课件：11DNA重组技术的基本工具（人教版选修3）.ppt

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1、名名师师商商城城 1.1DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具课标领航课标领航1了解限制了解限制酶酶及及DNA连连接接酶酶的来源。的来源。2掌握限制掌握限制酶酶及及DNA连连接接酶酶的作用。的作用。3理解理解载载体需具体需具备备的条件。的条件。【重点重点】三种工具的作用。三种工具的作用。【难难点点】黏性末端和平末端；黏性末端和平末端；载载体的特点。体的特点。转转基因夜光猫基因夜光猫美美国国新新奥奥尔尔良良奥奥德德班班濒濒危危物物种种研研究究中中心心为为探探索索一一些些人人类类疾疾病病的的治治疗疗方方法法，以以猫猫为为实实验验对对象象(猫猫的的基基因因构构成成与与人人类类相相似似)进进行行了

2、了一一系系列列实验实验。为为了了解外源基因是否可了了解外源基因是否可情景情景导导航航以安全地移植到猫科以安全地移植到猫科动动物的基因序列中，物的基因序列中，该该研究研究中心利用基因工程技中心利用基因工程技术术培育出美国首只培育出美国首只转转基因夜基因夜光猫。紫外光猫。紫外线线灯光下夜光猫的眼睛、牙床和舌灯光下夜光猫的眼睛、牙床和舌头头会会发发出出鲜艳鲜艳的橙黄色的的橙黄色的荧荧光。夜光猫的培育施工光。夜光猫的培育施工是在是在DNA分子水平上分子水平上进进行的，在微小的行的，在微小的DNA分分子上子上进进行的操作，需要行的操作，需要专门专门的工具。的工具。这这些工具是些工具是什么？各自的作用是什

3、么？什么？各自的作用是什么？让让我我们们一起来了解一一起来了解一下吧！下吧！基础自主梳理基础自主梳理一、基因工程的概念一、基因工程的概念1基因工程的基因工程的别别名：名：DNA重重组组技技术术。2操作操作环环境：生物体外。境：生物体外。3操作操作对对象：象：_。4操作水平：操作水平：_。5基本基本过过程：程：_。6结结果：人果：人类类需要的新的生物需要的新的生物类类型和生物型和生物产产品。品。基因基因DNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导导入入表达表达核苷酸序列核苷酸序列磷酸二磷酸二酯键酯键黏性末端黏性末端原核原核平末端平末端2DNA连连接接酶酶“分子分子缝缝合合针针”(1)作作用用：将将双

4、双链链DNA片片段段缝缝合合起起来来，恢恢复复被被限限制制酶酶切开的两个核苷酸之切开的两个核苷酸之间间的的_。(2)种种类类E.coliDNA连连接接酶酶：只只能能缝缝合合双双链链DNA的的_。T4DNA连连接接酶酶：既既可可缝缝合合双双链链DNA的的黏黏性性末末端端，又可又可缝缝合双合双链链DNA的的_。磷酸二磷酸二酯键酯键黏性黏性末端末端平末端平末端思考感悟思考感悟限制限制酶酶和和DNA连连接接酶酶作用的位点相同作用的位点相同吗吗？【提示提示】相同。都是磷酸二相同。都是磷酸二酯键酯键。自我复制自我复制限制限制酶酶切割位点切割位点核心要点突破核心要点突破利用图解法理解记忆限制酶的有关问题利用

5、图解法理解记忆限制酶的有关问题要点一要点一1识别识别序列的序列的组组成成大大多多数数限限制制酶酶的的识识别别序序列列由由6个个核核苷苷酸酸组组成成，例例如如EcoRI、Sma I限限制制酶酶的的识识别别序序列列，也也有有少少数数限限制制酶酶的的识别识别序列由序列由4、5或或8个核苷酸个核苷酸组组成。成。2限限制制酶酶都都是是切切割割识识别别特特定定的的核核苷苷酸酸序序列列的的两两个核苷酸之个核苷酸之间间的磷酸二的磷酸二酯键酯键。3限制限制酶酶切出的黏性末端和平末端的区切出的黏性末端和平末端的区别别：基基因因工工程程中中，须须使使用用特特定定的的限限制制酶酶切切割割目目的的基基因因和和质质粒粒，

