高二-人教版-生物學選擇性必修3-第3章《第1節(jié) 重組DNA技術的基本工具(第1課時)》課件

第1節(jié)

重組DNA技術的基本工具(第1課時)高二-人教版-生物學選擇性必修3-第3章棉鈴△棉花本身不具有“抗蟲基因”?！魈K云金桿菌有一種“抗蟲基因”，

能表達出抗蟲蛋白來殺死棉鈴蟲。我國是棉花的生產(chǎn)和消費大國，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)。大量施用農(nóng)藥不僅提高了生產(chǎn)成本，還可能造成農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境的污染，如果能培育出自身能抵抗蟲害的棉花新品種就能解決這個問題。棉鈴棉鈴蟲第3章

基因工程基因工程是指按照人們的愿望，通過轉基因等技術，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。從技術操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，因此又叫作重組DNA技術。水平原理技術結果DNA分子水平基因重組重組DNA技術、轉基因技術新生物類型和新生物產(chǎn)品第3章

第1節(jié)

重組DNA技術的基本工具“分子手術刀”限制性內(nèi)切核酸酶限制酶培育轉基因生物至少需要三種“分子工具”“分子縫合針”DNA連接酶“分子運輸車”基因進入受體細胞的載體一.限制性內(nèi)切核酸酶/限制酶1.來源2.作用主要是從原核生物中分離純化出來的。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兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。T12345C一.限制酶2.作用識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。3.實例EcoRI、SmaI限制酶酶的專一性一.限制酶EEscherichia屬cocoli種RRY13品系I首先發(fā)現(xiàn)在此類菌中發(fā)現(xiàn)的順序SSerratia屬mamarcescens種I首先發(fā)現(xiàn)在此類菌中發(fā)現(xiàn)的順序3.實例EcoRI、SmaI限制酶4.結果產(chǎn)生黏性末端或平末端大多數(shù)限制酶的識別序列由6個核苷酸組成。一.限制酶回文序列EcoRI一.限制酶下圖所示的黏性末端屬于同一種限制酶切割產(chǎn)生的是（）A．①②B．①③C．②④D．③④CE.coli

DNA連接酶T4DNA連接酶1.作用2.主要類型催化連接兩個DNA片段。只能連接具有互補黏性末端的DNA片段。既能連接互補黏性末端，又能連接平末端(效率較低)。3.作用結果恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，形成新的重組DNA分子。二.DNA連接酶如圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應的酶依次是（）A．DNA連接酶、限制酶、解旋酶B．限制酶、解旋酶、DNA連接酶C．解旋酶、限制酶、DNA連接酶D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶C質(zhì)粒裸露的、結構簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外，并具有自我復制能力的環(huán)狀DNA分子。三.基因進入受體細胞的載體質(zhì)粒裸露的、結構簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外，并具有自我復制能力的環(huán)狀DNA分子。有一個至多個限制酶切割位點,供外源DNA片段(基因)插入其中。能在受體細胞自我復制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復制。有特殊的標記基因，便于重組DNA分子的篩選。注：在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎上進行過人工改造的。三.基因進入受體細胞的載體下列關于質(zhì)粒的說法，正確的是（）A．質(zhì)粒上存在限制酶切割位點、復制原點等B．原核生物的基因只存在于質(zhì)粒C．質(zhì)粒屬于擬核，是裸露的環(huán)狀DNA分子D．質(zhì)粒是基因工程中重要的工具酶之一A基因進入受體細胞的其他載體？載體的作用？理想載體應具備的條件？①將目的基因?qū)胧荏w細胞；②在受體細胞內(nèi)對目的基因進行大量復制。①具有合適的限制酶切割位點；②容易進入受體細胞，且轉化效率越高越好；③

能在受體細胞中復制，且具有較強的自主復制能力；④

容易從宿主細胞中分離、純化出來，便于重組操作；⑤有特殊的標記基因，便于重組DNA分子的篩選。噬菌體、動植物病毒等。重組DNA分子先用訂書機和訂書釘將質(zhì)粒環(huán)化。找到兩個DNA片段上EcoRI的識別序列和切割位點。然后，用剪刀進行“切割”，再用訂書器和訂書釘重組DNA。質(zhì)粒含目的基因的DNA片段EcoRI-GAATTC--CTTAAG-討論.

