高中人教版 (新课标)DNA重组技术的基本工具备课课件ppt

这是一份高中人教版 (新课标)DNA重组技术的基本工具备课课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了从社会中来，限制酶，EcoRⅠ，R型菌株，分离第一个限制酶，将外源基因送入细胞，载体的种类，质粒常用，动植物病毒等，本课学习结束等内容，欢迎下载使用。
番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。 DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各具有什么特征呢？
重组DNA 技术的基本工具
将DNA片段连接起来的“分子缝合针”
切割DNA分子的“分子手术刀”
将体外重组DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”
科学家正是靠这三种必需的工具，才使培育转基因番木瓜这一奇妙构想变成了现实。
限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
主要是从原核生物中分离纯化出来的
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？
能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。例如，EcRI、SmaI限制酶的识别序列均为6个核苷酸，也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。
【资料卡】限制酶名字的由来
属名Escherichia首字母
DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端：限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开。
DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端：限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开。平末端：限制酶在它识别序列的中心轴线处切开。
DNA连接酶——“分子缝合针”
将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子（将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键）
E·cli DNA连接酶：来源：从大肠杆菌中分离得到的作用：只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来。T4DNA连接酶：来源：从T4噬菌体中分离出来的作用：可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端和平末端，但连接平末端的效率相对较低。
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？
【提示】不是一回事。虽然DNA连接酶和DNA聚合酶都是催化磷酸二酯键形成的酶，但两者存在显著的区别。（1）DNA聚合酶只能催化单个核苷酸加到已有的核酸片段3'末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是催化单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶以一条DNA链为模板，催化形成与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶催化具有互补黏性末端或平末端的DNA片段连接起来，它不需要模板。此外，两者虽然都是蛋白质，但它们的组成和性质各不相同。
基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车”
它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。
【思考·讨论】重组DNA 分子
请在两张纸上分别写上下列两段DNA序列：
请你根据前面学过的相关信息找到两条片段上EcRⅠ的识别序列和切割位点。然后，用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后，将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处，并用透明胶条将切口粘连起来。
剪刀代表限制酶；透明胶条代表DNA连接酶。
1. 剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？
你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对？如果不能，可能是什么原因造成的？
3. 你插入的DNA 片段能称得上一个基因吗？
随着生物技术的飞速发展，生产和销售“分子工具”的公司大量涌现。感兴趣的话，你可以登录这些公司的网站，查询和了解相关产品的特点、价格和使用说明等。有些这样的公司已成功上市，你还可以通过分析公司的股票价格走势，大致了解公司的经营状况以及投资者目前对该行业的认可程度。
【探究·实践】DNA 的粗提取与鉴定
提取：DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。例如：DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 ml/L的NaCl 溶液。分离：在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
了解DNA的物理和化学性质，理解DNA粗提取和鉴定的原理。学会DNA粗提取的方法以及用二苯胺试剂对DNA进行鉴定。
材料：新鲜洋葱（也可以选择香蕉、菠菜、菜花和猪肝等作为实验材料，提取DNA的方法可能稍有不同）、研磨液、体积分数为95%的酒精、2ml/L的NaCl溶液、二苯胺试剂和蒸馏水等。研磨液和二苯胺试剂的配制方法参见教材附录2。用具：烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、试管夹、酒精灯、石棉网、三脚架、火柴、刀片和天平等。
取材、研磨：约30g洋葱、切碎+10mL研磨液，充分研磨。过滤、离心：漏斗垫纱布，将研磨液过滤到烧杯中，4℃冰箱中放置几分钟，取上清液。也可直接将研磨液倒入塑料离心管，1500r/min转速离心5min，取上清液放入烧杯。
粗提取：上清液加入体积相等、预冷的酒精溶液（体积分数为95%），静置2~3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；或将溶液倒入塑料离心管中，10000r/min转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物（粗提取的DNA）晾干。
鉴定：取两支20mL的试管，各加入2ml/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。
1. 你提取出白色丝状物或沉淀物了吗？用二苯胺试剂鉴定的结果如何？
你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？
3. 与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。
本实验只是对DNA进行了粗提取，请查阅资料，了解实验室提取纯度较高的DNA的一种方法，并与本实验中所使用的方法进行比较，总结两种方法的异同。
预习：基因工程的基本操作程序
质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。特点：裸露的、结构简单、具有自我复制能力位置：真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外本质：环状双链DNA分子