6、便便于于重重组组和和筛筛选选。已已知知限限制制酶酶的的识识别别序序列列和和切切点点是是GGATCC，限限制制酶酶的的识识别别序序列列和和切切点点是是GATC。根根据据图图示示判判断断下下列列操操作作正正确确的的是是()例例例例1 1A目的基因和目的基因和质质粒均用限制粒均用限制酶酶切割切割B目的基因和目的基因和质质粒均用限制粒均用限制酶酶切割切割C质质粒粒用用限限制制酶酶切切割割，目目的的基基因因用用限限制制酶酶切割切割D质质粒粒用用限限制制酶酶切切割割，目目的的基基因因用用限限制制酶酶切割切割【尝试尝试解答解答】D【解解析析】首首先先把把目目的的基基因因切切下下来来要要用用到到限限制制酶酶；

7、如如果果再再用用限限制制酶酶切切割割质质粒粒，则则2个个标标记记基基因因都都被被切切开开，标标记记基基因因将将失失去去作作用用。而而用用限限制制酶酶切切割割质质粒粒可可保保留留一一个个标标记记基基因因，而而产产生生的的黏黏性性末末端端和和限制限制酶酶切割下来的目的基因可以互切割下来的目的基因可以互补补配配对对。【互互动动探探究究】上上题题中中限限制制酶酶切切开开化化学学键键后后产产生生哪哪种种类类型型的末端？的末端？【提示提示】黏性末端。黏性末端。【易易误误警示警示】(1)限制性核酸内切限制性核酸内切酶酶是一是一类类酶酶而不是一种而不是一种酶酶。(2)限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶作作用用的

8、的化化学学键键为为磷磷酸酸二二酯酯键键，而不是而不是氢键氢键。(3)不不同同种种类类的的限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶识识别别与与切切割割的的位位点点不同，不同，这这与与酶酶的的专专一性是一致的。一性是一致的。与与DNA有关的各种有关的各种酶酶比比较较要点二要点二名称名称作用作用参与生理参与生理过过程程应应用用作用位点作用位点(如如图图)DNA连连接接酶酶连连接两个接两个DNA片段片段基因工程基因工程a限制性内限制性内切切酶酶切割某种特定的脱氧核苷切割某种特定的脱氧核苷酸序列酸序列aDNA聚合聚合酶酶在脱氧核苷酸在脱氧核苷酸链链上添加上添加单单个脱氧核苷酸个脱氧核苷酸DNA复制复制a名称名称

9、作用作用参与生理参与生理过过程程应应用用作用位点作用位点(如如图图)RNA聚合聚合酶酶在核苷酸在核苷酸链链上添加上添加单单个核苷酸个核苷酸转录转录a解旋解旋酶酶使碱基使碱基间氢键间氢键断裂断裂形成形成单单脱氧核苷酸脱氧核苷酸链链DNA复制及复制及转转录录b逆逆转转录录酶酶以以RNA为为模板合成模板合成DNA逆逆转录转录、基因、基因工程工程特特别别提提醒醒 DNA连连接接酶酶和和DNA聚聚合合酶酶都都是是形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，而而不不是是氢氢键键，氢氢键键是是分分子子间间的的静静电电吸吸引引力力，不不需需通通过过酶酶催催化化形形成成。DNA连连接接酶酶只只能能在在两两个个DNA片片段段间

10、间形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，而而DNA聚聚合合酶酶只只能能将将单单个个核核苷苷酸酸加加到到已已有有DNA片片段段上上，且且需需要要以以一一条条DNA链链为为模模板板。目目前前发发现现的的DNA连连接接酶酶不具有不具有连连接接单链单链DNA的能力。的能力。下列关于下列关于DNA连连接接酶酶的叙述正确的是的叙述正确的是()催化相同黏性末端的催化相同黏性末端的DNA片段之片段之间间的的连连接接催化不同黏性末端的催化不同黏性末端的DNA片段之片段之间间的的连连接接催化两个黏性末端互催化两个黏性末端互补补碱基碱基间氢键间氢键的形成的形成催催化化DNA分分子子两两条条链链的的脱脱氧氧核核糖糖与与磷磷酸

