202X-202X学年高中生物1.1DNA重组技术的基本工具课件新人教版选修3

1.1

DNA重组技术的基本工具1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。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。一二一、基因工程的定义基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,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DNA重组技术。一二二、DNA重组技术的基本工具1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)主要来源:原核生物。(2)作用:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(3)结果:形成DNA片段。限制酶切割DNA分子产生的DNA片段末端有两种形式,即黏性末端和平末端。一二2.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磷酸二酯键,拼接成新的DNA分子。一二3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)载体的条件①能够在受体细胞中自我复制。②有一至多个限制酶切割位点,便于外源基因的插入。③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。④在宿主细胞内友好借居,不影响宿主细胞的生命活动。⑤分子大小应合适,以便提取和体外操作。(2)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、能够自我复制的小型双链环状DNA分子。含有一个至多个限制酶切割位点,供外源基因插入其中,并带有特殊的标记基因,是基因工程最常用的载体。②λ噬菌体的衍生物③动植物病毒一二细胞膜上的载体与基因工程中的载体是否相同?提示:不相同。①化学本质不同:细胞膜上的载体化学成分是蛋白质;基因工程中的载体可能是结构,如质粒(DNA),也可能是生物,如动植物病毒等。②功能不同:细胞膜上的载体的功能是协助物质进出细胞;基因工程中的载体是一种“分子运输车”,把目的基因导入受体细胞。一二三四一、基因工程的概念、原理和理论基础1.概念一二三四2.基因工程的原理和理论基础(1)原理:基因重组。(2)理论基础①拼接:不同生物中DNA分子的基本组成单位相同,都是4种脱氧核苷酸;空间结构相同,都是规则的双螺旋结构。②表达:生物界共用一套遗传密码,相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。一二三四二、限制性核酸内切酶1.切割后末端的种类一二三四特别提醒(1)限制酶剪切目的基因一次,获得的黏性末端或平末端有2个,而不是1个。(2)限制酶切割载体的切割位点并不是任意的,必须保证载体上至少有1个完整的标记基因,以便于检测。一二三四2.限制酶和DNA连接酶的关系(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(3)DNA连接酶起作用时,不需要模板。特别提醒(1)不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同;同一个DNA分子用不同限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同。(2)不同限制酶切割形成的黏性末端,如果互补则可以相互重新配对。一二三四三、与遗传有关的各种酶的比较

一二三四一二三四作用位点示意图特别提醒(1)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用都是催化形成磷酸二酯键,而不是氢键,氢键是分子间的静电吸引力,不需要通过酶的催化形成。(2)DNA连接酶只能在两个DNA片段间形成磷酸二酯键,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的DNA片段上,且需要以一条DNA链为模板。一二三四四、作为载体的条件

题型一题型二题型三题型一

限制酶及其作用特点【例1】

下列有关基因工程中限制酶的叙述,正确的是

(

)A.限制酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列B.限制酶的活性受温度的影响C.限制酶能识别和切割RNAD.限制酶只能从原核生物中提取解析:限制酶能够识别并切割双链DNA上特定的核苷酸序列,多数限制酶能够识别由6个核苷酸组成的序列,少数可以识别由4,5或者8个核苷酸组成的序列。限制酶的化学本质是蛋白质,活性受温度影响。限制酶主要从原核生物中获得,同时在某些真核生物(如酵母菌)细胞内也存在。答案:B题型一题型二题型三题型二

DNA连接酶及其作用特点【例2】

下列有关DNA连接酶的叙述,正确的是(

)A.T4DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来B.E·coliDNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸解析:DNA连接酶能使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,从而将它们连接起来。E·coli

DNA连接