11DNA重組技術(shù)的基本工具課件人教版選修3

專題1課前預(yù)習·巧設(shè)計名師課堂·一點通創(chuàng)新演練·大沖關(guān)重點突破課堂強化知識清單案例師說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，進行嚴格的設(shè)計，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分子水平上進行設(shè)計和施工的，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：主要從

中分離純化出來。(3)作用：①識別雙鏈DNA分子的某種

。②切割特定部位的兩個核苷酸之間的

。(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……………………限制酶識別序列★EcoRⅠ限制酶：★

SmaⅠ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目E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源特點只能“縫合”具有

的雙鏈DNA片段既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的

，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的

大腸桿菌T4噬菌體互補的黏性末端黏性末端平末端★EcoRⅠ限制酶：GAATTCCGAATTATAGTCDNA連接酶DNA連接酶DNA連接酶ATAGTCCGAATTCAATTDNA聚合酶GAGTATCDNA聚合酶四、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”1．作用將

送入受體細胞。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(1)能夠進行

。(2)有一個至多個

切割位點，供外源基因插入。(3)具有特殊的

，供重組DNA的鑒定和選擇。(4)對受體細胞無害。外源基因雙鏈環(huán)狀DNA分子λ噬菌體動植物病毒自我復(fù)制限制酶標記基因一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”1．閱讀教材P4～5，分析圖1－2、1－3，探究下列問題：(1)限制酶切割DNA分子時，其切割部位在哪里？具有怎樣的作用特點？提示：①切割部位是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。②作用特點：a．具有專一性。具體表現(xiàn)在兩個方面：識別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列；切割特定序列中的特定位點。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：①黏性末端：是限制酶在識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。

②平末端：是限制酶在識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片段能夠通過互補堿基間的配對重新結(jié)合，而具有平末端的DNA片段不容易結(jié)合。2．閱讀教材P5并觀察分析圖1－4，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：①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。②作用的化學(xué)鍵：磷酸二酯鍵。(2)根據(jù)下圖分析：①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②兩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1－5，探討下列問題：(1)具備什么條件的物質(zhì)才能充當基因工程的載體？提示：載體必須具備的條件：①能在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。②有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接。③具有某些特殊標記基因，以便進行篩選。當然，載體應(yīng)對受體細胞無毒害作用，否則受體細胞將受到損傷甚至死亡。(2)聯(lián)系主動運輸中的載體，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：①主動運輸中的載體是位于細胞膜上的蛋白質(zhì)，其作用是運輸離子、氨基酸、核苷酸等物質(zhì)進出細胞。②基因工程中的載體的化學(xué)本質(zhì)是DNA，其作用是：a．攜帶目的基因進入受體細胞；b.利用載體在宿主細胞中的復(fù)制對目的基因進行大量復(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.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸B．解旋酶作用的部位是⑩C．某限制性核酸內(nèi)切酶可選擇⑨處作為切點D．DNA連接酶可連接⑩處斷裂的化學(xué)鍵[解析]圖中④包含上一個脫氧核苷酸的磷酸①和下一個脫氧核苷酸的五碳糖②和堿基③，不是一個脫氧核苷酸，A錯誤；限制性核酸內(nèi)切酶的作用部位是⑩磷酸二酯鍵，解旋酶的作用是解開DNA雙鏈，作用部位是⑨氫鍵，B、C錯誤；DNA連接酶可連接⑩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．動物細胞的染色體[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?；蚬こ讨械妮d體必須具備三個條件：①能夠在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；②有多個限制酶切割位點；③有標記基因便于篩選，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?，不屬于載體，染色體的主要成分為DNA和蛋白質(zhì)，不屬于載體。[答案](1)DNA①能夠自我復(fù)制②具有遺傳效應(yīng)(2)CGCGT—A—(3)標記基因供重組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)載體必須具備一個或多個限制酶切割位點，但每種酶的切點最好只有一個。若用于切割載體的限制酶有多個切點，則切割后質(zhì)?？赡軙G失某些片段，若丟失的片段含有復(fù)制起始點，則重組DNA分子進入受體細胞后便不能進行自主復(fù)制。(2)限制酶切割位點所處的位置必須是在所需的標記基因之外，這樣才能保證標記基因的完整性，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載體C、運載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，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C2,在基因工程中，切割運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酶D.兩種連接酶A3.限制性核酸內(nèi)切酶在DNA的任何部位都能切開嗎?

CTGCA…以下是兩種不同限制酶切割形成的DNA片段:(1)………GCGCG(2)GC…(3)………GCGACGTC(4)請用DNA連接酶將它們連接起來和能連接形成和能連接形成(1)(4)(3)(2)CTGCA……G……GACGTCGC……CG……GCCG演講完畢，謝謝觀看！內(nèi)容總結(jié)專題1。②切割特定部位的兩個核苷酸之間的。三、DNA連接酶——“分子縫合針”。四、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”。一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”。(1)限制酶切割DNA分子時，其切割部位在哪里。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。②平末端：是限制