【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】學(xué)高中生物 專題一 基因工程 dna重組技術(shù)的基本工具課件 新人教選修培訓(xùn)資料

1.1

DNA重組技術(shù)的基本工具目標(biāo)導(dǎo)航1.結(jié)合課本插圖，記住DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。2.結(jié)合圖1－5，識(shí)記基因工程中，作為載體需要具備的條件。1.1DNA重組技術(shù)的基本工具目標(biāo)導(dǎo)航1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)挑戰(zhàn)自我，點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)

2課堂講義重點(diǎn)難點(diǎn)，個(gè)個(gè)擊破3對(duì)點(diǎn)練習(xí)即時(shí)訓(xùn)練，體驗(yàn)成功1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)挑戰(zhàn)自我，點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)2課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)

挑戰(zhàn)自我，點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)一、基因工程的概念(閱讀P1)1.對(duì)概念的理解基因工程的別名

操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象

操作水平

水平目的創(chuàng)造出更符合人們需要的新的

DNA重組技術(shù)DNA分子生物類型和生物產(chǎn)品基因預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 挑戰(zhàn)自我，點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)一、基2.基因工程的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持(閱讀P2－3)理論基礎(chǔ)

是遺傳物質(zhì)的證明DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和

的確立

的破譯技術(shù)支持基因轉(zhuǎn)移載體——

的發(fā)現(xiàn)多種

和

，以及

酶(工具酶)的發(fā)現(xiàn)DNA合成和

技術(shù)的發(fā)明

的實(shí)現(xiàn)、

的成功第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物問(wèn)世、

技術(shù)的發(fā)明DNA中心法則遺傳密碼連接酶連接酶逆轉(zhuǎn)錄測(cè)序DNA體外重組重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)PCR質(zhì)粒2.基因工程的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持(閱讀P2－3)理論 是遺傳二、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”(閱讀P4－5)1.來(lái)源：主要來(lái)自于

。2.特點(diǎn)(1)識(shí)別雙鏈DNA分子的某種

序列。(2)使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的

斷開。3.作用結(jié)果(1)黏性末端：在所識(shí)別序列的

將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)形成的末端。(2)平末端：在所識(shí)別序列的

處切開時(shí)形成的末端。原核生物特定核苷酸磷酸二酯鍵中心軸線兩側(cè)中心軸線二、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”(閱讀P4－5)1.三、DNA連接酶——“分子縫合針”(閱讀P5－6)1.種類E·coliDNA連接酶大腸桿菌黏性T4DNA連接酶T4噬菌體平三、DNA連接酶——“分子縫合針”(閱讀P5－6)1.種類2.作用：將切開的DNA片段“縫合”，恢復(fù)被限制酶切開的

，拼接成新的DNA分子。磷酸二酯鍵2.作用：將切開的DNA片段“縫合”，恢復(fù)被限制酶切開的 四、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(閱讀P6)1.種類：質(zhì)粒、

的衍生物、動(dòng)植物病毒等。2.常用載體——質(zhì)粒(1)質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有

能力的很小的

分子。(2)質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)至多個(gè)

位點(diǎn)，供

DNA片段插入其中。λ噬菌體自我復(fù)制雙鏈環(huán)狀DNA限制酶切割外源四、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(閱讀P6)1【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】學(xué)高中生物專題一基因工程dna重組技術(shù)的基本工具課件新人教選修培訓(xùn)資料預(yù)習(xí)診斷判斷正誤：(1)限制性核酸內(nèi)切酶只能用于切割目的基因。(

)(2)DNA連接酶能將兩堿基間通過(guò)形成氫鍵連接起來(lái)。(

)(3)E·coliDNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。(

)(4)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體。(

)××√×預(yù)習(xí)診斷判斷正誤：××√×(5)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中。(

)(6)變異一般是不定向的，但基因工程使生物產(chǎn)生新的性狀變異卻是定向的，是按照人們的實(shí)際需要進(jìn)行的有目的的改造。(

)(7)不同生物的DNA能夠重組是由于基本單位和空間結(jié)構(gòu)相同。(

)√√√(5)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中。()√√√一、基因工程的理論基礎(chǔ)課堂講義

