高中生物专题1基因工程第1节dna重组技术的基本工具专题讲解.pptx

生物选修,3,（人教版）,第1页,专题,1,基因工程,第,1,节,DNA,重组技术,基本工具,第2页,关键点突破,第3页,知识点,1,对基因工程概念了解,第4页,例,1,科学家们经过多年来努力，创建了一个新兴生物技术,基因工程，以下关于该技术叙述不正确是,(,),A,该技术在生物体外对,DNA,分子进行改造,B,它是在分子水平上进行操作生物工程,C,该工程实现了一个生物基因转接到同种生物其它个体,DNA,上,D,实施基因工程最终目标是定向地改造生物遗传性状,第5页,解析：,基因工程经过体外,DNA,重组和转基因等技术，赋予生物以新遗传特征。因为基因工程是在,DNA,分子水平上进行设计和施工，所以又叫做,DNA,重组技术。基因工程是将一个生物基因导入另外一个生物中，从而赋予该生物以新遗传特征。,答案：,C,第6页,名师点睛：,(1),基因工程原理是基因重组。必修,2,中讲基因重组有两种情况：减数第一次分裂前期四分体非姐妹染色单体间交叉交换和后期非同源染色体自由组合。其实基因工程也是利用了基因重组原理，只是属于人为基因重组。,(2),基因工程能够按照人们意愿，定向改造生物遗传特征，从而产生定向变异，并可实现不一样物种间基因交流，打破生殖隔离。应注意与当代进化论中,“,变异是不定向,”,、,“,物种间存在生殖隔离,”,区分开来。,第7页,知识点,2,限制酶,“分子手术刀”,1,特点：含有专一性，表现在以下两个方面：,(1),识别双链,DNA,分子中特定核苷酸序列。,(2),切割特定序列中特定位点，特定序列表现为中心对称，如,EcoRI,酶切割序列，以下列图所表示：,第8页,2,用限制酶切割,DNA,分子时被断开是,DNA,链中磷酸二酯键,(,即连接相邻脱氧核苷酸键,),，而不是碱基间氢键。,3,产物：用限制酶切割形成新链有两种末端，即黏性末端和平末端。,(1),黏性末端：是限制酶在识别序列中心轴线两侧将,DNA,两条链分别切开时形成，以下列图所表示：,第9页,(2),平末端：是限制酶在识别序列中心轴线处切开时形成，以下列图所表示：,第10页,例,2,以下关于限制酶叙述中，错误是,(,),A,它能在特殊位点切割,DNA,分子,B,同一个酶切割不一样,DNA,产生黏性末端能够很好地进行碱基互补配对,C,它能任意切割,DNA,，从而产生大量,DNA,片段,D,每一个限制酶只能识别特定核苷酸序列,第11页,解析：,限制酶是基因工程主要工具之一。每种限制酶只能识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割,DNA,分子。同一个酶切割不一样,DNA,产生黏性末端碱基互补配对。,答案：,C,第12页,变式迁移,1,下列图表示限制酶切割某,DNA,过程，从图中可知，该限制酶能识别碱基序列或切点是,(,),第13页,A,CTTAAG,B,GAATTC,C,切点在,T,和,A,之间,D,切点在,C,和,T,之间,解析：,由图不难看出该限制酶识别碱基序列是,GAATTC,，切点是,G,与,A,之间。,答案：,B,第14页,知识点,3 DNA,连接酶,“分子缝合针”,1,作用：把两种起源不一样,DNA,片段用同一个限制酶切割开，然,后让二者黏性末端黏合起来，,互补碱基之间即使经过形成氢,键连接起来，不过,DNA,分子基本骨架断口处却没有连接起来。在,DNA,连接酶作用下，能够使两个,DNA,末端之间缝隙重新形成磷酸二酯键而连接起来，如右上图所表示。,第15页,2,种类：基因工程中所用连接酶有两种：一个是从大肠杆菌中分离得到，称之为,Ecoli,DNA,连接酶；另一个是从,T,4,噬菌体中分离得到，称为,T,4,DNA,连接酶。这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链,DNA,缺口，而不能连接单链,DNA,。,3,DNA,连接酶和,DNA,聚合酶区分。,DNA,聚合酶是将单个核苷酸连接到已经有,DNA,片段上，形成磷酸二酯键。,DNA,连接酶是在两个,DNA,片段之间形成磷酸二酯键，详细异同以下表：,第16页,第17页,例,3,以下关于,DNA,连接酶作用叙述正确是,(,),A,将单个核苷酸加到某个,DNA,片段末端，形成磷酸二酯键,B,将断开两个,DNA,片段骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键,C,连接两条,DNA,链上碱基之间氢键,D,只能将双链,DNA,片段互补黏性末端之间连接起来，而不能将双链,DNA,片段平末端之间进行连接,第18页,解析：,DNA,连接酶分为两类：,Ecoli,DNA,连接酶和,T,4,DNA,连接酶。这两类酶在性质上是有差异：,Ecoli,DNA,连接酶只能将双链,DNA,片段互补黏性末端之间连接起来，而,T,4,DNA,连接酶既能够,“,缝合,”,双链,DNA,片段互补黏性末端，又能够,“,缝合,”,双链,DNA,片段平末端。