w1.1《DNA重组技术的基本工具》课件(新人教选修3)
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生物：1.1《DNA重组技术的基本工具》ppt(新人教版选修3)
限制性内切酶
限制 酶
黏性末端和平末端
限制酶所识别的序列有什么特点
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。
限制酶在原核生物中的作用
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。 含有某种限制酶的细胞，其DNA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基上，使限制酶 不能将其切开。
DNA连接酶——“分子缝合针”
DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？
基因的载体——“分子运输车”
载体的作用：
1、将外源基因转移到受体细胞中去。 2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量 复制。
载体必须具备的条件：
1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存； 2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接； 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 ） 4、对受体细胞无害
DNA重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 基因进入受体细胞的载体——“分子运 输车”
限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
分布：主要在原核生物中 作用特点：特异性，即识别 特定核苷酸序列，切 割特定切点 切点：磷酸二酯键 举例：EcoRI限制酶能识别 GAATTC序列，并 在G和A之间切开
生物：1.1《DNA重组技术的基本工具》课件(新人教版选修3)
)
8、下列关于基因工程中所选用的质粒 的说法，错误的是( ) A、不能没有标记基因 B、是小型链状的DNA分子 C、能够自我复制 D．可与目的基因重组
9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而 成的是( )
A、①② C、①④
B、①③ D、 ②③
10、要使目的基因与对应的载体重组， 所需的两种酶是( ) (1)限制酶(2)连接酶 (3)解旋酶(4)还原酶 A、(1)(2)(3) C、(1)(2) B、(1)(2)(4) D、(1)(3)
选修3 现代生物科技专题源自专题1 基因工程DNA重组技术的基本工具 DNA重组技术的基本工具 DNA 基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序 基因工程应用 基因工程应用 蛋白质工程的崛起 蛋白质工程的崛起
基因工程的概念
是指按照人们的愿望，进行严格的设计， 是指按照人们的愿望，进行严格的设计， 通过体外DNA重组技术和转基因技术，赋 重组技术和 通过体外 重组技术 转基因技术， 遗传特性， 予生物以新的遗传特性 予生物以新的遗传特性，创造出更符合人 们需要的生物类型 生物产品， 生物类型和 们需要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 工程是在 分子水平上进行设计和施工 因此又叫DNA重组技术；也叫基因拼 重组技术； 的，因此又叫 重组技术 也叫基因拼 接技术。 接技术。
3.作为载体必须具备的条件 作为载体必须具备的条件
1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？ 假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？ 假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样 2.作为载体没有切割位点将怎样？ 作为载体没有切割位点将怎样？ 作为载体没有切割位点将怎样 3.目的基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？ 目的基因是否进入受体细胞， 目的基因是否进入受体细胞 你如何去察觉？ 4.如果载体对受体细胞有害将怎样？ 如果载体对受体细胞有害将怎样？ 如果载体对受体细胞有害将怎样
高中人教版选修3 1.1 DNA重组技术的基本工具 课件(61张)
专题1 基因工程
空白演示
在此输入您的封面副标题
栏目 导引
专题1 基因工程
1．1 DNA 重组技术的基本工具
专题1 基因工程
1．了解基因工程的概念、诞生及发展。 2.掌握限制酶及 DNA 连接酶的作用。(重、难点) 3．理解载体需具备的条件。(重点)
专题1 基因工程
知识点一 基础理论和技术的发展催生了基因工程
栏目 导引
专题1 基因工程
解析：选 D。基因工程的内容就是在生物体外，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，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地 改造生物的遗传性状。
栏目 导引
专题1 基因工程
