重组DNA技术的基本工具课件(共43张PPT)人教版选择性必修3.pptx

第3章基因工程

第一节

重组DNA技术的的基本操作工具

我国是棉花生产大国，但棉花植株常会受到棉铃虫的侵袭，使棉花产量减少1/3,甚至绝收。大量施用农药杀虫不仅提高了生产成本，还可能造成农产品和环境的污染。苏云金杆菌可以合成一种抗虫毒素——Bt毒蛋白，如何能培育出具有抗虫性的棉花新品种呢?

杂交育种?诱变育种?可以实现吗?为什么?

杂交育种：同种生物之间进行；

诱变育种：在原有基因基础上发生基因突变，

结果产生新基因——等位基因(不定向)

基因工程育种：克服远缘杂交不亲和的障碍；定向改造生物性状。

目的基因一毒蛋白基因→→棉花细胞→受体细胞

毒蛋白→基因表达产物

毒死害虫

抗虫棉的培育过程

苏云金杆菌

与载体DNA拼接，导入

一、基因工程的概念及解读

1.概念：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制品。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，因此又叫重组DNA技术。

①别名：重组DNA技术②变异原理：基因重组

③操作对象：基因④操作水平：DNA分子水平

⑤基本过程：剪切→拼接→导入→表达

⑥结果：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制品

⑦优点：克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状

例如：通过转基因技术，可以实现大肠杆菌生产人的胰岛素，在此实例中，目的基因是人胰岛素基因,受体细胞是：大肠杆菌,目的基因的表达产物

是：人胰岛素o

1970年科学家在细

菌中发现了第一个

限制性内切核酸酶

(简称限制酶)。

20世纪70年代初，多种限制酶、DNA连接酶和逆转录酶

被相继发现。

1967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。

1944年艾弗里等人证明了

DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。

1961年尼伦伯格和马太

破译了第一个编码氨基酸的密码子。

1958年梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。

1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋

结构模型。

1972年，伯格成功

构建了第一个体外重组DNA分子。

1950年埃特曼发明了一种测定氨基酸序列的方法。

2.基因工程的诞生和发展

二、基因工程的诞生和发展

判一判：基于基因工程相关基础理论的突破和技术的创新，判断下列说法的正误。

1.1953年，沃森和克里克建立了DNA分子双螺旋结构模型，并用实验证明了DMA分子的半保留复制。(X)

2.1970年，在细菌体内发现了第一个限制酶，后来又发现了多种限制酶、DNA连接酶等。(√)

3.1972年，伯格首先在体外进行DNA改造，并构建了第一个体外重组DNA分子。(√)

4.1983年，科学家采用花粉管通道法培育了世界上第一例转基因烟草。(×)

5.1984年，我国科学家朱作言领导的团队培育了世界上第一条转基因鱼。(√)

6.基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。(√)

思考1:为什么不同种生物的基因能拼接在一起?理论基础是什么?

思考2:为什么外源基因在受体细胞内能够成功表达出相应的蛋白质呢?

理论基础是什么?

理论基础

1.DNA的基本组成单位相同(都是四种脱氧核苷酸)2.都遵循碱基互补配对原则

3.DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构

1.基因是控制生物性状的结构与功能单位2.遗传信息传递都遵循中心法则

3.生物界几乎共用一套遗传密码

理论基础

3.基因工程的理论基础

(1)不同种生物的基因能拼接的理论基础

(2)外源基因在受体细胞内能表达的理论基础

重组DNA

复制

翻译

—→蛋白质

RNA

复制

逆转录

转录

关键步骤三：

抗虫基因导入棉花细胞

棉株细胞

关键步骤—:

抗虫基因从苏云金芽孢杆菌DNA中提取出来

思考3:培育转基因抗虫棉需要哪些关键步骤?

关键步骤二：

抗虫基因与载体“缝合”抗虫棉

T-DNA

Ti质粒

苏云金芽孢杆菌

构建基因表达载体

Bt毒蛋白基因

组织培养

二、重组DNA技术的基本工具

(一)分子手术刀---限制酶

(二)分子缝合针---DNA连接酶

(三)分子运输车---载体

“手术刀”

“缝合针”

“运输车”

(一)限制性内切核酸酶——“分子手术刀”

1.简称：限制酶

2.来源：原核生物(主)

3.种类：数千种(限制酶不是一种酶，而是一类酶)

4.作用：识别特定核苷酸序列，断开磷酸二酯键₅——专一性5.识别序列：大多数：6个

少数：4