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1、,一、基因工程诞生的基础：,专题一 基因工程,1、理论基础：2、技术基础（“科技探索之路”）,1、理论基础：DNA是遗传物质的证明；DNA双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译。2、技术基础：基因转移载体的发现；工具酶的发现；DNA合成和测序技术的发明；DNA体外重组的实现；重组DNA表达实验的成功；PCR技术的发明。,学习这部分知识后你们有什么感悟：,没有基础理论的研究成果，没有技术方面的创新发明，基因工程不可能诞生，创新是科学技术发展的不竭动力。,已实现的例子很多：我国培育出的抗虫棉；美国一家公司利用大肠杆菌生产胰岛素药品等,什么是基因工程？又称“基因拼接技术或DNA重组技术”,专题一
2、 基因工程,那么，什么是拼接？,+,可是，DNA分子的直径只有2.0nm,粗细只有头发丝的十万分之一，长度也是极其短小的，一般以m为单位，如大肠杆菌的DNA长度为1.36m.,二、DNA重组技术的基本工具,请结合刚才的拼接活动，回忆必修2学习的内容：1、切割DNA的工具（“分子手术刀”）2、DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）3、基因转移工具（“分子运输车”）,限制性核酸内切酶，功能：DNA连接酶，功能：,识别特定核苷酸序列，并在特定位置切割。,将DNA骨架上的缺口“缝合”,-运载体,二、DNA重组技术的基本工具,（一）限制性核酸内切酶（限制酶）,1、来源：课本中说“主要是从原核生物中 分离
3、纯化出来的”,为什么它们有这类酶？,防御工具：限制酶，把外源DNA切割掉，保护自己。,免疫系统？会以什么防御机制防止侵害？,为了能适应环境，必需有怎样的进化？,提示：原核生物很容易受到自然 界外源DNA的入侵，如噬菌体侵染细菌。那怎么办？,课本的“寻根问底”中问，这类酶的作用是什么？,2、酶识别的核苷酸序列特点：,3、如何切割DNA分子：,专一性，且大多数由六个核苷酸组成。,4、切割后的切口类型：,（一）限制性核酸内切酶（限制酶）,被限制酶切开的DNA两条单链的切口，伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,又如：,识别GGATCC,TGGCCA,上下序列呈什么关系？,（二）
4、DNA连接酶,1.酶的作用：,2、酶的种类及功能区别：,（1）Ecoli DNA连接酶（大肠杆菌）只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来。,（2）T4 DNA连接酶（噬菌体）都能连接黏性末端和平末端，但连接平末端之间的效率比较低。,将双链DNA分子片段的缺口“缝合”起来，恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键。,3、DNA连接酶和DNA聚合酶的区别：,DNA聚合酶：只能将单个核苷酸加到已有的单链核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键,需要模板。DNA连接酶：连接两个双链DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。不需要模板,拼接完成后如何导入受体细胞（如受精卵、原核细胞）？,基因的运载体“分子运输车”,我们一
5、起来小结:,一、基因工程诞生的基础：,（一）限制性核酸内切酶（限制酶,如EcoRI等）,二、DNA重组技术的基本工具,1、来源：2、识别的核苷酸序列特点：3、如何切割DNA分子：4、切割后的切口类型：,主要是从原核生物中专一性;大多数由六个核苷酸组成切割磷酸二脂键黏性末端、平末端,（二）DNA连接酶(如Ecoli等),1.酶的作用：,2、酶的种类及功能区别：,有的只能连接黏性末端，有的黏性末端和平末端，都能连接，但连接平末端之间的效率比较低。,3、与DNA聚合酶区别：,恢复两个核苷酸片段之间的磷酸二酯键,不需要模板，只连接两个双链DNA片段的末端,没有基础理论的研究成果，没有技术方面的创新发明
6、，基因工程不可能诞生.,看一看，同学们学习后的情况：,1、限制性核酸内切酶“分子手术刀”（1）主要来源：生物。（2）特点：能够识别DNA特定的，切开两个 之间的。（3）作用结果：产生 末端和平末端两种形式的DNA片段末端。,原核生物,核苷酸序列,核苷酸,磷酸二酯键,黏性,2、DNA连接酶“分子缝合针”（1）种类：EcoliDNA连接酶,只能缝合DNA的_；T4 DNA连接酶,即可缝合DNA的_，又可缝合双链DNA的_,但_比较低。（2）作用：将双链“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的。,黏性末端,黏性末端,平末端,效率,DNA片段末端,磷酸二酯键,作业：P6的模拟制作“重组DNA分子的模拟操作”,疑问:在必修2，P103中有这样一句：“两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合，。”是不是要实现拼接，对两种来源不同的DNA，都要用同种限制酶切割？,如果是黏性末端需同种限制酶切割;若是平末端不一定需同种限制酶切割,