解析：选 A。限制酶只能识别双链 DNA 分子的某种特定的脱 氧核苷酸序列，不能识别 RNA 分子的核糖核苷酸序列，A 项 错误；同其他的酶一样，限制酶同样受温度和 pH 的影响，而 且具有发挥最大催化效率的最适温度和最适 pH，B 项正确； 限制酶催化的是特定部位磷酸二酯键的断裂，属于水解反应， C 项正确；限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，也有 来自真核细胞的，其本质是蛋白质，在核糖体上合成，D 项正 确。
1．对基因工程概念的理解
基因工程的别名
__基__因 ___拼__接____技术或 __D_N__A_重__组_____技术
操作环境
__生__物__体__外_____
操作对象
_____基__因______
操作水平
___D_N_A__分__子____水平
栏目 导引
专题1 基因工程
基因工程的别名 基本过程 原理 结果
栏目 导引
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栏目 导引
专题1 基因工程
1．1 DNA 重组技术的基本工具
专题1 基因工程
1．了解基因工程的概念、诞生及发展。 2.掌握限制酶及 DNA 连接酶的作用。(重、难点) 3．理解载体需具备的条件。(重点)
专题1 基因工程
知识点一 基础理论和技术的发展催生了基因工程
栏目 导引
专题1 基因工程
解析：选 D。基因工程的内容就是在生物体外，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，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地 改造生物的遗传性状。
栏目 导引
专题1 基因工程
解析：选 A。限制酶只能识别双链 DNA 分子的某种特定的脱 氧核苷酸序列，不能识别 RNA 分子的核糖核苷酸序列，A 项 错误；同其他的酶一样，限制酶同样受温度和 pH 的影响，而 且具有发挥最大催化效率的最适温度和最适 pH，B 项正确； 限制酶催化的是特定部位磷酸二酯键的断裂，属于水解反应， C 项正确；限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，也有 来自真核细胞的，其本质是蛋白质，在核糖体上合成，D 项正 确。
1．对基因工程概念的理解
基因工程的别名
__基__因 ___拼__接____技术或 __D_N__A_重__组_____技术
操作环境
__生__物__体__外_____
操作对象
_____基__因______
操作水平
___D_N_A__分__子____水平
栏目 导引
专题1 基因工程
基因工程的别名 基本过程 原理 结果
栏目 导引
最新人教版 生物选修三：1.1《DNA重组技术的基本工具》ppt课件
4．基因进入受体细胞的载体 (1)载体具备的条件：
a.○23 __有__一__个__至__多__个__限__制__酶__切__割__位__点________________；
b．在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；
c.○24 _有__特__殊__的__遗__传__标__记__基__因_______________________。 (2)基因工程中使用的载体有：○25 __质__粒____、λ 噬菌体的衍 生物和○26 __动__植__物__病__毒__等。其中最常用的是质粒。它是一种裸 露的、○27结__构__简__单__、○28 _独__立__于__细__菌__拟__核__D_N__A_之__外_，并具有○29
2 预习导学 3 要点精析 4 思维升华
5 知识构建 6 应用探究 7 课时作业
目标定位
• 1．认同基因工程的诞生和发展离不开理论研 究和技术创新。
• 2．简述DNA重组技术所需三种基本工具的 作用。(重、难点)
• 3．简述基因工程中载体需要具备的条件。 (重点)
预习导学
• 一、基因工程的概念
的两个核苷6酸之间的⑧___________断开， 因此具有⑨________性。黏性大末多端数限平制末酶端的识 别序列由⑩________个中核轴线苷两酸侧组成。经限制 酶切割产生的DNA片段末端通常有两中轴种线形处式： ⑪________和⑫________。前者是限制酶 在它识别序列的⑬_______________将DNA 的两条链切开产生的，后者是限制酶在它识
• 二、DNA重组技术的限基制本性核工酸具内切酶
• 1．工具简介
DNA连接酶
• (1)“分子手术刀”—基—④因进_入__受_体__细_胞_的载体
生物：1.1《DNA重组技术的基本工具》ppt(新人教版选修3)
DNA重组技术的基本工具 重组技术的基本工具
杨集中学 高三生物组
2011高考考试说明：基因工程的诞生A级 高考考试说明：基因工程的诞生 级 高考考试说明 基因工程的原理及技术A级 基因工程的原理及技术 级 一、教学目标： 教学目标： 1.简述 简述DNA重组技术所需三种基本工具的作 简述 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 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研 究和技术创新。 究和技术创新。 教学重点： 二、教学重点： DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 重组技术所需的三种基本工具的作用。 重组技术所需的三种基本工具的作用 教学难点： 三、教学难点： 基因工程载体需要具备的条件。 基因工程载体需要具备的条件。
选 我
）
A、DNA连接酶 DNA连接酶 C、RNA酶 RNA酶
B、DNA酶 DNA酶 D、运载体 记住了
基因操作的基本步骤
基因工程的成果与发展前景
基因工程与医药卫生 生产基因工程药品 用于基因诊断与基因治疗 基因工程与农牧业、 基因工程与农牧业、食品工业 培育高产、稳产和具有优良品质的动植物新品种 培育高产、 培育具有各种抗逆性的动植物新品种 为人类开辟新的食物来源 基因工程与环境保护 用于环境监测 用于被污染环境的净化
