11DNA重组技术的基本工具课件人教版选修3

专题1课前预习·巧设计名师课堂·一点通创新演练·大冲关重点突破课堂强化知识清单案例师说1.1每课一练了解1.基因工程的概念2.DNA重组技术所需三种基本工具的来源和作用理解基因工程载体需要具备的条件1.DNA重组技术所需三种基本工具的作用2.基因工程载体需要具备的条件一、基因工程的概念指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过

和

等技术，赋予生物以新的

，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做

。体外DNA重组转基因遗传特性DNA重组技术二、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)简称：限制性核酸内切酶又称

。(2)来源：主要从

中分离纯化出来。(3)作用：①识别双链DNA分子的某种

。②切割特定部位的两个核苷酸之间的

。(4)作用结果：产生

或

。限制酶原核生物特定核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端平末端GA磷酸二酯键限制酶TTCA……………………限制酶识别序列★EcoRⅠ限制酶：★

SmaⅠ限制酶：GGGCCCGCTTAAGGGCCCGAATTC三、DNA连接酶——“分子缝合针”1．作用恢复被

切开的两个核苷酸之间的

，拼接成新的DNA分子。

2．种类限制酶磷酸二酯键种类比较项目E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源特点只能“缝合”具有

的双链DNA片段既可以“缝合”双链DNA片段互补的

，又可以“缝合”双链DNA片段的

大肠杆菌T4噬菌体互补的黏性末端黏性末端平末端★EcoRⅠ限制酶：GAATTCCGAATTATAGTCDNA连接酶DNA连接酶DNA连接酶ATAGTCCGAATTCAATTDNA聚合酶GAGTATCDNA聚合酶四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1．作用将

送入受体细胞。2．种类(1)质粒：是一种很小的

。(2)其他载体：

的衍生物、

等。3．特点(1)能够进行

。(2)有一个至多个

切割位点，供外源基因插入。(3)具有特殊的

，供重组DNA的鉴定和选择。(4)对受体细胞无害。外源基因双链环状DNA分子λ噬菌体动植物病毒自我复制限制酶标记基因一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”1．阅读教材P4～5，分析图1－2、1－3，探究下列问题：(1)限制酶切割DNA分子时，其切割部位在哪里？具有怎样的作用特点？提示：①切割部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。②作用特点：a．具有专一性。具体表现在两个方面：识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列；切割特定序列中的特定位点。b．可用于DNA的切割，获取目的基因和切割载体。(2)利用限制酶切割得到的是黏性末端或平末端，二者有什么区别？

提示：①黏性末端：是限制酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开形成的，如下图所示。

②平末端：是限制酶在识别序列的中心轴线处切开形成的，如下图所示。具有黏性末端的DNA片段能够通过互补碱基间的配对重新结合，而具有平末端的DNA片段不容易结合。2．阅读教材P5并观察分析图1－4，讨论下列问题：(1)DNA连接酶的作用目的是什么？作用于哪种化学键？提示：①作用目的：将切下的黏性末端或平末端重新拼接、缝合，形成新的DNA分子。②作用的化学键：磷酸二酯键。(2)根据下图分析：①图中a酶、b酶分别是哪种酶？提示：a是限制酶(或限制性核酸内切酶)；b是DNA连接酶。作用应用限制性核酸内切酶使特定部位的磷酸二酯键断裂用于提取目的基因和切割载体DNA连接酶在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键用于目的基因和载体的连接②两种酶在基因工程中有什么作用及应用。提示：3．阅读教材P6，观察分析图1－5，探讨下列问题：(1)具备什么条件的物质才能充当基因工程的载体？提示：载体必须具备的条件：①能在受体细胞内稳定保存并大量复制。②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有某些特殊标记基因，以便进行筛选。当然，载体应对受体细胞无毒害作用，否则受体细胞将受到损伤甚至死亡。(2)联系主动运输中的载体，试从它们的化学本质和作用方面分析二者的不同。提示：①主动运输中的载体是位于细胞膜上的蛋白质，其作用是运输离子、氨基酸、核苷酸等物质进出细胞。②基因工程中的载体的化学本质是DNA，其作用是：a．携带目的基因进入受体细胞；b.利用载体在宿主细胞中的复制对目的基因进行大量复制。下图为DNA分子结构示意图，下列对该图的描述正确的是 ()A.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸B．解旋酶作用的部位是⑩C．某限制性核酸内切酶可选择⑨处作为切点D．DNA连接酶可连接⑩处断裂的化学键[解析]图中④包含上一个脱氧核苷酸的磷酸①和下一个脱氧核苷酸的五碳糖②和碱基③，不是一个脱氧核苷酸，A错误；限制性核酸内切酶的作用部位是⑩磷酸二酯键，解旋酶的作用是解开DNA双链，作用部位是⑨氢键，B、C错误；DNA连接酶可连接⑩处断裂的磷酸二酯键，D正确。

[答案]D与DNA有关的几种酶项目种类

限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA分子形成新的DNA分子形成单链DNA分子下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。(4)下列常在基因工程中作为载体的是()A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因B．土壤农杆菌环状RNA分子C．大肠杆菌的质粒D．动物细胞的染色体[解析]本题通过质粒结构的模式图考查基因工程基本工具的功能和特点。基因工程中的载体必须具备三个条件：①能够在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有多个限制酶切割位点；③有标记基因便于筛选，如大肠杆菌的质粒。用同一种限制酶切割质粒和目的基因得到相同的黏性末端，再用DNA连接酶把目的基因和质粒连接在一起。大肠杆菌的质粒是基因工程中最常用的载体，载体的本质为DNA，抗虫基因属于目的基因，不属于载体，染色体的主要成分为DNA和蛋白质，不属于载体。[答案](1)DNA①能够自我复制②具有遗传效应(2)CGCGT—A—(3)标记基因供重组DNA的鉴定和选择(4)CDNA连接酶基因工程中的限制酶与载体(1)载体必须具备一个或多个限制酶切割位点，但每种酶的切点最好只有一个。若用于切割载体的限制酶有多个切点，则切割后质粒可能会丢失某些片段，若丢失的片段含有复制起始点，则重组DNA分子进入受体细胞后便不能进行自主复制。(2)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。1.以下说法正确的是（）A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键练习C2,在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同种限制酶B.两种限制酶同种连接酶D.两种连接酶A3.限制性核酸内切酶在DNA的任何部位都能切开吗?

CTGCA…以下是两种不同限制酶切割形成的DNA片段:(1)………GCGCG(2)GC…(3)………GCGACGTC(4)请用DNA连接酶将它们连接起来和能连接形成和能连接形成(1)(4)(3)(2)CTGCA……G……GACGTCGC……CG……GCCG演讲完毕，谢谢观看！内容总结专题1。②切割特定部位的两个核苷酸之间的。三、DNA连接酶——“分子缝合针”。四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”。(1)限制酶切割DNA分子时，其切割部位在哪里。b．可用于DNA的切割，获取目的基因和切割载体。(2)利用限制酶切割得到的是黏性末端或平末端，二者有什么区别。②平末端：是限制