专题一1.1DNA重组技术的基本工具课件

1.1DNA重组技术的基本工具课标定位1.简述DNA重组技术所需的基本工具及其作用。2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。课前自主学案基础梳理二、DNA重组技术的操作工具1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（1）主要来源：______生物。（2）特点：能够识别DNA特定的__________，切开两个核苷酸之间的___________。（3）DNA末端：限制性核酸内切酶切割DNA产生的DNA末端有两种形式为________和______。原核核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端平末端2.DNA连接酶——“分子缝合针”（1）作用：将双链DNA片段缝合起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的___________。（2）种类①E.coliDNA连接酶：只能缝合双键DNA的_________。②T4DNA连接酶：既可缝合双键DNA的黏性末端，又可缝合双链DNA的_______。磷酸二酯键黏性末端平末端3基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”（1）载体的种类①质粒：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有________能力的双链环状DNA分子。②λ噬菌体的衍生物。③动植物病毒。自我复制（2）质粒载体的特点①能够在细胞内自我复制。②具有一个或多个______________，便于供外源DNA插入。③具有特殊的_________，供重组DNA的鉴定和选择。（3）质粒载体的处理：真正用作载体的质粒，都必须在细胞外经人工改造。限制酶切割位点标记基因解析：选B。此题主要考查限制酶的有关知识。限制酶能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；DNA分子经限制酶切割会形成黏性末端和平末端两种形式。解析：选B。解析：选D。DNA重组技术中，两个DNA片段间必须有相同的黏性末端才能互补配对，进行结合；具有相同黏性末端的DNA分子连接时，DNA连接酶的作用是催化脱氧核苷酸链的脱氧核糖与磷酸间的磷酸二酯键的形成，即把“梯子”的扶手缝合起来。解答此类题目时，应注意理解DNA连接酶的作用部位以及与DNA聚合酶的区别。DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个脱氧核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键；DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的DNA片段的末端的羟基上，形成磷酸二酯键。4.质粒之所以能做基因工程的载体，是由于它（）A.含蛋白质，从而能完成生命活动B.能够自我复制，且能保持连续性C.是RNA，能够指导蛋白质的合成D.具有环状结构，能够携带目的基因解析：选B。解答本类试题的重点是理解基因工程中载体的特点。5.下图为一种限制性核酸内切酶切割DNA分子的示意图。请回答问题：（1）这种限制性核酸内切酶的切点是________，形成_______个______末端，特点是_________________________________。（2）从题干中可知限制性核酸内切酶识别序列的特点是_______________________________________。（3）如果G发生突变，可能发生_________________。解析：由题意知该限制酶识别的核苷酸序列是GAAT-TC，专一切口是G和A之间。切出的两个黏性末端是G和AATTC,两个黏性末端的CTTAAG关系是碱基互补配对。答案：（1）G与A之间2黏性碱基互补配对（2）只能识别某一种特定的核苷酸序列（3）限制性核酸内切酶不能识别切割位点要点二和DNA有关的几种酶1.几种酶的比较2.上述四种酶的作用部位限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位。【特别提醒】由于核苷酸分子间的氢键是分子间作用力，其断裂与重新形成均与限制性核酸内切酶、DNA连接酶无关。2.遗传标记基因：质粒上有一些特殊的基因，如抗四环素基因、抗氨苄青霉素基因，用于对重组DNA进行鉴定和选择。3.作为载体的条件（1）能自我复制；（2）有一个至多个限制酶切割位点；（3）有特殊的标记基因；（4）对受体细胞无害等。主要起到切割外源DNA，使之失效，从而达到保护自身的目的。2.DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？（教材P6）答案：不是一回事。基因工程中所用的连接酶有两种，一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为E·coliDNA连接酶；另一种是从T4DNA噬菌体中分离得到的，称为T4DNA连接酶。这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），二者的差别主要表现在：（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此，DNA连接酶不需要模板。此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。【旁栏思考】想一想，具备什么条件才能充当“分子运输车”？（教材P6）答案：能自我复制，有一个或多个切割位点，有标记基因位点及对受体细胞无害等。【解析】本题主要是考查基因工程中有关限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用，一般来说一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点切割DNA，虽然限制性核酸内切酶Ⅰ与限制性核酸内切酶Ⅱ识别的碱基序列不同，但切割后形成的黏性末端是可以互补的，或者说两种限制性核酸内切酶切割后所形成的黏性末端是相同的，因此在DNA连接酶的作用下可以将这两种酶切割后形成的黏性末端连接起来。【答案】（1）（2）（3）能。因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的。【归纳总结】限制性核酸内切酶的作用特点（1）限制性核酸内切酶所识别的DNA序列，无论是6个碱基还是4、5、8个碱基，都可以找到一条中心轴线，中心轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。（2）若限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线的两侧分别切割，则得到黏性末端，若限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线处进行切割，则得到平末端。例2通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是__________。人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中时需要的酶是__________。（2）请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是__________。【解析】本题考查基因工程的基本操作，在基因工程中用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，在对载体和目的基因进行切割的时候，一定要用同一种限制性核酸内切酶，才能切出相同的黏性末端，当插入目的基因时，常用DNA连接酶把二者之间形成磷酸二酯键连上。【答案】（1）限制性核酸内切酶DNA连接酶（2）—CCTAG↑G—用限制性核酸内切酶切割—GGATCC——CCTAGG—（3）人的遗传物质（基因）与羊的都为DNA，其物质组成和空间结构相同【易误警示】限制酶与DNA连接酶的关系随堂即时检测课后反思淘金1.基因工程是在不同物种之间转移基因，克服了物种间存在的生殖隔离，创造了前所未有的生物新类型。如大肠杆菌生产人的生长激素，大肠杆菌生