重點(diǎn)難點(diǎn)，個(gè)個(gè)擊破1.不同生物DNA分子得以重新拼接的基礎(chǔ)(1)DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。(2)雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(3)所有生物DNA堿基對(duì)均遵循嚴(yán)格的“互補(bǔ)配對(duì)”原則，即A總與T配對(duì)，G總與C配對(duì)——如此，方可使具相同末端(黏性末端)的不同DNA分子得以連接在一起。一、基因工程的理論基礎(chǔ)課堂講義 重2.外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)(1)基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位，具有相對(duì)獨(dú)立性。(2)遺傳信息的傳遞都遵循中心法則所闡述的信息流動(dòng)方向。(3)生物界共用一套遺傳密碼。2.外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)思維激活1.與其他生物變異相比，基因工程所導(dǎo)致的變異有何特點(diǎn)？答案

變異一般是不定向的，但基因工程使生物產(chǎn)生新的性狀變異卻是定向的，是按照人們的實(shí)際需要進(jìn)行的有目的的改造。思維激活1.與其他生物變異相比，基因工程所導(dǎo)致的變異有何特點(diǎn)2.基因工程的原理是什么？答案

基因重組。3.將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)，通過(guò)大腸桿菌能大量生產(chǎn)人胰島素。請(qǐng)分析人胰島素基因能在大腸桿菌體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)是什么？答案

生物共用一套遺傳密碼。2.基因工程的原理是什么？應(yīng)用示例1.科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程，實(shí)施該工程的最終目的是(

)A.定向提取生物體內(nèi)的DNA分子B.定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”C.在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D.定向地改造生物的遺傳性狀應(yīng)用示例1.科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)問(wèn)題導(dǎo)析

(1)基因工程是在體外進(jìn)行

，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)。(2)重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生人類所需的

，也就

地改造了生物的遺傳性狀。答案

D基因重組生物類型和產(chǎn)品定向問(wèn)題導(dǎo)析(1)基因工程是在體外進(jìn)行 ，然后導(dǎo)一題多變

判斷正誤：(1)基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程。(

)(2)基因工程的產(chǎn)物對(duì)人類都是有益的。(

)(3)基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變。(

)(4)基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)。(

)×××√一題多變×××√二、基因工程的工具酶1.限制酶與DNA連接酶的比較(1)區(qū)別項(xiàng)目作用應(yīng)用限制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基因表達(dá)載體的構(gòu)建二、基因工程的工具酶1.限制酶與DNA連接酶的比較項(xiàng)目作用應(yīng)(2)兩者的關(guān)系可表示為(3)磷酸二酯鍵指的是下圖圓圈中的化學(xué)鍵，而限制酶切割或DNA連接酶連接的只能是箭頭所指處的化學(xué)鍵，因?yàn)槿χ辛硪粋€(gè)化學(xué)鍵屬于一個(gè)核苷酸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(2)兩者的關(guān)系可表示為(3)磷酸二酯鍵指的是下圖圓圈中的化2.DNA連接酶與DNA聚合酶的比較項(xiàng)目DNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵不同點(diǎn)模板不需要模板需要DNA的一條鏈為模板作用對(duì)象游離的DNA片段單個(gè)的脫氧核苷酸作用結(jié)果形成完整的DNA分子形成DNA的一條鏈用途基因工程DNA復(fù)制2.DNA連接酶與DNA聚合酶的比較項(xiàng)目DNA連接酶DNA聚思維激活1.限制酶與DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)和基本組成單位分別是什么？答案

化學(xué)本質(zhì)均是蛋白質(zhì)；基本組成單位均是氨基酸。2.氫鍵的斷裂與重新形成與限制酶和DNA連接酶是否有關(guān)？答案

氫鍵是分子間作用力，其斷裂與重新形成均與限制酶和DNA連接酶無(wú)關(guān)。思維激活1.限制酶與DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)和基本組成單位分別3.限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)體現(xiàn)了酶的哪種特性？答案

