11DNA重組技術(shù)的基本工具課件人教版選修3

專題1課前預(yù)習(xí)·巧設(shè)計(jì)名師課堂·一點(diǎn)通創(chuàng)新演練·大沖關(guān)重點(diǎn)突破課堂強(qiáng)化知識(shí)清單案例師說(shuō)1.1每課一練了解1.基因工程的概念2.DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的來(lái)源和作用理解基因工程載體需要具備的條件1.DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用2.基因工程載體需要具備的條件一、基因工程的概念指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)

和

等技術(shù)，賦予生物以新的

，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做

。體外DNA重組轉(zhuǎn)基因遺傳特性DNA重組技術(shù)二、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”(1)簡(jiǎn)稱：限制性核酸內(nèi)切酶又稱

。(2)來(lái)源：主要從

中分離純化出來(lái)。(3)作用：①識(shí)別雙鏈DNA分子的某種

。②切割特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的

。(4)作用結(jié)果：產(chǎn)生

或

。限制酶原核生物特定核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端平末端GA磷酸二酯鍵限制酶TTCA……………………限制酶識(shí)別序列★EcoRⅠ限制酶：★

SmaⅠ限制酶：GGGCCCGCTTAAGGGCCCGAATTC三、DNA連接酶——“分子縫合針”1．作用恢復(fù)被

切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的

，拼接成新的DNA分子。

2．種類限制酶磷酸二酯鍵種類比較項(xiàng)目E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源特點(diǎn)只能“縫合”具有

的雙鏈DNA片段既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的

，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的

大腸桿菌T4噬菌體互補(bǔ)的黏性末端黏性末端平末端★EcoRⅠ限制酶：GAATTCCGAATTATAGTCDNA連接酶DNA連接酶DNA連接酶ATAGTCCGAATTCAATTDNA聚合酶GAGTATCDNA聚合酶四、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”1．作用將

送入受體細(xì)胞。2．種類(1)質(zhì)粒：是一種很小的

。(2)其他載體：

的衍生物、

等。3．特點(diǎn)(1)能夠進(jìn)行

。(2)有一個(gè)至多個(gè)

切割位點(diǎn)，供外源基因插入。(3)具有特殊的

，供重組DNA的鑒定和選擇。(4)對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。外源基因雙鏈環(huán)狀DNA分子λ噬菌體動(dòng)植物病毒自我復(fù)制限制酶標(biāo)記基因一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”1．閱讀教材P4～5，分析圖1－2、1－3，探究下列問(wèn)題：(1)限制酶切割DNA分子時(shí)，其切割部位在哪里？具有怎樣的作用特點(diǎn)？提示：①切割部位是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。②作用特點(diǎn)：a．具有專一性。具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面：識(shí)別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列；切割特定序列中的特定位點(diǎn)。b．可用于DNA的切割，獲取目的基因和切割載體。(2)利用限制酶切割得到的是黏性末端或平末端，二者有什么區(qū)別？

提示：①黏性末端：是限制酶在識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開(kāi)形成的，如下圖所示。

