 6个个碱碱基基还还是是4 4个个碱碱基基，都都可可以以找找到到一一条条中中心心轴轴线线，中中轴轴线线两两侧侧的的双双链链DNADNA上上的的碱碱基基是是反反向向对对称称重重复复排排列列的的 ，称为，称为回文序列回文序列。EcoREcoR5
13、5G-A-A-T-T-G-A-A-T-T-CC3 33 3C-T-T-A-A-C-T-T-A-A-G5G5SmaSma5 5C-C-C-G-G-C-C-C-G-G-GG3 33 3G-G-G-C-C-G-G-G-C-C-C5C5BamHBamH 5 5G-G-A-T-C-G-G-A-T-C-CC3 33 3C-C-T-A-G-C-C-T-A-G-G5G5TaqTaq5 5T-C-G-T-C-G-AA333 3A-G-C-A-G-C-T5T5限制性内切核酸酶一写出下列限制酶切割形成的黏性末端思考：你从中发现什么现象了？思考：你从中发现什么现象了？不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端不同的限制酶
14、可能切割形成相同的黏性末端限制性内切核酸酶一GGGCCCCCCGGG例：限制性例：限制性EcoRIEcoRI的识别序列和切点是的识别序列和切点是G GAATCCAATCC，限制性限制性SmaISmaI的识的识别序列和切点是别序列和切点是GGGCCCGGGCCC。补充完整切割过程图：补充完整切割过程图：GCTTAAAATCC GGAATCCCCTAAGEcoRI黏性末端黏性末端掌握：末端的正确书写GGGCCCCCCGGGSma I平末端平末端练：限制性练：限制性BamHIBamHI的识别序列和切点是的识别序列和切点是G GGATGATCCCC,限制性限制性Bg1Bg1的识的识别序列和切点是别序列
15、和切点是A AGATCTGATCT,分析两种酶切出的末端。分析两种酶切出的末端。15怎样的就为相同末端？怎样的就为相同末端？1 1）BapBap识别序列识别序列AATTAATT，在，在A A与与T T之间切割，则其与之间切割，则其与SmaSma作用作用 后后的末端能进行连接么？的末端能进行连接么？2 2）EcoREcoR识别序列识别序列GAATTCGAATTC，MunMun识别序列识别序列CAATTGCAATTG 并在并在 C C与与A A之间进行切割，之间进行切割，请问这两种酶切成的末端相同不？请问这两种酶切成的末端相同不？平末端都为相同的末端，可连接。但连接后有可能不是回文序列。平末端都为
16、相同的末端，可连接。但连接后有可能不是回文序列。黏性末端（单链片段）能两两互补结合，为相同的末端，可连接。黏性末端（单链片段）能两两互补结合，为相同的末端，可连接。反之则不是。反之则不是。理解：末端是否相同G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A G A A T T C GG C T T A A 用同种限制酶切割用同种限制酶切割(EcoEcoEcoEcoR)R)R)R)把两种来源不同的DNA进行重组，应该怎样处理？缺口怎么办？DNA连接酶“分子缝合针”2.分类：二将将双链双链DNADNA片段片段“缝合缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键，形成重组，形成重组DNADNA分子。分子。1.作用:类型来源来源功能功能相同点相同点差别差别EcoliDNAEcoliDNA连接酶连接酶T T4 4DNADNA连接酶连接酶大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌T T T T4 4 4 4噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体恢复恢复恢复恢复磷酸磷酸磷酸磷酸二酯键二酯键二酯键二酯键只能连接只能连接只能连接只能连
