2016高中生物 專題1 第1節(jié) DNA重組技術(shù)的基本工具課件 新人教版選修

基因工程專題一基因工程專題一2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修第一節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具專題一第一節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具專題一2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修1．認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。2．簡述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。(重、難點(diǎn))3．簡述基因工程中載體需要具備的條件。(重點(diǎn))1．認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過①_____________和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，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②________水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫做③_____________。二、DNA重組技術(shù)的基本工具1．工具簡介(1)“分子手術(shù)刀”——④________(2)“分子縫合針”——⑤________(3)“分子運(yùn)輸車”——⑥________體外DNA重組

分子

DNA重組技術(shù)

DNA連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體限制性核酸內(nèi)切酶一、基因工程的概念體外DNA重組分子DNA重組技術(shù)DN2．限制性核酸內(nèi)切酶(1)來源：主要是從⑦_(dá)_______中分離純化出來的。(2)功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的⑧___________斷開，因此具有⑨________性。大多數(shù)限制酶的識別序列由⑩________個核苷酸組成。經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：?________和?________。前者是限制酶在它識別序列的?_______________將DNA的兩條鏈切開產(chǎn)生的，后者是限制酶在它識別序列的?________切開產(chǎn)生的。原核生物磷酸二酯鍵專一6黏性末端平末端中軸線兩側(cè)中軸線處2．限制性核酸內(nèi)切酶原核生物磷酸二酯鍵專一6黏性末端平末端中3．DNA連接酶(1)分類：根據(jù)酶的來源不同，可分為兩類：一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為?________________；另一類是從?________中分離出來的，稱為T4DNA連接酶。(2)兩種DNA連接酶的比較：相同點(diǎn)：都縫合?________鍵。E·coliDNA連接酶T4噬菌體磷酸二酯E·coliDNA連接酶T4噬菌體磷酸二酯黏性末端平末端黏性末端平末端比較低黏性末端平末端黏性末端平末端比較低有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)

有特殊的遺傳標(biāo)記基因

質(zhì)粒動植物病毒結(jié)構(gòu)簡單獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外自我復(fù)制有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)有特殊的遺傳標(biāo)記基因質(zhì)粒動植物[思維激活]

1．不同的限制酶具有不同的識別序列，說明限制酶具有什么特點(diǎn)？2．作為運(yùn)載工具的載體，要求必須對受體細(xì)胞無害，為什么？[答案]

1．專一性2．載體如果對受體細(xì)胞有害，其一旦被導(dǎo)入受體細(xì)胞，就會影響受體細(xì)胞的生命活動，甚至破壞受體的生命活動。[思維激活]要點(diǎn)精析要點(diǎn)精析一、對基因工程概念的理解基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物一、對基因工程概念的理解基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重知識貼士：基因工程得以實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)：①所有生物的DNA都是以4種脫氧核苷酸為基本單位，構(gòu)成獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這為不同種生物DNA拼接成功提供物質(zhì)基礎(chǔ)。②所有生物共用一套遺傳密碼子，為某生物的基因能夠在其他生物細(xì)胞內(nèi)正常指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成提供可能。知識貼士：基因工程得以實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)：二、基因工程的工具1．限制性核酸內(nèi)切酶(1)來源：這類酶主要是從原核生物中分離純化出來的。(2)種類：迄今已從近300種不同的微生物中分離出了約4000種限制酶。(3)特點(diǎn)：①主要切割外源DNA，而對自身的DNA不起作用，達(dá)到保護(hù)自身的目的；②只能識別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列；③只能在特定的部位進(jìn)行切割。(4)結(jié)果：形成黏性末端或平末端。(5)實(shí)質(zhì)：使特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。二、基因工程的工具知識貼士：①若限制酶切割后形成的是黏性末端，則形成的兩個黏性末端是反向重復(fù)序列。②大多數(shù)限制酶的識別序列為6個核苷酸組成，例如EcoRI、SmaI限制酶識別序列由6個核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識別序列由4、5或8個核苷酸組成。2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修2．DNA連接酶2．DNA連接酶

以下是兩種限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答問題。 以下是兩種限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答問題。[解析]

分析以上4個DNA片段，可清楚分析出①③為平末端，連接酶應(yīng)用T4DNA連接酶；②④為黏性末端且相同，連接時應(yīng)用E·coliDNA連接酶。[答案]

(1)③平T4DNA連接酶(2)②④黏性E·coliDNA連接酶2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點(diǎn)，如右圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段?，F(xiàn)有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的DNA片段種類數(shù)是(

)A．3 B．4C．9 D．12已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點(diǎn)，如右[答案]

C[解析]

每一種限制性內(nèi)切酶切割DNA后會留下特征性的黏性末端，同時一次切割后，會把DNA分割成兩個片段，且不同的限制酶切后的片段不一樣，如果將題圖中的三個切割位點(diǎn)自左至右依次標(biāo)為甲、乙、丙，只在甲處切，可產(chǎn)生兩個片段，即a和右邊的b＋c＋d段，如果只在乙處切，就有a＋b和c＋d段，如果只在丙處切，就有a＋b＋c和d段，在甲、乙兩處同時切，就有a、b和c＋d段，在乙、丙處同時切，就有a＋b和c、d段，在甲、丙兩處同時切，就有a、b＋c、d段三種片段，在甲、乙、丙三處同時切，就有a、b、c、d四種片段。所以本題應(yīng)該選C。[答案]C3．“分子運(yùn)輸車”——載體(1)作用：一是用它作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中去；二是利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量的復(fù)制(稱為克隆)。(2)作為載體必須具備的條件：①具有一個或多個限制酶切割位點(diǎn)，該切割位點(diǎn)必須位于載體本身必需的基因序列之外。②能夠自我復(fù)制或整合到染色體DNA上后隨染色體DNA復(fù)制。③帶有標(biāo)記基因，便于篩選。3．“分子運(yùn)輸車”——載體④本身是安全的，不能對受體細(xì)胞產(chǎn)生危害。⑤大小適中，便于操作。但實(shí)際上，天然載體一般不會同時具備上述條件，所以在基因工程中需要對載體進(jìn)行人工改造?，F(xiàn)在所用的質(zhì)粒幾乎都是人工改造的。2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修