限制酶在原核生物中的作用
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是， 的入侵，但是， 原核生物容易受到自然界外源 的入侵 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。 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 侵入时， 菌的一种防御性工具，当外源 侵入时 用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。 切割掉， 用限制酶将外源 切割掉 以保证自身的安全。 所以， 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。 、使之失效，从而达到保护自身的目的。 含有某种限制酶的细胞， 含有某种限制酶的细胞，其DNA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 备这种限制酶的识别切割序列， 酶将甲基转移到所识别序列的碱基上， 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。 不能将其切开。
杨集中学 高三生物组
2011高考考试说明：基因工程的诞生A级 高考考试说明：基因工程的诞生 级 高考考试说明 基因工程的原理及技术A级 基因工程的原理及技术 级 一、教学目标： 教学目标： 1.简述 简述DNA重组技术所需三种基本工具的作 简述 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 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研 究和技术创新。 究和技术创新。 教学重点： 二、教学重点： DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 重组技术所需的三种基本工具的作用。 重组技术所需的三种基本工具的作用 教学难点： 三、教学难点： 基因工程载体需要具备的条件。 基因工程载体需要具备的条件。
选 我
）
A、DNA连接酶 DNA连接酶 C、RNA酶 RNA酶
B、DNA酶 DNA酶 D、运载体 记住了
基因操作的基本步骤
基因工程的成果与发展前景
基因工程与医药卫生 生产基因工程药品 用于基因诊断与基因治疗 基因工程与农牧业、 基因工程与农牧业、食品工业 培育高产、稳产和具有优良品质的动植物新品种 培育高产、 培育具有各种抗逆性的动植物新品种 为人类开辟新的食物来源 基因工程与环境保护 用于环境监测 用于被污染环境的净化
限制酶在原核生物中的作用
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是， 的入侵，但是， 原核生物容易受到自然界外源 的入侵 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。 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 侵入时， 菌的一种防御性工具，当外源 侵入时 用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。 切割掉， 用限制酶将外源 切割掉 以保证自身的安全。 所以， 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。 、使之失效，从而达到保护自身的目的。 含有某种限制酶的细胞， 含有某种限制酶的细胞，其DNA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 备这种限制酶的识别切割序列， 酶将甲基转移到所识别序列的碱基上， 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。 不能将其切开。
1.1DNA重组技术的基本工具-人教版选修三精品PPT教学课件
不 作用 游离的DNA片
同 对象
段
单个的脱氧核苷酸
点 作用 形成完整的 结果 DNA分子
形成DNA的一条链
用途 基因工程
DNA复制
2.限制性核酸内切酶与DNA连接酶的比较
(1)区别
作用
应用
限制性核 使特定部位的磷 用于提取目的基 酸内切酶 酸二酯键断裂 因和切割载体
DNA连接 酶
在DNA片段之 间重新形成磷酸
生物体外
操作对象 操作水平
结果
___基_因_____ ___D__N_A_分__子__水__平____ _新__的__生__物_类__型__和__生__物_产__品__
__
想一想 1．从结构上分析，为什么不同生物的DNA 能够重组？ 【提示】 (1)基本单位相同。(2)空间结构 相同。
二、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 1.来源：主要来自于__原__核_生__物____。 2.特点 (1) 识 别 双 链 DNA 分 子 的 某 种特_定__核__间的 _____________断开。
要点突破讲练互动
要点一 限制性核酸内切酶 1.化学本质：蛋白质。 2.切割位点：磷酸二酯键。 磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键,而限 制酶切割的只能是箭头所指处的化学键,因为 圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部。
3.限制酶切出的黏性末端和平末端的比较