限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列，并且只能在特定部位切割，這說(shuō)明了酶具有專一性。3.限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)體現(xiàn)了酶的哪種特性？4.不同限制酶切割形成的黏性末端能發(fā)生黏合嗎？借助于什么方式來(lái)完成黏合？答案

能。前提是不同限制酶切割形成的黏性末端要互補(bǔ)，通過(guò)堿基相互配對(duì)形成氫鍵的方式來(lái)完成黏合。4.不同限制酶切割形成的黏性末端能發(fā)生黏合嗎？借助于什么方式5.在下圖中標(biāo)出限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶和DNA解旋酶的作用部位。答案

如圖所示限制酶、DNA連接酶和DNA聚合酶作用于a處化學(xué)鍵，而解旋酶作用于b處化學(xué)鍵。5.在下圖中標(biāo)出限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶和DNA解應(yīng)用示例2.如下圖，兩個(gè)核酸片段在適宜條件下，經(jīng)X酶的催化作用，發(fā)生下列變化，則X酶是(

)A.DNA連接酶 B.RNA聚合酶C.DNA聚合酶 D.限制酶應(yīng)用示例2.如下圖，兩個(gè)核酸片段在適宜條件下，經(jīng)X酶的催化作問(wèn)題導(dǎo)析

(1)

可以連接兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵。(2)

可以催化單個(gè)游離的核糖核苷酸形成RNA。(3)

可以催化單個(gè)游離的脫氧核糖核苷酸形成DNA。(4)

可以將DNA分子從特定的位點(diǎn)進(jìn)行切割。答案

ADNA連接酶RNA聚合酶DNA聚合酶限制酶問(wèn)題導(dǎo)析DNA連接酶RNA聚合酶DNA聚合酶限制酶一題多變

判斷正誤：(1)DNA連接酶催化相同黏性末端的DNA片段之間的連接。(

)(2)DNA連接酶催化兩個(gè)黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成。(

)(3)DNA連接酶催化DNA分子兩條鏈的脫氧核糖與磷酸之間磷酸二酯鍵的形成。(

)(4)限制酶切割后不一定形成黏性末端。(

)√×√√一題多變√×√√(5)不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。(

)(6)不同DNA分子用同一種限制酶切割形成的黏性末端都相同。(

)(7)DNA連接酶無(wú)識(shí)別的特異性，DNA連接酶對(duì)于黏性末端或平末端都能催化其“縫合”，重新形成DNA分子。(

)(8)下列所示的黏性末端是由3種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。(

)×√√×(5)不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。()×√三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”1.載體的作用(1)用它作為運(yùn)載工具，將目的基因送入受體細(xì)胞中去。(2)利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”1.載體的作用2.作為載體的必備條件(1)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段插入。(2)具備自我復(fù)制能力，且能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。(3)帶有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。(4)必須是安全的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害。2.作為載體的必備條件3.載體的種類(1)細(xì)菌質(zhì)粒，它是細(xì)菌擬核DNA以外的小型雙鏈環(huán)狀DNA分子，有的細(xì)菌只有一個(gè)，有的細(xì)菌有多個(gè)。(2)λ噬菌體的衍生物和某些動(dòng)植物病毒的DNA。一般來(lái)說(shuō)，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據(jù)不同的目的和需求，對(duì)某些天然的載體進(jìn)行人工改造。3.載體的種類思維激活1.基因工程的載體和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體有哪些區(qū)別？答案

(1)主動(dòng)運(yùn)輸中載體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(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，其作用是攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞。思維激活1.基因工程的載體和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體有哪些區(qū)別？2.霍亂弧菌中也含有質(zhì)粒，能否用來(lái)作為載體？答案

