单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,新课标人教版课件系列,高中生物,选修,3,新课标人教版课件系列高中生物,1.1DNA,重组技术的基本工具,专题,基因工程,1.1DNA重组技术的基本工具专题基因工程,教学目标,知识与能力,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、教学重点和难点,1.,教学重点：,DNA,重组技术所需的三种基本工具的作用。,2.,教学难点,:,基因工程载体需要具备的条件。,教学目标 知识与能力,科技探索之路 基础理论和技术的发展催生了基因工程,科技探索之路 基础理论和技术的发展催生了基因工程,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,什么叫基因工程？,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,。,（一）基因工程的概念,什么叫基因工程？基因工程又叫基因拼接技术或D,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,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花,(,无抗虫特性,),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,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,),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽,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,与运载体,DNA,连接,关键步骤三：,抗虫基因,导入受体,(,棉花,),细胞,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,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,关键步骤一的工具：,关键步骤二的工具：,关键步骤三的工具：,基因的,剪刀,限制性内切酶,基因的,针线,DNA,连接酶,基因的,运载工具,运载体,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？关键步骤一的工具：基因,1.,限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,限制酶是在生物体,(,主要是,微生物,),内的一种酶，能将外来的,DNA,切断,，由于这种切割作用是在,DNA,分子内部进行的，故名限制性内切酶。,特点：特异性。,即,一种,限制酶,只能识别一种,特定的,核苷酸序列,，并且能在,特定的切点,上切割,DNA,分子。,（二）,DNA,重组技术的基本工具,1.限制性核酸内切酶“分子手术刀”限制,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,大肠杆菌,(E.coli),的一种限制酶,能识别,GAATTC,序列,，并在,G,和,A,之间切开。,限制酶,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别G,限制酶,限制酶,什么叫黏性末端？,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,。,什么叫黏性末端？被限制酶切开的DNA两条单链,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,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？,要切两个切口，产生四个黏性末端。,如果把两种来源不同的,DNA,用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,会产生,相同的黏性末端,，然后让两者的黏性末端,黏合,起来，就似乎可以合成重组的,DNA,分子了。,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,2.DNA,连接酶,“,分子缝合针”,DNA,连接酶,可把黏性末端,之间的缝隙,“,缝合,”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的,DNA,分子就形成了。,2.DNA连接酶“分子缝合针”DNA连,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,外源基因,(,如抗虫基因,),怎样才能导入受体细胞,(,如棉花细胞,),？,导入过程需要运输工具,运载体,。,运载体的作用有哪些？,作用一,：作为运载工具，将外源基因,(,抗虫基因,),转移,到受体细胞,(,棉花细胞,),中去。,作用二,：利用运载体在受体细胞,(,棉花细胞,),内，,对外源基因,(,抗虫基因,),进行,大量复制,。,外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？导,作为运载体必须具备哪些条件？,1,）能够在宿主细胞中,复制,并稳定地,保存,。,2,）载体,DNA,必须有一个或多个,限制酶切点,，以便目的基因插入到载体上去。,3,）具有某些,标记基因,，便于进行,筛选,。,如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。,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,以便提取和在体外进行操作,太大就不便操作,.,作为运载体必须具备哪些条件？1）能够在宿主细胞中复制并稳定地,3.,基因进入受体细胞的运载,”,分子运输车”,常用的运载体主要有两类：,1,）细菌细胞质的,质粒,2,）,噬菌体,或某些,动植物病毒,3.基因进入受体细胞的运载”分子运输车”常用的运载体主,质粒：,质粒是染色体外能够进行,自主复制,的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的,DNA,分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中,核以外的,DNA,分子,。,质粒,是基因工程,最常用,的,运载体,。,绝大多数细菌质粒都是,闭合环状,DNA,分子,。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。,质粒：质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单,大肠杆菌的质粒：,最常用的质粒,是,大肠杆菌的质粒,，其中常含有,抗药基因,，如四环素的标记基因。质粒的,存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用,，但,复制只能在宿主细胞内成,。,大肠杆菌的质粒：最常用的质粒是大肠杆菌的质粒,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,11DNA重组技术的基本工具课件（新人教版-选修3）,双基练习：,一、基因工程的概念,基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外,_,和,_,等技术,赋予生物以心得遗传特性,创造出符合人们的需要的新的,_,和,_.,又叫做,DNA,的重组技术,.,二、,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),主要来源,:,从,_,生物中分离出来的,.,(2),特点,:,能够识别,DNA,特定的核苷酸序列,切开,双基练习：一、基因工程的概念,两个,_,之间的,_ .,(3)DNA,末端,:,限制酶切割,DNA,产生的,DNA,末端有两种形式,:_,和,_.,2.DNA,连接酶,-”,分子缝合针”,(1),作用,:,将双链,DNA_,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,_.,(2),种类,:,E.coli DNA,连接酶,:,只能缝合,DNA,的,_,T4 DNA,连接酶,:,既可缝合,DNA,的,_,又可缝合双链,DNA,的,_.,两个_之间的_ .,3.,基因进入受体细胞的载体,-”,分子运输车”,(1),载体的种类,质粒,:,是一种裸露的,结构简单,独立于细菌染色体之外,并能够自我,_,能力的双链,_ DNA,分子,;_,的衍生物,;_.,(2),载体的特点,能够在细胞内,_;,有一个或多个,_,切割位点,便于供源,DNA,的插入,.,具有,_,基因,供重组,DNA,的鉴定和选择,.,3.基因进入受体细胞的载体-”分子运输车”,