②平末端：是限制酶在識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)形成的，如下圖所示。具有黏性末端的DNA片段能夠通過(guò)互補(bǔ)堿基間的配對(duì)重新結(jié)合，而具有平末端的DNA片段不容易結(jié)合。2．閱讀教材P5并觀察分析圖1－4，討論下列問(wèn)題：(1)DNA連接酶的作用目的是什么？作用于哪種化學(xué)鍵？提示：①作用目的：將切下的黏性末端或平末端重新拼接、縫合，形成新的DNA分子。②作用的化學(xué)鍵：磷酸二酯鍵。(2)根據(jù)下圖分析：①圖中a酶、b酶分別是哪種酶？提示：a是限制酶(或限制性核酸內(nèi)切酶)；b是DNA連接酶。作用應(yīng)用限制性核酸內(nèi)切酶使特定部位的磷酸二酯鍵斷裂用于提取目的基因和切割載體DNA連接酶在DNA片段之間重新形成磷酸二酯鍵用于目的基因和載體的連接②兩種酶在基因工程中有什么作用及應(yīng)用。提示：3．閱讀教材P6，觀察分析圖1－5，探討下列問(wèn)題：(1)具備什么條件的物質(zhì)才能充當(dāng)基因工程的載體？提示：載體必須具備的條件：①能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。②有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。③具有某些特殊標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。當(dāng)然，載體應(yīng)對(duì)受體細(xì)胞無(wú)毒害作用，否則受體細(xì)胞將受到損傷甚至死亡。(2)聯(lián)系主動(dòng)運(yùn)輸中的載體，試從它們的化學(xué)本質(zhì)和作用方面分析二者的不同。提示：①主動(dòng)運(yùn)輸中的載體是位于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，其作用是運(yùn)輸離子、氨基酸、核苷酸等物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。②基因工程中的載體的化學(xué)本質(zhì)是DNA，其作用是：a．?dāng)y帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞；b.利用載體在宿主細(xì)胞中的復(fù)制對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，下列對(duì)該圖的描述正確的是 ()A.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸B．解旋酶作用的部位是⑩C．某限制性核酸內(nèi)切酶可選擇⑨處作為切點(diǎn)D．DNA連接酶可連接⑩處斷裂的化學(xué)鍵[解析]圖中④包含上一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸①和下一個(gè)脫氧核苷酸的五碳糖②和堿基③，不是一個(gè)脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；限制性核酸內(nèi)切酶的作用部位是⑩磷酸二酯鍵，解旋酶的作用是解開(kāi)DNA雙鏈，作用部位是⑨氫鍵，B、C錯(cuò)誤；DNA連接酶可連接⑩處斷裂的磷酸二酯鍵，D正確。

[答案]D與DNA有關(guān)的幾種酶項(xiàng)目種類

限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對(duì)間的氫鍵作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新的DNA分子形成單鏈DNA分子下圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(4)下列常在基因工程中作為載體的是()A．蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因B．土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C．大腸桿菌的質(zhì)粒D．動(dòng)物細(xì)胞的染色體[解析]本題通過(guò)質(zhì)粒結(jié)構(gòu)的模式圖考查基因工程基本工具的功能和特點(diǎn)?；蚬こ讨械妮d體必須具備三個(gè)條件：①能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；②有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；③有標(biāo)記基因便于篩選，如大腸桿菌的質(zhì)粒。用同一種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因得到相同的黏性末端，再用DNA連接酶把目的基因和質(zhì)粒連接在一起。大腸桿菌的質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，載體的本質(zhì)為DNA，抗蟲基因?qū)儆谀康幕?，不屬于載體，染色體的主要成分為DNA和蛋白質(zhì)，不屬于載體。[答案](1)DNA①能夠自我復(fù)制②具有遺傳效應(yīng)(2)CGCGT—A—(3)標(biāo)記基因供重組DNA的鑒定和選擇(4)CDNA連接酶基因工程中的限制酶與載體(1)載體必須具備一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，但每種酶的切點(diǎn)最好只有一個(gè)。若用于切割載體的限制酶有多個(gè)切點(diǎn)，則切割后質(zhì)?？赡軙?huì)丟失某些片段，若丟失的片段含有復(fù)制起始點(diǎn)，則重組DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后便不能進(jìn)行自主復(fù)制。(2)限制酶切割位點(diǎn)所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因之外，這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性，有利于對(duì)目的基因的檢測(cè)。1.以下說(shuō)法正確的是（）A、所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列B、質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體C、運(yùn)載體必須具備的條件之一是：具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接D、DNA連接酶使黏性末段的堿基之間形成氫鍵練習(xí)C2,在基因工程中，切割運(yùn)載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同種限制酶B.兩種限制酶同種連接酶D.兩種連接酶A3.限制性核酸內(nèi)切酶在DNA的任何部位都能切開(kāi)嗎?

CTGCA…以下是兩種不同限制酶切割形成的DNA片段:(1)………GCGCG(2)GC…(3)………GCGACGTC(4)請(qǐng)用DNA連接酶將它們連接起來(lái)和能連接形成和能連接形成(1)(4)(3)(2)CTGCA……G……GACGTCGC……CG……GCCG演講完畢，謝謝觀看！內(nèi)容總結(jié)專題1。②切割特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的。三、DNA連接酶——“分子縫合針”。四、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”。一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”。(1)限制酶切割DNA分子時(shí)，其切割部位在哪里。b．可用于DNA的切割，獲取目的基因和切割載體。(2)利用限制酶切割得到的是黏性末端或平末端，二者有什么區(qū)別。②平末端：是限制