重組DNA技術(shù)的基本工具課件【知識精講精研+能力拓展提升】 高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

資料：1、我國是棉花的生產(chǎn)和消費(fèi)大國，棉花在種植過程中常常會受到棉鈴蟲的侵襲，這會使棉花大量減產(chǎn)。2、蘇云金桿菌有一種“殺蟲基因”，該基因表達(dá)得到的抗蟲蛋白能殺死棉鈴蟲。棉花棉鈴蟲幼蟲如何培育出能抗棉鈴蟲的棉花呢？請簡單說明思路。導(dǎo)入轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花殺蟲基因與載體“縫合”基因工程（又叫重組DNA技術(shù)）是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。2002年成功培育出我國第一個雙價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新品種——中棉所41，該品種能夠緩解棉鈴蟲抗藥性我國成為世界第二個擁有抗蟲基因自主知識產(chǎn)權(quán)的國家！導(dǎo)入轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花用到哪些分子工具？準(zhǔn)確切割DNA分子“分子手術(shù)刀”“分子縫合針”將DNA片段連接起來“分子運(yùn)輸車”將體外重組好的DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞殺蟲基因與載體“縫合”3.1重組DNA技術(shù)的基本工具來源作用特點(diǎn)作用結(jié)果一、“分子手術(shù)刀”--限制性內(nèi)切核酸酶主要是原核生物

識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開形成兩種末端：黏性末端和平末端兩種常用的限制酶：EcoRⅠ和SmaⅠEcoRⅠ：大腸桿菌（Escherichiacoli）R型菌株中分離出的第一個限制酶；SmaⅠ：粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratiamarcescens）中分離出的第一個限制酶。EcoRⅠ：特異性識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。EcoRⅠSmaⅠ：特異性識別CCCGGG序列，并在C和G之間切開。SmaⅠSmaⅠ切割EcoRⅠ切割黏性末端平末端限制酶如何理解限制酶對雙鏈DNA分子的特異性識別和切割？G1’2’3’4’5’1’2’3’4’5’A磷酸二酯鍵TGCCGTAA練習(xí)使用EcoRI剪切目的基因……CTACGATGAATTCCGTAGAATTCCCTAA…………GATGCTACTTAAGGCATCTTAAGGGATT……（1）該DNA片段上EcoRI的識別序列在哪兒？（2）在草稿紙上寫出EcoRI切割后的所產(chǎn)生的末端和目的基因片段。練習(xí)使用EcoRI剪切目的基因……CTACGATGAATTCCGTAGAATTCCCTAA…………GATGCTACTTAAGGCATCTTAAGGGATT…………CTACGATG……GATGCTACTTAAAATTCCCTAA……GGGATT……AATTCCGTAGGGCATCTTAA黏性末端1、若要將DNA分子中間的某個基因切下來，則必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性(平)末端？要切2個切口，產(chǎn)生4個末端。2、如果把兩種來源不同的DNA分子用同種限制酶來切割，產(chǎn)生的黏性(平)末端有什么特點(diǎn)？（以P73的兩個DNA分子為例）會產(chǎn)生相同的黏性(平)末端

限制酶主要是從原核生物中分離純化出來，它們在原核生物中存在的意義是什么？

限制酶就是它的一種防御性工具。當(dāng)外源DNA入侵時，它會利用限制酶來切割外源DNA，使之失效，以保證自身的安全?！舅季S拓展】1.下列黏性末端屬于由同種限制酶切割而成的是()①

②③

④

A.①② B.①③ C.①④ D.②③B分子縫合針：DNA連接酶G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用EcoRI切割DNA片段1DNA片段2重組DNA片段二、“分子縫合針”--DNA連接酶項(xiàng)目內(nèi)容種類作用對象作用原理作用結(jié)果T4DNA連接酶E·coliDNA連接酶可作用于黏性末端和平末端只作用于黏性末端DNA片段形成磷酸二酯鍵形成重組DNA分子AATTCGGCTTAADNA連接酶的作用AATTCGGCTTAADNA連接酶的作用判斷以下說法是否正確：（1）兩個DNA片段的黏性末端必須互補(bǔ)才能通過DNA連接酶連接起來。（2）DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事。比較區(qū)分：DNA連接酶和DNA聚合酶

