11DNA重組技術(shù)的基本工具課件人教版選修3

1、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 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)簡稱：限制性核酸內(nèi)切酶又稱 。(2)來源：主要

2、從 中分離純化出來。(3)作用：識(shí)別雙鏈DNA分子的某種 。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 EcoR限制酶： Sma限制酶：GGGCCCGCTTAAGGGCCCGAATTC 三、DNA連接酶“分子縫合針” 1作用 恢復(fù)被 切開的兩個(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Ecoli DNA連接酶T4DNA連接酶來源特點(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 T

3、4噬菌體互補(bǔ)的黏性末端黏性末端平末端 EcoR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)對受體細(xì)胞無害。外源基因雙鏈環(huán)狀DNA分子噬菌體動(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P45，分析圖12、

4、13，探究下列問題： (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：切割部位是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。 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：黏性末端：是限制酶在識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開形成的，如下圖所示。 平末端：是限制酶在識(shí)別序列的中心軸線處切開形成的，如下圖所示。 具有黏性末端的DNA片段能夠通過互補(bǔ)堿基間的配對重新結(jié)合，而具有平末端的DNA片

5、段不容易結(jié)合。 2閱讀教材P5并觀察分析圖14，討論下列問題： (1)DNA連接酶的作用目的是什么？作用于哪種化學(xué)鍵？ 提示：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。 作用的化學(xué)鍵：磷酸二酯鍵。 (2)根據(jù)下圖分析：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15，探討下列問題： (1)具備什么條件的物質(zhì)才能充

6、當(dāng)基因工程的載體？ 提示：載體必須具備的條件： 能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。 有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。 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)對受體細(xì)胞無毒害作用，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：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。 基因工程中的載體的化學(xué)本質(zhì)是DNA，其作用是： a攜帶目的基因進(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，下列對該圖的描述正確的是 () A.的

7、名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 B解旋酶作用的部位是 C某限制性核酸內(nèi)切酶可選擇處作為切點(diǎn) DDNA連接酶可連接處斷裂的化學(xué)鍵 解析圖中包含上一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸和下一個(gè)脫氧核苷酸的五碳糖和堿基，不是一個(gè)脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；限制性核酸內(nèi)切酶的作用部位是磷酸二酯鍵，解旋酶的作用是解開DNA雙鏈，作用部位是氫鍵，B、C錯(cuò)誤；DNA連接酶可連接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

8、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：能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；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颍粚儆谳d體，染

9、色體的主要成分為DNA和蛋白質(zhì)，不屬于載體。 答案(1)DNA能夠自我復(fù)制具有遺傳效應(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)粒可能會(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，有利于對目的基因的檢測。1.以下說法正確的是 （ ） 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