高中生物課件浙教版選修三12份第一章第一節(jié)

第一節(jié)工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生

核心要點(diǎn)突破情景導(dǎo)引基礎(chǔ)自主梳理知能過關(guān)演練第一節(jié)“轉(zhuǎn)基因生物”一詞越來越為人們所熟知，如轉(zhuǎn)基因魚、轉(zhuǎn)基因棉等，這些生物都不同程度地影響著人們的生產(chǎn)和生活。情景導(dǎo)引思考：(1)轉(zhuǎn)基因生物是利用什么技術(shù)獲得的？(2)獲得轉(zhuǎn)基因生物所需要的特殊工具有哪些呢？【提示】

(1)基因工程。(2)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體。基礎(chǔ)自主梳理一、基因工程概述1．概述：基因工程是狹義的遺傳工程，廣義的遺傳工程泛指把一種生物的遺傳物質(zhì)移到另一種生物的細(xì)胞中去，并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在_________中表達(dá)。2．核心：__________________。二、基因工程的誕生1．時(shí)間：20世紀(jì)70年代。受體細(xì)胞構(gòu)建重組DNA分子2．理論基礎(chǔ)(1)DNA是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)。(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立。(3)_____________傳遞方式的認(rèn)定。3．技術(shù)上的保障限制性核酸內(nèi)切酶、________________和質(zhì)粒載體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用。三、限制性核酸內(nèi)切酶1．功能：識(shí)別和切割DNA分子內(nèi)一小段_________________。2．結(jié)果：把_______________切割成許多不同的片段。遺傳信息DNA連接酶特殊核苷酸序列DNA分子思考感悟1．限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列是GAATTC，只能在G和A之間切斷DNA，對(duì)嗎？【提示】不對(duì)。限制性核酸內(nèi)切酶有數(shù)千種，其中一種限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列是GAATTC。四、DNA連接酶作用：將具有________________的2個(gè)DNA片段連接在一起，形成重組DNA分子。五、質(zhì)粒1．實(shí)質(zhì)：是能夠自主復(fù)制的__________________，是一種特殊的遺傳物質(zhì)。2．存在方式：在細(xì)菌中獨(dú)立于染色體之外。3．作用：作為基因工程的_______。4．最常用的質(zhì)粒：___________的質(zhì)粒。末端堿基互補(bǔ)雙鏈環(huán)狀DNA分子載體大腸桿菌思考感悟2．基因工程的載體只有質(zhì)粒一種，對(duì)嗎？【提示】不對(duì)。最常用的載體是質(zhì)粒。

核心要點(diǎn)突破要點(diǎn)一限制性核酸內(nèi)切酶1．特點(diǎn)：具有專一性表現(xiàn)在兩個(gè)方面：如圖(1)識(shí)別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列。(2)切割特定序列中的特定位點(diǎn)。2．用限制性核酸內(nèi)切酶切割時(shí)斷開的是DNA分子中的磷酸二酯鍵(即相鄰脫氧核苷酸間的鍵)而不是連接兩條鏈之間的氫鍵。如下圖：雙鏈DNA結(jié)構(gòu)和磷酸二酯鍵位置3．產(chǎn)物：用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割形成的DNA片段末端的堿基互補(bǔ)。限制性核酸內(nèi)切酶，可辨識(shí)并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制性核酸內(nèi)切酶BamHⅠ，EcoRⅠ，HindⅢ以及BglⅡ的辨識(shí)序列。箭頭表示每一種限制性核酸內(nèi)切酶的特定切割部位，其中哪兩種限制性核酸內(nèi)切酶所切割出來的DNA片段末端可以互補(bǔ)黏合？其正確的末端互補(bǔ)序列是(

)例1A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互補(bǔ)序列－AATT－B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列－GATC－C．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列－AATT－D．BamHⅠ和BglⅡ；末端互補(bǔ)序列－GATC－【思路點(diǎn)撥】

【嘗試解答】

__D__特別提醒(1)限制性核酸內(nèi)切酶是一類酶而不是一種酶。(2)限制性核酸內(nèi)切酶不是一般的DNA水解酶，限制性核酸內(nèi)切酶只對(duì)DNA中特定的核苷酸序列識(shí)別和切割。(3)限制性核酸內(nèi)切酶所識(shí)別的序列，無論是6個(gè)堿基還是4、5、8個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的。跟蹤訓(xùn)練限制性核酸內(nèi)切酶的作用實(shí)際上就是把DNA上某些化學(xué)鍵打斷，如一種能對(duì)GAATTC專一識(shí)別的限制性核酸內(nèi)切酶，打斷的化學(xué)鍵是(