4.限制性核酸内切酶与DNA解旋酶的比较 (1)相同点：都作用于DNA分子中的化学键。 (2)不同点：两者作用部位不同，前者作用于 磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而后者 作用于两个碱基之间的氢键。
特别提醒 黏性末端是指DNA分子在限制酶 的作用下形成的具有相同碱基序列而且碱基 互补配对的单链延伸末端结构，它们能够通 过碱基间的互补配对重新结合，而具有平末 端的DNA片段不容易结合。
人教版高中生物选修3 1.1《DNA重组技术的基本工具》精品课件
1.1 DNA重组技术的 基本工具
新课导入 这样的组合，如果用传统的育种方法能否实现？
新课导入
含有抗虫基因的棉花
能产生狂犬病抗体 蛋白的转基因烟草
学习目标
1.通过观察图像、查阅资料，了解基因工程 的诞生历程，说出基因工程的概念； 2.通过阅读文本、观察图片、师生交流，说 出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用。
苏云金芽孢杆菌 （有抗虫基因）
普通棉花 (无抗虫特性)
提
取
抗虫基因
形成
重组DNA 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
“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶
关键步骤二：形成重组DNA
工 具
“分子缝合针”—— DNA连接酶
酶
关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞
“分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体
二、基因工程的基本工具
1、限制性核酸内切酶（简称限制酶） 含义： 能够识别和切割DNA分子内一小段特殊
核苷酸序列的酶。 来源： 主要从原核生物中分离得到
这类酶存在于原核生物中有什么作用呢？ 切割外源DNA，使之失效，达到保护自身的目的。
外源基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？ 如果载体上有遗传标记基因，就可 通过标记基因的表达来检测。
如果载体对受体细胞有害将怎样？ 将影响受体细胞新陈代谢，进而使 转入的外源基因也可能无法表达。
随堂测试
1、有关基因工程的叙述中，正确的是（ C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的载体 C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶 切点，以便与目的基因连接 D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键
新课导入 这样的组合，如果用传统的育种方法能否实现？
新课导入
含有抗虫基因的棉花
能产生狂犬病抗体 蛋白的转基因烟草
学习目标
1.通过观察图像、查阅资料，了解基因工程 的诞生历程，说出基因工程的概念； 2.通过阅读文本、观察图片、师生交流，说 出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用。
苏云金芽孢杆菌 （有抗虫基因）
普通棉花 (无抗虫特性)
提
取
抗虫基因
形成
重组DNA 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
“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶
关键步骤二：形成重组DNA
工 具
“分子缝合针”—— DNA连接酶
酶
关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞
“分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体
二、基因工程的基本工具
1、限制性核酸内切酶（简称限制酶） 含义： 能够识别和切割DNA分子内一小段特殊
核苷酸序列的酶。 来源： 主要从原核生物中分离得到
这类酶存在于原核生物中有什么作用呢？ 切割外源DNA，使之失效，达到保护自身的目的。
外源基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？ 如果载体上有遗传标记基因，就可 通过标记基因的表达来检测。
如果载体对受体细胞有害将怎样？ 将影响受体细胞新陈代谢，进而使 转入的外源基因也可能无法表达。
随堂测试
1、有关基因工程的叙述中，正确的是（ C ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的载体 C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶 切点，以便与目的基因连接 D、DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键
DNA重组技术的基本工具教学课件 新人教版选修3 课件
生物B基因片段 生物A基因片段 ……GAATTC…… ……GAATTC…………GAATTC…… ……CTTAAG…… ……CTTAAG…………CTTAAG…… 同一种 EcoRⅠ 酶切 ……G AATTC…… ……G AATTC …… …… G AATTC… ……CTTAA G…… ……CTTAA …… G…… CTTAA G…… 不同来源的DNA片段混合 ……GAATTC…… ……GAATTC…… ……CTTAAG…… ……CTTAAG…… 将不同种来源的DNA片段连接起来
DNA水解酶
切割特定的核苷酸序列 切割磷酸二酯键，形成 的磷酸二酯键，形成片 单个的脱氧核苷酸。 段的DNA.