質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，它的主要特點(diǎn)是(

)①能自主復(fù)制②不能自主復(fù)制③結(jié)構(gòu)很?、苁堑鞍踪|(zhì)⑤是環(huán)狀RNA⑥是環(huán)狀DNA⑦能“友好”地“借居”A．①③⑤⑦ B．②④⑥C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦ 質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，它的主要特點(diǎn)是()[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，上面有標(biāo)記基因，便于在受體細(xì)胞中檢測。質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能隨受體細(xì)胞DNA的復(fù)制而復(fù)制，能進(jìn)行目的基因的擴(kuò)增和表達(dá)。[答案]

C2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，下列關(guān)于質(zhì)粒的說法正確的是(

)A．質(zhì)粒在宿主細(xì)胞內(nèi)都要整合到染色體DNA上B．質(zhì)粒是獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外的小型細(xì)胞器C．基因工程操作中的質(zhì)粒一般都是經(jīng)過人工改造的D．質(zhì)粒上堿基之間數(shù)量存在A＋G＝U＋C[答案]

C質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，下列關(guān)于質(zhì)粒的說法正確的是([解析]

基因工程使用的載體需有一至多個酶切位點(diǎn)，具有自我復(fù)制的能力，存在標(biāo)記基因，對受體細(xì)胞安全，且分子大小適合。而自然存在的質(zhì)粒DNA分子并不完全具備上述條件，都要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。而質(zhì)粒進(jìn)入宿主細(xì)胞后不一定都要整合到染色體DNA上，如宿主細(xì)胞是細(xì)菌細(xì)胞則不需整合。質(zhì)粒是小型環(huán)狀雙鏈DNA分子而不是細(xì)胞器，也不會有堿基U。[解析]基因工程使用的載體需有一至多個酶切位點(diǎn)，具有自我復(fù)思維升華思維升華1．與遺傳有關(guān)的各種酶的比較名稱作用參與的生理過程與應(yīng)用作用位點(diǎn)(如下圖)DNA連接酶連接兩個DNA片段基因工程a限制性核酸內(nèi)切酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開a1．與遺傳有關(guān)的各種酶的比較名稱作用參與的生理作用位點(diǎn)DNA名稱作用參與的生理過程與應(yīng)用作用位點(diǎn)(如下圖)DNA聚合酶在脫氧核苷酸鏈上添加單個脫氧核苷酸DNA的復(fù)制aRNA聚合酶在核糖核苷酸鏈上添加單個核糖核苷酸轉(zhuǎn)錄a解旋酶使核堿基間氫鍵斷裂形成單脫氧核苷酸鏈DNA復(fù)制及轉(zhuǎn)錄b逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成DNA逆轉(zhuǎn)錄、基因工程—名稱作用參與的生理作用位點(diǎn)DNA在脫氧核苷酸鏈上添加單個脫氧特別提醒：①DNA連接酶和DNA聚合酶的作用都是催化形成磷酸二酯鍵，而不是氫鍵，氫鍵是分子間的靜電吸引力，不需要通過酶的催化形成。②DNA連接酶只能在兩個DNA片段間形成磷酸二酯鍵，而DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有DNA片段上，且需要以一條DNA鏈為模板。③目前發(fā)現(xiàn)的DNA連接酶不具有連接單鏈DNA的能力。特別提醒：①DNA連接酶和DNA聚合酶的作用都是催化形成磷酸2．限制酶在原核生物中的作用原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在長期的進(jìn)化過程中形成一套完善的防御機(jī)制，以防止外來病原微生物的侵害。限制酶在細(xì)菌內(nèi)會將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。而限制酶不會切斷自身DNA，是因?yàn)樵谠松锛?xì)胞中，其DNA分子或者不具備這種限制酶的識別序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。2．限制酶在原核生物中的作用知識構(gòu)建知識構(gòu)建2016高中生物專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件新人教版選修應(yīng)用探究應(yīng)用探究目前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細(xì)菌質(zhì)粒的各種元件為基礎(chǔ)重新組建的人工質(zhì)粒，pBR322質(zhì)粒是較早構(gòu)建的質(zhì)粒載體，其主要結(jié)構(gòu)如下圖所示。(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時要有抗性基因，以便于_________。目前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細(xì)菌質(zhì)粒的各種元件為基(2)pBR322分子中有單個EcoRI限制酶作用位點(diǎn)，EcoRI只能識別序列—GAATTC—，并只能在G與A之間切割。若在某目的基因的兩側(cè)各有1個EcoRI的切點(diǎn)，請畫出目的基因兩側(cè)被限制酶EcoRI切割后所形成的黏性末端：__________________________________________。(3)pBR322分子中另有單個的BamHI限制酶作用位點(diǎn)，現(xiàn)將經(jīng)BamHI處理后的質(zhì)粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因，通過DNA連接酶作用恢復(fù)________________鍵，成功獲得了重組質(zhì)粒，說明______________________________(2)pBR322分子中有單個EcoRI限制酶作用位點(diǎn)，E(4)為了檢測上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無ampR和te