而,D,选项只包括,Ecoli,DNA,连接酶作用。,答案：,B,第19页,变式迁移,2,以下列图，两个核酸片断在适宜条件下，经,x,酶催化作用，发生以下改变，则,x,酶是,(,),第20页,解析：,将游离末端重新结合形成,DNA,使用是,DNA,连接酶；,DNA,聚合酶则是将大量单个脱氧核苷酸结合起来形成,DNA,分子；,RNA,聚合酶能与基因特定位点结合，催化遗传信息转录；限制酶是一个核酸切割酶，可辨识并切割,DNA,分子上特定核苷酸碱基序列。,答案：,A,A,DNA,连接酶,B,RNA,聚合酶,C,DNA,聚合酶,D,限制酶,第21页,知识点,4,载体,“分子运输车”,1,载体。,将外源基因送入细胞，经惯用质粒作为载体。质粒是一个裸露、结构简单、独立于细菌拟核,DNA,之外，并含有自我复制能力很小双链环状,DNA,分子。,2,载体使用目标。,载体使用有两个目标：一是用它作为运载工具，将目标基因转移到受体细胞中去；二是利用它在受体细胞内对目标基因进行大量复制。,第22页,3,作为载体条件。,作为载体必须具备三个条件：,在受体细胞中能保留下来并能大量复制。,含有多个限制酶切割位点。,有特殊标识基因，便于进行筛选。普通来说，天然载体往往不能满足上述要求，所以需要依据不一样目标和需要，对载体进行人工改造。现在所使用质粒载体都是经过改造。,第23页,4,载体种类。,现在所用载体主要分为两类：一类载体是细菌细胞质质粒，质粒能够经过细菌间接合由一个细菌向另一个细菌转移，也能够独立复制，或整合到大型染色体,DNA,分子中，随染色体,DNA,复制而同时复制。另一类载体是病毒，包含植物病毒、动物病毒和细菌病毒,(,噬菌体,),。现在人们还在不停寻找新载体。,第24页,例,4,以下相关质粒叙述，正确是,(,),A,质粒是广泛存在于细菌细胞中一个颗粒状细胞器,B,质粒是细菌细胞中能自主复制单链环状,DNA,分子,C,质粒存在对宿主细胞生存有决定性作用,D,质粒与染色体中均含有脱氧核糖,解析：,质粒是一个小型双链环状,DNA,分子，它能够进入细菌细胞，存在于细胞内，但它不是宿主细胞细胞器。质粒是一个主要载体，通常利用质粒与目标基因结合，形成重组质粒，然后导入细菌细胞。质粒存在是否对宿主细胞生存没有决定性作用。质粒是环状,DNA,分子，染色体主要由,DNA,和蛋白质组成，二者均含脱氧核糖。,答案：,D,第25页,变式迁移,3,质粒是基因工程惯用载体，它特点是,(,),能自主复制,不能复制,结构简单 单链,DNA,环状,DNA,含有标识基因,A,B,C,D,第26页,解析：,质粒是一个能够自主复制双链环状,DNA,，含有一至多个标识基因，结构简单。,答案：,C,点评：,(1),区分“工具”和“工具酶”。,DNA,重组技术基本工含有三种，即限制酶、,DNA,连接酶和基因进入受体细胞载体；而工具酶有两种，即限制酶和,DNA,连接酶。,(2),质粒不是细胞器，只是一个小型环状双链,DNA,分子。同时应注意区分质粒、拟核、染色体三个概念。,(3),不是全部质粒都可作为载体，即使能够作为载体也必须经过人工改造。,第27页,本节小结,第28页,关键归纳,1,因为基因工程是在,DNA,分子水平上进行设计和施工，所以又叫做,DNA,重组技术。基因工程基本原理是基因重组，处理对象是,DNA,或基因。,2,基因工程基本工具：,“,分子手术刀,”,限制性核酸内切酶；,“,分子缝合针,”,DNA,连接酶；,“,分子运输车,”,基因进入受体细胞载体。,第29页,3,限制性核酸内切酶是能够特异性识别和切割,DNA,分子酶，又叫限制酶。限制性核酸内切酶切割,DNA,分子可产生黏性末端和平末端。,4,DNA,连接酶将双链,DNA,片断,“,缝合,”,起来，恢复被限制酶切开两个磷酸二酯键。,Ecoli,DNA,连接酶能连接黏性末端，,T,4,DNA,连接酶既可,“,缝合,”,黏性末端，又可,“,缝合,”,平末端。,5,载体作用是与含有外源基因,(,即目标基因,),DNA,片段结合，将外源基因导入受体细胞中。,第30页,正误判断,1,限制性核酸内切酶能识别特定核苷酸序列。,(,),2,天然质粒可直接用作基因工程载体。,(,),3,限制性核酸内切酶与,DNA,连接酶作用位点相同，作用结果相反。,(,),4,限制酶、,DNA,连接酶和载体是基因工程中惯用工具酶。,(,),5,基因工程中载体与细胞膜上载体本质相同。,(,),6,不一样限制酶识别序列不一样，这属于酶专一性特点。,(,),第31页,1,2,提醒：,天然质粒,DNA,分子并不完全具备载体条件，需经人工改造后才能用于基因工程操作。,3,4,提醒：,载体不是酶。,5,提醒：,基因工程中载体是,DNA,分子，是运输目标基因工具；细胞膜上载体是蛋白质，运输无机盐离子或小分子有机物等。,6,第32页,