• 限制酶的识别序列：
能被限制性内切酶特 异性识别的切割部位 都具有回文序列：在 切割部位，一条链正 向读的碱基顺序与另 一条链反向读的顺序 完全一致。
EcoRⅠ
黏性末端
黏性末端
Go back
基因工程的概念
基因工程的别名
操作环境 操作对象
DNA重组技术
生物体外 基因 DNA分子水平
操作水平 基本过程
剪切 → 拼接 → 导入→ 表达
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
1)基因转移载体的发现
2)工具酶的发现
3)DNA合成和测序技术的发明
4) DNA体外重组的实现
5)重组DNA表达实验的成功 6)第一例转基因动物问世 7)PCR技术的发明
Go back
磷酸二酯键
A
1
H
5 4
H
5 4
A
1
O
H
H
3HO
2
H2O +
3
2
H
5 4 3
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科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期 基 础 理 论
沃森、克里克提出DNA的双螺旋结构模型。
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期 基 础 理 论
梅塞尔松、斯塔尔证明DNA的半保留复制
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期 基 础 理 论
克里克等提出中心法则
原核细胞基因的编码区是连续的，
真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的.
真核生物基因的结构特点是：“编码区是间隔的、 不连续的。”也就是说：能够编码蛋白质的序列被 不能编码蛋白质的序列分隔开来，成为一种断裂的 形式。其中，能够编码蛋白质的序列叫外显子，不 能编码蛋白质的序列叫内含子。 真核基因包括编码区和非编码区，编码区又分 为外显子和内含子,内含子不翻译蛋白质。
基因工程的概念
基因工程的别名 DNA重组技术（基因拼接技术）
操作环境 操作对象 生物体外 基因 DNA分子水平
操作水平 基本过程
剪切 → 拼接 → 导入→ 表达
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
早 期 基 础 理 论
达尔文提出生物进化论
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件， 都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。
思考与探究 P7
DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？ 迄今为止，所发现的DNA连接酶都 不具有连接单链DNA的能力，至于原因， 现在还不清楚，也许将来会发现可以连 接单链DNA的酶。
知识拓展
什么是内含子和外显子？
1、为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 通过长期的进化，细菌中含有某种限 制酶的细胞，其DNA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DNA被 切断，并且可以防止外源DNA的入侵。
有标记基因的 存在，可用含 氨苄青霉素的 培养基鉴别
有切割位点 能复制并带着 插入的目的基 因一起复制
5）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 3 4
7 6 8
1
5
思考与探究 P7
天然的DNA分子可以直接用做基因工程 载体吗？为什么？
提示： 基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒 （plasmid），即独立于细菌拟核染色体DNA之外 的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。 是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？
• 5.作用结果： 产生黏性末端或平末端
• 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。
早 期 基 础 理 论
孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
早 期 基 础 理 论
摩尔根证明基因在染色体上，并提出基 因的连锁互换定律。
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期 基 础 理 论
艾弗里证明DNA是遗传物质，DNA可从 一种生物个体转移到另一种生物个体。
4) DNA体外重组的实现
5)重组DNA表达实验的成功 6)第一例转基因动物问世 7)PCR技术的发明
复习与思考
• 1．遗传的物质基础是什么？ • 2．生物体遗传的基本单位是什么？ • 3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的 差别呢？ • 4．生物的性状是怎样表达的？ • 5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果， 那么，人类能不能改造基因呢？使原来本身没有 某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？ • 6．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？
③类型：
类型 来源 功能 相同点 差别
E· coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端 磷酸 能连接黏性末端和 二酯键 T4DNA连接酶 T4噬菌体 平末端(效率较低)
寻根问底
• DNA连接酶与DNA聚合酶的异同
不同点： 1)DNA聚合酶：需要模板，连接单个核苷酸形成互补单 链 2)DNA连接酶：不需要模板，连接DNA片段形成双链 DNA 相同点： 1.都形成磷酸二酯键 2.化学本质都是蛋白质（但组成和性质各不相同）
关键步骤二：抗虫基因与载体“缝合”
“分子缝合针”—— DNA连接酶
关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞 “分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体
