3.1重組DNA技術(shù)的基本工具課件-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1.基因是什么？2.基因的功能是什么？基因通過控制蛋白質(zhì)的合成，直接或間接控制生物的性狀。知識(shí)回顧——基因基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。①DNA中文全稱:②組成元素:

③基本單位:

脫氧核糖核酸CHONP脫氧核糖核苷酸=磷酸+脫氧核糖

+含氮堿基DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：②

和

交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成

；

排列在內(nèi)側(cè)。③兩條鏈上的堿基通過

連接成堿基對(duì)，且遵循

。①DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按

方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。反向平行脫氧核糖磷酸堿基基本骨架氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)原則第3章基因工程3.1重組DNA技術(shù)的基本工具

我國(guó)是棉花的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。在棉花種植過程中常常會(huì)受到一些害蟲的侵襲，其中以棉鈴蟲最常見。大量施用農(nóng)藥×抗蟲基因轉(zhuǎn)基因基因工程

能不能將“殺蟲基因”導(dǎo)入到棉花細(xì)胞，使棉花自身產(chǎn)生抗蟲蛋白來抵抗棉鈴蟲呢？1.理解基因工程的概念2.記住重組DNA技術(shù)需要的限制酶的作用、特點(diǎn)閱讀教材P67和P71梳理以下問題（5分鐘），重點(diǎn)交流紅色字問題（8分鐘）1.基因工程的概念？別名？操作對(duì)象？操作水平？目的？?jī)?yōu)點(diǎn)？2..基因工程技術(shù)引起的生物變異類型（原理）？4.基本過程？基因工程的三種工具？5.為什么不同生物的DNA可以進(jìn)行拼接？6.為什么一種生物的基因可以在另一種生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)？7.分子手術(shù)刀的名稱、簡(jiǎn)稱、來源、多少種、作用、作用結(jié)果。氫鍵怎么斷？識(shí)別序列的組成？8.請(qǐng)說出EcoRⅠ和SmaⅠ的識(shí)別序列（怎么讀）、切割位點(diǎn)、切割形成的末端類型？說明限制酶什么特點(diǎn)

。限制酶切一次產(chǎn)生幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)9.觀察EcoRⅠ和SmaⅠ的識(shí)別序列，限制酶所識(shí)別特定核苷酸序列有什么特點(diǎn)呢？10.根據(jù)所掌握的知識(shí)，推測(cè)限制酶存在于原核生物中的主要作用？11.為什么限制酶不切割細(xì)菌本身的DNA分子?閱讀教材P67和P71梳理以下問題（5分鐘），重點(diǎn)交流紅色字問題（8分鐘）1.基因工程的概念？別名？操作對(duì)象？操作水平？目的？?jī)?yōu)點(diǎn)？2..基因工程技術(shù)引起的生物變異類型（原理）？4.基本過程？基因工程的三種工具？5.為什么不同生物的DNA可以進(jìn)行拼接？6.為什么一種生物的基因可以在另一種生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)？7.分子手術(shù)刀的名稱、簡(jiǎn)稱、來源、多少種、作用、作用結(jié)果。氫鍵怎么斷？識(shí)別序列的組成？8.請(qǐng)說出EcoRⅠ和SmaⅠ的識(shí)別序列（怎么讀）、切割位點(diǎn)、切割形成的末端類型？說明限制酶什么特點(diǎn)

。限制酶切一次產(chǎn)生幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)9.觀察EcoRⅠ和SmaⅠ的識(shí)別序列，限制酶所識(shí)別特定核苷酸序列有什么特點(diǎn)呢？10.根據(jù)所掌握的知識(shí)，推測(cè)限制酶存在于原核生物中的主要作用？11.為什么限制酶不切割細(xì)菌本身的DNA分子?1.對(duì)基因工程概念的理解：基因工程的別名：操作對(duì)象：操作水平：基本過程：

