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

第1節(jié)

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

能表達(dá)出抗蟲(chóng)蛋白來(lái)殺死棉鈴蟲(chóng)。我國(guó)是棉花的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，棉花在種植過(guò)程中常常會(huì)受到棉鈴蟲(chóng)的侵襲，這會(huì)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(chóng)害的棉花新品種就能解決這個(gè)問(wèn)題。棉鈴棉鈴蟲(chóng)第3章

基因工程基因工程是指按照人們的愿望，通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，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(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)。水平原理技術(shù)結(jié)果DNA分子水平基因重組重組DNA技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)新生物類型和新生物產(chǎn)品第3章

第1節(jié)

重組DNA技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀”限制性內(nèi)切核酸酶限制酶培育轉(zhuǎn)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(yùn)輸車”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一.限制性內(nèi)切核酸酶/限制酶1.來(lái)源2.作用主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。T12345C一.限制酶2.作用識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。3.實(shí)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(shí)例EcoRI、SmaI限制酶4.結(jié)果產(chǎn)生黏性末端或平末端大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由6個(gè)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(gè)DNA片段。只能連接具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段。既能連接互補(bǔ)黏性末端，又能連接平末端(效率較低)。3.作用結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)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(yīng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀DNA分子。三.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體質(zhì)粒裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀DNA分子。有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn),供外源DNA片段(基因)插入其中。能在受體細(xì)胞自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制。有特殊的標(biāo)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(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的。三.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體下列關(guān)于質(zhì)粒的說(shuō)法，正確的是（）A．質(zhì)粒上存在限制酶切割位點(diǎn)、復(fù)制原點(diǎn)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(jìn)入受體細(xì)胞的其他載體？載體的作用？理想載體應(yīng)具備的條件？①將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；②在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。①具有合適的限制酶切割位點(diǎn)；②容易進(jìn)入受體細(xì)胞，且轉(zhuǎn)化效率越高越好；③

能在受體細(xì)胞中復(fù)制，且具有較強(qiáng)的自主復(fù)制能力；④

容易從宿主細(xì)胞中分離、純化出來(lái)，便于重組操作；⑤有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。噬菌體、動(dòng)植物病毒等。重組DNA分子先用訂書機(jī)和訂書釘將質(zhì)粒環(huán)化。找到兩個(gè)DNA片段上EcoRI的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)。然后，用剪刀進(jìn)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(jī)、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(bǔ)配對(duì)？

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(gè)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(bǔ)配對(duì)，可能是切割位點(diǎn)或連接位點(diǎn)選得不對(duì)等原因。不能，因?yàn)榛虻拈L(zhǎng)度一般在100個(gè)堿基對(duì)以上。重組DNA分子新形成的磷酸二酯鍵課本P74.練習(xí)與應(yīng)用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分子雙鏈堿基對(duì)之間的氫鍵B.能將單個(gè)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(kāi)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(bǔ)的黏性末端，不能連接雙

鏈DNA片段的平末端C課本P74.練習(xí)與應(yīng)用2.在重組DNA技術(shù)中，將外源基因送入受體細(xì)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(lái)識(shí)別特定基因的DNA探針A課本P74-75.練習(xí)與應(yīng)用

XbaI。因?yàn)閄baI與SpeI切割產(chǎn)生相同的黏性末端?！鱏peI或XbaI限制酶能識(shí)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(guān)問(wèn)題，請(qǐng)回答：（1）限制性內(nèi)切核酸酶可以識(shí)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(gè)核苷酸之間的________________（填化學(xué)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(shí)需要的工具酶是_____________，

與限制性內(nèi)切核酸酶相比，它對(duì)所重組的DNA兩端堿基

序列___________（填“有”或“無(wú)”）專一性要求。磷酸二酯鍵黏性末端平末端DNA連接酶無(wú)以下是基因工程的有關(guān)問(wèn)題，請(qǐng)回答：（3）如圖表示的是構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)的某種質(zhì)粒與目的基因。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，

限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)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(shí)別序列小結(jié)限制酶來(lái)源作用實(shí)例結(jié)果作用主要類型作用結(jié)果質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等DNA連接酶載體原核生物(主要)識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)EcoRI、SmaI限制酶產(chǎn)生黏性末端或平末端催化連接兩個(gè)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(shù)基本工具謝謝觀看！第1節(jié)

重組DNA技術(shù)的基本工具(第1課時(shí)答疑)高二-人教版-生物學(xué)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(diǎn)模板作用對(duì)象作用結(jié)果相同點(diǎn)不需要模板需要模板DNA片段單個(gè)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(diǎn)模板不需要模板需要模板作用對(duì)象DNA片段單個(gè)脫氧核苷酸作用的化學(xué)鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵相同點(diǎn)不需要模板堿基對(duì)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(shí)，推測(cè)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(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制。限制酶就是它的一種防御性工具。當(dāng)外源DNA入侵時(shí)，它會(huì)利用限制酶來(lái)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(xì)菌本身的DNA分子？細(xì)菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因?yàn)楹心撤N限制酶的細(xì)胞的DNA分子或者不具備這種限制酶的識(shí)別序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到了限制酶所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開(kāi)。這樣，盡管細(xì)菌含有某種限制酶，它自身的DNA也不會(huì)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(shí)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(gòu)建載體時(shí)，切割位點(diǎn)的選擇范圍擴(kuò)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(shí)別序列，那么用該限制酶切割含有目的基因的DNA片段時(shí)，目的基因就很可能被切斷；這時(shí)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(shí)別序列）來(lái)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(diǎn)有哪些？種類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶不同點(diǎn)來(lái)源作用對(duì)象相同點(diǎn)大腸桿菌T4噬菌體互補(bǔ)黏性末端互補(bǔ)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(dòng)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(dòng)物病毒植物病毒用途其他不同點(diǎn)導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞來(lái)源、大小、結(jié)構(gòu)、復(fù)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(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞導(dǎo)入植物細(xì)胞下列關(guān)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(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的B．限制性內(nèi)切核酸酶可以識(shí)別和剪切RNAC．E.coliDNA連接酶只能連接具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段D．基因進(jìn)入受體細(xì)胞的常用載體是質(zhì)粒B用限制酶EcoR