不能。因?yàn)?，我們選擇的載體應(yīng)該對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。2.霍亂弧菌中也含有質(zhì)粒，能否用來(lái)作為載體？應(yīng)用示例3.質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)。某細(xì)菌質(zhì)粒上有標(biāo)記基因如右圖所示，通過(guò)標(biāo)記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)入成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況也不同，如圖所示是外源基因插入位置(插入點(diǎn)有a、b、c)，請(qǐng)根據(jù)表中提供的細(xì)菌生長(zhǎng)情況，推測(cè)①②③三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)，正確的一組是(

)應(yīng)用示例3.質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細(xì)菌體

細(xì)菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況細(xì)菌在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況①能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)②能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)③不能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)A.①是c；②是b；③是aB.①是a和b；②是a；③是bC.①是a和b；②是b；③是aD.①是c；②是a；③是b

細(xì)菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況細(xì)菌在含四環(huán)素的培養(yǎng)問(wèn)題導(dǎo)析

(1)①細(xì)菌能在含

和

的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明

基因沒(méi)有被破壞，所以插入點(diǎn)是

。(2)對(duì)②細(xì)菌來(lái)說(shuō)，能在含

的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，而不能在含

的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其

基因正常而

基因被破壞，插入點(diǎn)為

。氨芐青霉素四環(huán)素抗氨芐青霉素基因和抗四環(huán)素c氨芐青霉素四環(huán)素抗四環(huán)素抗氨芐青霉素b問(wèn)題導(dǎo)析(1)①細(xì)菌能在含 和 的培養(yǎng)基(3)③細(xì)菌不能在含

的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其

基因被插入而破壞，故插入點(diǎn)為

。答案

A氨芐青霉素抗氨芐青霉素a(3)③細(xì)菌不能在含 的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其 一題多變

判斷正誤：(1)為供外源DNA插入質(zhì)粒，質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)。(

)(2)質(zhì)粒上的特殊標(biāo)記基因可以供外源DNA片段插入質(zhì)粒。(

)(3)被用做載體的一般都是天然質(zhì)粒。(

)(4)細(xì)菌核區(qū)的DNA也常被用做載體。(

)√×××一題多變√×××課堂小結(jié)限制性核酸內(nèi)切酶原核雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端DNA連接酶磷酸二酯鍵載體質(zhì)粒λ噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存一個(gè)供外源DNA片段插入具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇課堂限制性核原核雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏對(duì)點(diǎn)練習(xí)12341.下列有關(guān)基因工程誕生的說(shuō)法，不正確的是(

)A.基因工程是在生物化學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的B.工具酶和載體的發(fā)現(xiàn)使基因工程的實(shí)施成為可能C.遺傳密碼的破譯為基因的分離和合成提供了理論依據(jù)D.基因工程必須在同物種間進(jìn)行對(duì)點(diǎn)練習(xí)12341.下列有關(guān)基因工程誕生的說(shuō)法，不正確的解析基因工程可在不同物種間進(jìn)行，它可打破生殖隔離的界限，定向改造生物的遺傳性狀。答案

D1234解析基因工程可在不同物種間進(jìn)行，它可打破生殖隔離的界限，定2.下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的說(shuō)法中，正確的是(

)A.其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)B.DNA連接酶可恢復(fù)DNA分子中的氫鍵C.在基因工程中DNA聚合酶可以替代DNA連接酶D.限制酶切割后一定能產(chǎn)生黏性末端解析限制酶和DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)。A12342.下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的說(shuō)法中，正確的是()A3.結(jié)合圖，判斷下列有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述，不正確的是(

)1234A.切斷a處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶B.連接a處的酶為DNA連接酶C.切斷b處的酶為解旋酶D.切斷b處的為限制性核酸內(nèi)切酶3.結(jié)合圖，判斷下列有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述，不正確的解析切斷a處磷酸二酯鍵的酶是限制性核酸內(nèi)切酶，連接a處磷酸二酯鍵的酶為DNA連接酶；切斷b處氫鍵的酶為解旋酶，b處氫鍵的形成不需要酶。答案

D1234解析切斷a處磷酸二酯鍵的酶是限制性核酸內(nèi)切酶，連接a處磷酸123