原理：

目的：重組DNA技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)基因（DNA）DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙、定向改造生物性狀

優(yōu)點(diǎn)：“分子手術(shù)刀”“分子縫合針”“分子運(yùn)輸車”【思考】為什么不同生物的DNA可以進(jìn)行拼接？①DNA分子的基本組成單位相同，都是4種脫氧核苷酸；②空間結(jié)構(gòu)相同，

都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核糖含氮堿基磷酸1＇-C2＇-C3＇-C4＇-C5＇-CA腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶③都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則2.基因工程理論基礎(chǔ)的分析【思考】為什么一種生物的基因可以在另一種生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)？①基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位。②遺傳信息的傳遞都遵循中心法則。③生物界共用一套遺傳密碼。相同的遺傳信息在不同生物體內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)。4.結(jié)果:限制酶(EcoRⅠ)能識(shí)別

序列，并在

和

之間切________

鍵,形成

末端。-GAATTC--CTTAAG-GA黏性磷酸二酯EcoRI5'5'3'3'黏性末端中軸線SmaI5'5'3'3'平末端限制酶(SmaⅠ)能識(shí)別

序列，并在

和

之間切割形成

末端。-CCCGGG--GGGCCC-GC平產(chǎn)生黏性末端或平末端堿基沿雙鏈DNA中軸線兩側(cè)反向?qū)ΨQ重復(fù)排列(回文序列）P71

旁欄思考題P74

練習(xí)與應(yīng)用

你能根據(jù)所掌握的知識(shí)，推測(cè)限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么嗎？切割侵入細(xì)胞的外源DNA，以保證自身安全。1.想一想，為什么限制酶不切割細(xì)菌（原核生物）本身的DNA分子？原核生物的DNA中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已被修飾對(duì)比思考甲基化限制酶能切開RNA分子的磷酸二酯鍵嗎？限制酶只能識(shí)別并切開雙鏈DNA分子“兩個(gè)特定”雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，特定部位的磷酸二酯鍵斷開。一、限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”【反饋練習(xí)】下面哪項(xiàng)不具有限制酶識(shí)別序列的特征（）A．GAATTCB．GGGGCCCCCTTAAG

CCCCGGGGC．CTGCAGD．CTAAATCGACGTCGATTTAGD①…CTGCA

…G②…G…CTTAA③G…ACGTC…④AATTC…

G…A.①③；②④B.①②；③④C.①④；②③D.以上都不對(duì)【反饋練習(xí)】找找含有相同黏性末端的DNA片段？思考：①③和②④分別是由同種限制酶切割形成的黏性末端嗎？g1g2g31.現(xiàn)有一段DNA，含有g(shù)1、g2、g3，若要將g2提取出來，如何操作？需要有幾個(gè)酶切位點(diǎn)？2使用EcoRⅠ酶剪切識(shí)別序列GAATTCg1g2g3CTTCATG

AATTCCCTAAGAAGTACTTAA

GGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG5‘5‘3‘3‘拓展延伸要切2個(gè)切口，斷開4個(gè)磷酸二酯鍵；形成4個(gè)黏性末端【自主學(xué)習(xí)】任務(wù)二：閱讀教材P72，快速找答案1.DNA連接酶的作用？種類和各自來源、作用的特點(diǎn)？2.DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?為什么?3.從作用部位、作用結(jié)果兩方面比較限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶、解旋酶、DNA(水解)酶4.載體的作用是什么？有哪些種類？5.作為載體應(yīng)具備什么條件①載體能與外源基因連接需具備什么條件？②載體要使攜帶的外源基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在需具備什么條件？③我們用肉眼看不到載體是否進(jìn)入受體細(xì)胞，為了便于篩選重組DNA分子，載體需要具備什么條件？6.細(xì)胞膜上的載體與基因工程中的載體有什么不同細(xì)胞膜上的載體與基因工程中的載體的兩個(gè)“不同”(1)化學(xué)本質(zhì)不同①細(xì)胞膜上的載體化學(xué)成分是蛋白質(zhì)。②基因工程中的載體可能是物質(zhì)，如質(zhì)粒(DNA)，也可能是生物，如噬菌體、動(dòng)植物病毒等。(2)功能不同①細(xì)胞膜上的載體功能是協(xié)助細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。②基因工程中的載體是一種“分子運(yùn)輸車”，把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。比較與DNA相關(guān)的五種酶名稱作用部位作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵將DNA切成兩個(gè)或多個(gè)片段DNA連接酶磷酸二酯鍵將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵將單個(gè)脫氧核苷酸連接到已有的DNA片段上解旋酶堿基對(duì)之間的氫鍵將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈DNA(水解)酶磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸【核心探討】標(biāo)記基因的篩選原理