)A．G與A之間的鍵B．G與C之間的鍵C．A與T之間的鍵

D．磷酸與脫氧核糖之間的鍵答案：D要點(diǎn)二DNA連接酶1．DNA連接酶與限制性核酸內(nèi)切酶的比較2．DNA連接酶與DNA聚合酶的比較DNA連接酶與DNA聚合酶都能催化兩個(gè)核苷酸之間形成磷酸二酯鍵，但兩者之間存在差異，表現(xiàn)如下：DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈雙鏈單鏈連接部位在兩DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個(gè)核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羥基上，形成磷酸二酯鍵

下列DNA連接酶的作用敘述正確的是(

)A．DNA連接酶的基本組成單位是脫氧核苷酸B．將單個(gè)核苷酸加到DNA片段的骨架上連接起來，重新形成磷酸二酯鍵C．連接DNA鏈上堿基之間的氫鍵D．將斷開的兩個(gè)DNA片段的骨架連接起來，重新形成磷酸二酯鍵【嘗試解答】

__D__例2【解析】(1)DNA聚合酶只能將單個(gè)的核苷酸添加到已有的核苷酸鏈上，形成磷酸二酯鍵，而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。(2)DNA聚合酶是一條DNA鏈為模板將單個(gè)核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來，選項(xiàng)B是DNA聚合酶的作用，DNA連接酶的基本組成是氨基酸?！净?dòng)探究】(1)DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶的作用部位都具有特異性嗎？(2)DNA連接酶和DNA聚合酶催化形成的化學(xué)鍵相同嗎？【提示】

(1)DNA連接酶的作用部位不具特異性。(2)相同?！咎揭?guī)尋律】(1)工具酶的關(guān)系可表示為(2)DNA聚合酶只能將單個(gè)的核苷酸加到已有核苷酸片段的末端羥基上，形成磷酸二酯鍵，而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。(3)DNA聚合酶是以一條鏈為模板將單個(gè)核苷酸連接成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口連接起來，因此DNA連接酶不需要模板。要點(diǎn)三基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體1．載體的作用：一是作為運(yùn)載工具，將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去。二是利用載體在受體細(xì)胞內(nèi)的增殖，對(duì)外源基因進(jìn)行大量復(fù)制。2．作為載體必須具備的條件(1)能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存。(2)載體DNA必須有一個(gè)或多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切點(diǎn)，以便目的基因插入到載體上去。(3)具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物有顏色反應(yīng)的基因等。(4)載體DNA必須是安全的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害，或不能進(jìn)入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去。3．類型(1)細(xì)菌的質(zhì)粒，是細(xì)菌細(xì)胞中核區(qū)外的DNA分子，絕大多數(shù)細(xì)菌質(zhì)粒都是閉合環(huán)狀DNA分子，有的一個(gè)細(xì)菌中有一個(gè)，有的一個(gè)細(xì)菌中有多個(gè)。(2)噬菌體或某些動(dòng)植物病毒。一般來說，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據(jù)自己的目的和需要，對(duì)某些天然載體進(jìn)行人工改造。特別提醒供目的基因插入的酶切位點(diǎn)所處的位置必須是在載體本身需要的基因之外，這樣才不至于因目的基因的插入而使其失活。

質(zhì)粒之所以能做基因工程的運(yùn)載體，是由于它(

)A．含蛋白質(zhì)，從而能完成生命活動(dòng)B．能自我復(fù)制，保持連續(xù)性C．是RNA，能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成D．具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能攜帶目的基因【嘗試解答】

__B__例3【解析】質(zhì)粒存在于細(xì)菌和酵母菌等生物中，是一種很小的環(huán)狀DNA分子，有標(biāo)記基因，便于在受體細(xì)胞中檢測(cè)，質(zhì)粒在受體細(xì)胞中，能隨受體細(xì)胞DNA復(fù)制而復(fù)制，進(jìn)行目的基因的擴(kuò)增和表達(dá)。答案為B?！疽渍`警示】誤區(qū)表現(xiàn)錯(cuò)解歸因正確觀點(diǎn)基因運(yùn)載體的本質(zhì)為病毒據(jù)教材所述錯(cuò)誤地理解所致運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，噬菌體、動(dòng)植物病毒作運(yùn)載體時(shí)實(shí)質(zhì)上是它們內(nèi)部DNA充當(dāng)運(yùn)載體運(yùn)載體屬于工具酶不理解工具酶的內(nèi)涵，片面根據(jù)“工具”二字錯(cuò)誤地推理所致運(yùn)載體屬于基因工程的基本工具，不屬于工具酶，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶才屬于工具酶跟蹤訓(xùn)練質(zhì)粒是基因工程常用的載體，它的特點(diǎn)是(

)①能自主復(fù)制②不能復(fù)制③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單④單鏈DNA

⑤環(huán)狀DNA

⑥含有標(biāo)記基因A．①③⑤⑥

B．③④⑤