1.剪刀、訂書機、訂書釘分別代表什么？2.你制作的黏性末端的堿基能不能互補配對？

如果不能，可能是什么原因造成的？3.你插入的DNA片段能稱得上一個基因嗎？限制酶DNA連接酶如果制作的黏性末端的堿基不能互補配對，可能是切割位點或連接位點選得不對等原因。不能，因為基因的長度一般在100個堿基對以上。重組DNA分子新形成的磷酸二酯鍵課本P74.練習與應用1.DNA連接酶是重組DNA技術常用的一種工具酶。下列相關敘述正確的是（）A.能連接DNA分子雙鏈堿基對之間的氫鍵B.能將單個脫氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸

二酯鍵C.能連接用同種限制酶切開的兩條DNA片段，重新形成

磷酸二酯鍵D.只能連接雙鏈DNA片段互補的黏性末端，不能連接雙

鏈DNA片段的平末端C課本P74.練習與應用2.在重組DNA技術中，將外源基因送入受體細胞的載體可以是（）A.大腸桿菌的質(zhì)粒B.切割DNA分子的酶C.DNA片段的黏性末端D.用來識別特定基因的DNA探針A課本P74-75.練習與應用

XbaI。因為XbaI與SpeI切割產(chǎn)生相同的黏性末端?！鱏peI或XbaI限制酶能識別由它們的黏性

末端形成的重組DNA分子片段嗎？-ACTAGT--TGATCA-SpeI-TCTAGA--AGATCT-XbaI-A-TGATCCTAGA-T--T-AGATCCTAGT-A-以下是基因工程的有關問題，請回答：（1）限制性內(nèi)切核酸酶可以識別雙鏈DNA分子中的特定核苷酸

序列，并可以使每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的________________（填化學鍵名稱）斷裂，形成的末端

總體可分為兩種類型，分別是_________和__________。（2）目的基因和載體重組時需要的工具酶是_____________，

與限制性內(nèi)切核酸酶相比，它對所重組的DNA兩端堿基

序列___________（填“有”或“無”）專一性要求。磷酸二酯鍵黏性末端平末端DNA連接酶無以下是基因工程的有關問題，請回答：（3）如圖表示的是構建表達載體時的某種質(zhì)粒與目的基因。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，

限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。分析可知，可用限制酶_______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）切割目的基因所在的DNA，這樣做的原因是______________________________________________________________。II目的基因兩端均有酶II的識別序列小結限制酶來源作用實例結果作用主要類型作用結果質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等DNA連接酶載體原核生物(主要)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兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開EcoRI、SmaI限制酶產(chǎn)生黏性末端或平末端催化連接兩個DNA片段E.coli

DNA連接酶、T4DNA連接酶形成新的重組DNA分子重組DNA技術基本工具謝謝觀看！第1節(jié)

重組DNA技術的基本工具(第1課時答疑)高二-人教版-生物學選擇性必修3-第3章DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？種類DNA連接酶DNA聚合酶不同點模板作用對象作用結果相同點不需要模板需要模板DNA片段單個脫氧核苷酸形成重組DNA分子形成DNA子鏈均為蛋白質(zhì)分子，都催化形成磷酸二酯鍵等種類DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶不同點模板不需要模板需要模板作用對象DNA片段單個脫氧核苷酸作用的化學鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵相同點不需要模板堿基對氫鍵均為蛋白質(zhì)分子等解旋酶呢？它和DNA連接酶、DNA聚合酶的主要區(qū)別在哪里？你能根據(jù)所掌握的知識，推測限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么嗎？

原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制。限制酶就是它的一種防御性工具。當外源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。想一想，為什么限制酶不切割細菌本身的DNA分子？細菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因為含有某種限制酶的細胞的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移到了限制酶所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細菌含有某種限制酶，它自身的DNA也不會被切斷，并且可以防止外源DNA入侵。不同的限制酶切割可能產(chǎn)生相同的黏性末端，這在基因工程操作中有什么意義？識別DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶被稱為同尾酶。同尾酶構建載體時，切割位點的選擇范圍擴大。例如，我們選擇了用某種限制酶切割載體，如果目的基因的核苷酸序列中恰好有該限制酶的識別序列，那么用該限制酶切割含有目的基因的DNA片段時，目的基因就很可能被切斷；這時可以考慮用合適的同尾酶（目的基因的核苷酸序列中不能有它的識別序列）來獲取目的基因?；蚬こ讨械膬深怐NA連接酶，E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶的異同點有哪些？種類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶不同點來源作用對象相同點大腸桿菌T4噬菌體互補黏性末端互補黏性末端和平末端均能連接DNA片段，作用于磷酸二酯鍵等質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒這些基因工程載體之間的區(qū)別？種類質(zhì)粒、噬菌體動物病毒植物病毒用途其他不同點導入細菌細胞來源、大小、結構、復制方式、可以插入外源DNA片段的大小等方面都有很大差別導入動物細胞導入植物細胞下列關于基因工程的敘述，不正確的是（）A．基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的B．限制性內(nèi)切核酸酶可以識別和剪切RNAC．E.coliDNA連接酶只能連接具有互補黏性末端的DNA片段D．基因進入受體細胞的常用載體是質(zhì)粒B用限制酶EcoR