比較項(xiàng)目DNA連接酶DNA聚合酶不同點(diǎn)作用對象模板作用結(jié)果相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)化學(xué)本質(zhì)雙鏈DNA片段不需要模板形成重組DNA分子單個脫氧核苷酸連接成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA單鏈需要DNA一條鏈為模板合成DNA分子的一條鏈都是形成磷酸二酯鍵蛋白質(zhì)DNA聚合酶的作用2023/4/83.DNA連接酶、DNA聚合酶、限制酶、解旋酶的比較種類作用底物作用部位形成產(chǎn)物DNA連接酶DNA聚合酶限制酶解旋酶DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子DNA分子磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵重組DNA分子新的DNA分子含黏性末端或平末端的DNA片段單鏈DNA根據(jù)所學(xué)知識，完成以下填空：①限制酶②解旋酶③DNA連接酶④DNA聚合酶⑤RNA聚合酶baA.切斷a處的酶為_______

B.連接a處的酶為_______C.切斷b處的酶為_______①③④②a：磷酸二酯鍵；b：氫鍵

質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于真核細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核之外，能自我復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子三、“分子運(yùn)輸車”--基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體來源：主要來自于原核細(xì)胞載體的種類：質(zhì)粒（常用）噬菌體動植物病毒三、“分子運(yùn)輸車”--基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體質(zhì)粒作為載體需要具備哪些條件？①有一個或多個限制酶切割位點(diǎn)②能夠在細(xì)胞中自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制③具有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA的鑒定和選擇④對受體細(xì)胞無害【反饋練習(xí)】質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)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?、艿鞍踪|(zhì)⑤環(huán)狀RNA⑥環(huán)狀DNA⑦能“友好”地“借居”A．①③⑤⑦ B．①④⑥C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦C【反饋練習(xí)】下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是（）A.質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器B.質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子C.質(zhì)粒只有在侵入宿主細(xì)胞后在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制D.細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行B練習(xí)冊：P60-P62P645小本：P129-1301-71．實(shí)驗(yàn)原理(1)提取的原理：①DNA不溶于_______，而某些蛋白質(zhì)可以。②DNA在不同濃度的NaCl中溶解度不同，它能溶于_________NaCl溶液。(2)鑒定的原理：實(shí)驗(yàn)：

DNA的粗提取與鑒定酒精2mol/LDNA＋二苯胺沸水浴藍(lán)色研磨過濾方法1：紗布過濾

冰箱中靜置取上清液方法2：將研磨液離心4℃取上清液析出加入

.體積相等、預(yù)冷的95%酒精白色絲狀物（DNA）玻璃棒沿一個方向攪拌卷起鑒定2mol/L的NaCl＋絲狀物（DNA）＋二苯胺沸水浴2．方法步驟冷卻后呈藍(lán)色溶解DNA，形成DNA溶液現(xiàn)配現(xiàn)用選材、切碎＋研磨液思考：1.DNA的粗提取過程中，能否選擇哺乳動物成熟的紅細(xì)胞作為材料？為什么？哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和線粒體等細(xì)胞器，沒有DNA1.下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定的敘述，錯誤的是()A.DNA析出過程中，攪拌操作要輕柔以防DNA斷裂B.預(yù)冷的酒精溶液可用來粗提取DNAC.用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱D.鑒定DNA時，應(yīng)將絲狀物直接加入到二苯胺試劑中進(jìn)行沸水浴D2.下圖是“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中的兩個操作步驟示意圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.圖1中的絲狀物含有DNAB.圖1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)不溶C.圖2所示實(shí)驗(yàn)操作完成后