11、酸之之间间磷磷酸二酸二酯键酯键的形成的形成ABC D 【尝试尝试解答解答】D例例例例2 2【解解析析】在在DNA重重组组技技术术中中，两两个个DNA片片段段间间必必须须有有相相同同的的黏黏性性末末端端才才能能互互补补配配对对，进进行行结结合合；具具有有相相同同黏黏性性末末端端的的DNA分分子子连连接接时时，DNA连连接接酶酶的的作作用用是是催催化化脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链的的脱脱氧氧核核糖糖与与磷磷酸酸之之间间磷磷酸酸二二酯酯键键的的形形成成，即即把把“梯梯子子”的的“扶扶手手”缝缝合起来。合起来。【探探规寻规寻律律】限制限制酶酶与与DNA连连接接酶酶的关系的关系跟跟踪踪训训练练两两个个具具有

12、有相相同同黏黏性性末末端端的的DNA片片段段，在在条条件件适适宜宜时时，经经酶酶的的作作用用合合成成一一个个重重组组DNA分分子。子。该该酶酶是是()ADNA连连接接酶酶 BRNA聚合聚合酶酶CDNA聚合聚合酶酶 D限制性内切限制性内切酶酶解解析析：选选A。本本题题考考查查几几种种酶酶的的作作用用。DNA连连接接酶酶可可以以连连接接两两个个DNA片片段段之之间间的的磷磷酸酸二二酯酯键键形形成成一一个个DNA分分子子；RNA聚聚合合酶酶可可以以催催化化单单个个游游离离的的核核糖糖核核苷苷酸酸形形成成RNA；DNA聚聚合合酶酶可可以以催催化化单单个个游游离离的的脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸形形成成

13、DNA；限限制制性性内内切切酶酶可可以以将将DNA分分子子从从特特定定的的位位点点切切割割成成两两个个DNA片片段。段。常用的常用的载载体体质质粒粒要点三要点三1来来源源及及结结构构：质质粒粒主主要要存存在在于于细细菌菌等等原原核核生生物物中中，是是一一种种裸裸露露的的、结结构构简简单单、独独立立于于细细菌菌拟拟核核DNA之之外外，并并且且具具有有自自我我复复制制能能力力的的双双链链环环状状DNA分子，如下分子，如下图图所示：所示：2标标记记基基因因：质质粒粒上上有有一一些些特特殊殊的的基基因因，如如抗抗四四环环素素基基因因、抗抗氨氨苄苄青青霉霉素素基基因因，用用于于对对重重组组DNA进进行行

14、鉴鉴定和定和选择选择。3作作为载为载体的条件体的条件(1)能自我复制。能自我复制。(2)有一个至多个限制有一个至多个限制酶酶切割位点。切割位点。(3)有特殊的有特殊的标记标记基因。基因。(4)对对受体受体细细胞无害等。胞无害等。如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，如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。据图回答下列问题。例例例例3 3(3)氨氨苄苄青青霉霉素素抗抗性性基基因因在在质质粒粒DNA上上称称为为_，其其作用是作用是_。(4)下列常在基因工程中用作下列常在基因工程中用作载载体的是体的是()A苏苏云金芽云金芽孢孢杆菌抗虫基因杆菌抗虫基因B土壤土壤农农杆菌中的杆菌中的RN

15、A分子分子C大大肠肠杆菌的杆菌的质质粒粒D动动物物细细胞的染色体胞的染色体【思思路路点点拨拨】本本题题通通过过质质粒粒结结构构的的模模式式图图考考查查质质粒粒的的功功能能和和特点，分析如下：特点，分析如下：【探探规规寻寻律律】(1)主主动动运运输输中中载载体体的的化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质，其其作作用是运用是运输输离子、氨基酸、核苷酸等物离子、氨基酸、核苷酸等物质进质进出出细细胞。胞。(2)基基因因工工程程中中的的载载体体的的化化学学本本质质是是DNA，其其作作用用是携是携带带目的基因目的基因进进入受体入受体细细胞。胞。极品一体化极品一体化含课件、教案、学案、练习，且完全同步。含课件、教案、学案、练习，且完全同步。本课件由本课件由 “名师商城名师商城”免费提供免费提供 http:/