載體上的標(biāo)記基因一般是某種抗生素的抗性基因，而受體細(xì)胞沒有抵抗該抗生素的能力。將含有某抗生素抗性基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，受體細(xì)胞對(duì)該抗生素產(chǎn)生抗性。在含有該抗生素的培養(yǎng)基上，能夠生存的是被導(dǎo)入了載體的受體細(xì)胞。特殊的標(biāo)記基因也可以是熒光蛋白基因根據(jù)所學(xué)知識(shí)，完成以下填空：①限制酶

②解旋酶

③DNA連接酶

④DNA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_______①③④②下圖表示DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化,圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()A.①②③④ B.①②④③C.①④②③ D.①④③②C【反饋練習(xí)】【自主學(xué)習(xí)】任務(wù)三：閱讀教材P74-75，快速找答案1.DNA的提取原理、鑒定原理、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟2.能否選用牛、羊、馬、豬等哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料？能否選用雞血細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料？3.研磨液成分和作用、體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精作用、2mol/L的NaCl溶液作用4.研磨的目的？研磨時(shí)間不宜太長(zhǎng)或者太短行么？在材料處理的過程中加入纖維素酶、果膠酶的作用是？研磨不宜太用力的原因是？若是動(dòng)物細(xì)胞，該如何獲取DNA濾液？5.過濾能用濾紙代替嗎？6.攪拌時(shí)應(yīng)輕緩、并沿一個(gè)方向？7.酒精預(yù)冷的作用？8.怎么確認(rèn)實(shí)驗(yàn)提取出來的是DNA所含雜質(zhì)較少？若鑒定結(jié)果呈現(xiàn)藍(lán)色比較淺，說明什么問題？9.與其他同學(xué)提取的DNA進(jìn)行比較，看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何不同，分析產(chǎn)生差異的原因（四）結(jié)果分析①材料中的核物質(zhì)沒有充分釋放出來，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠。②加入酒精后搖動(dòng)或攪拌時(shí)過猛，DNA被破壞。③二苯胺最好現(xiàn)用現(xiàn)配，否則二苯胺變成淺藍(lán)色，影響鑒定效果。1.怎么確認(rèn)實(shí)驗(yàn)提取出來的是DNA所含雜質(zhì)較少？若鑒定結(jié)果呈現(xiàn)藍(lán)色比較淺，說明什么問題？觀察提取的DNA的顏色，如果不是白色絲狀物，說明DNA中的雜質(zhì)較多。若鑒定結(jié)果藍(lán)色比較淺，可能是因?yàn)樗崛〉腄NA含量低，或在實(shí)驗(yàn)操作過程中出現(xiàn)了失誤。2.與其他同學(xué)提取的DNA進(jìn)行比較，看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何不同，分析產(chǎn)生差異的原因。四、探究?實(shí)踐：DNA的粗提取與鑒定以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)：每100mL血液中需要加入3g檸檬酸鈉，防止血液凝固。1.

DNA連接酶是重組DNA技術(shù)常用的一種工具酶。下列相關(guān)敘述正確的是（

）

A.能連接DNA