⒈自然界是否存在一种生物的DNA进入另一生物的 情况？ 2.单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但 是并没有在进化中灭绝，有何保护机制？
思考：
可能产生了一些特殊的酶来防范。可而 这种酶能识别外来侵入的DNA并将其分解， 而对自身的DNA不能起作用。
复制
转录
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
翻译
DNA
逆转录
RNA
蛋白质
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
后 期 基 础 理 论
1963年尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的 遗传密码，1966年霍拉纳用实验加以证明。
科技探索之路 基础理论和技术发展催生了基因工程
1)基因转移载体的发现
2)工具酶的发现
3)DNA合成和测序技术的发明
专题1
基因工程
据WTO调查： 2005年全世界约有糖尿病患者1.8亿 人，我国约6000万。
治疗糖尿病特效药—— 胰岛素 每100kg 猪或牛的胰腺中仅可提取4~5g。
1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌 内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。
思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状
抗虫基因
通过运载体导入
转基因棉花有抗虫特性
• 在以上过程中关键步骤或难点是什么？
• 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：抗虫基因与载体“缝合” 关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞
☼DNA重组技术的基本工具
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ 关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌 细胞内提取出来 “分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶
⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制，转基因 生物能有预想的效果吗？
⑷目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？
4、质粒是基因工程最常用的载体。 1）质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细 菌拟核DNA之外，并且具有自我复制能力的很小 的双链环状DNA分子。 2）质粒DNA上有一个或多个限制酶的切割位点， 供外源DNA片段（基因）插入其中。 3）携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后， 在细胞中进行自我复制，或整合到受体染色体 DNA上随染色体DNA进行同步复制。 4）质粒DNA上有特殊的标记基因，如四环素抗 性基因、氨苄青霉素抗性基因等标记基因，供重 组DNA的鉴定和选择。
一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
主要从原核生物中分离纯化 • ⒈主要来源： • ⒉种类与命名： • ⒊作用特点（特异性）: 识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且
使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二
酯键 断开。 • 4.限制酶识别序列:
是回文序列;大多数由6个核苷酸组成少 数由4、5或8个核苷酸组成。
知 识 拓 展
知识拓展
关于内含子和外显子的说法正确的是 （ B） A .内含子和外显子在转录的过程中都能够转录成成熟 的mRNA B.只有外显子能够转录成mRNA，tRNA，rRNA C.原核细胞基因中也有内含子和外显子 D.由于内含子不能编码蛋白质，故它属于非编码区
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思考与探究 P7
二、“分子缝合针” —— DNA连接酶
①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA， 即将脱氧核糖和磷酸连接起来. ②作用原理： 催化磷酸二酯键形成
E· coli DNA连接酶
或T4DNA连接酶
可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，
即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合” 起来，但效率较低 T4DNA连接酶
知识拓展
什么是内含子和外显子？
在遗传学上通常将能编码蛋白质的基因称为结构基 因。真核生物的结构基因是断裂的基因。一个断裂基 因能够含有若干段编码序列，这些可以编码的序列称 为外显子。在两个外显子之间被一段不编码的间隔序 列隔开，这些间隔序列称为内含子。 内含子（Intervening region）是一个基因中非编码 DNA片断，它分开相邻的外显子。更精确的定义是： 内含子是阻断基因线性表达的序列。DNA上的内含子 会被转录到前体RNA中，但RNA上的内含子会在RNA 离开细胞核进行转译前被剪除。在成熟mRNA被保留 下来的基因部分被称为外显子。真核生物的基因含有 外显子和内含子，是前者区别原核生物的特征之一。
在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学 过的基因的什么过程有关？
DNA(基因)
转录
mRNA
翻译
蛋白质(性状)
密码子在生物界是 通用 的！
基因工程的产物
• 基因工程的概念
• 什么叫基因工程？
基因工程，又叫DNA重组技术。 通俗的说，就是按照人们的愿望，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 遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的 生物类型 和 生物产品 。即把一种生物的某种基因提取出来，加以 修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生 物的遗传特性。
三、“分子运输车” ——基因进入受体细胞的载 体
1、载体的作用 将 外源基因 转移到受体细胞中去。 2、种类