高二-人教版-生物学选择性必修3-第3章《第1节 重组DNA技术的基本工具(第1课时)》课件

第1节

重组DNA技术的基本工具(第1课时)高二-人教版-生物学选择性必修3-第3章棉铃△棉花本身不具有“抗虫基因”。△苏云金杆菌有一种“抗虫基因”，

能表达出抗虫蛋白来杀死棉铃虫。我国是棉花的生产和消费大国，棉花在种植过程中常常会受到棉铃虫的侵袭，这会使棉花大量减产。大量施用农药不仅提高了生产成本，还可能造成农产品和环境的污染，如果能培育出自身能抵抗虫害的棉花新品种就能解决这个问题。棉铃棉铃虫第3章

基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。水平原理技术结果DNA分子水平基因重组重组DNA技术、转基因技术新生物类型和新生物产品第3章

第1节

重组DNA技术的基本工具“分子手术刀”限制性内切核酸酶限制酶培育转基因生物至少需要三种“分子工具”“分子缝合针”DNA连接酶“分子运输车”基因进入受体细胞的载体一.限制性内切核酸酶/限制酶1.来源2.作用主要是从原核生物中分离纯化出来的。识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，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。T12345C一.限制酶2.作用识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，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。3.实例EcoRI、SmaI限制酶酶的专一性一.限制酶EEscherichia属cocoli种RRY13品系I首先发现在此类菌中发现的顺序SSerratia属mamarcescens种I首先发现在此类菌中发现的顺序3.实例EcoRI、SmaI限制酶4.结果产生黏性末端或平末端大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。一.限制酶回文序列EcoRI一.限制酶下图所示的黏性末端属于同一种限制酶切割产生的是（）A．①②B．①③C．②④D．③④CE.coli

DNA连接酶T4DNA连接酶1.作用2.主要类型催化连接两个DNA片段。只能连接具有互补黏性末端的DNA片段。既能连接互补黏性末端，又能连接平末端(效率较低)。3.作用结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成新的重组DNA分子。二.DNA连接酶如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（）A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶C质粒裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状DNA分子。三.基因进入受体细胞的载体质粒裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状DNA分子。有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中。能在受体细胞自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。注：在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。三.基因进入受体细胞的载体下列关于质粒的说法，正确的是（）A．质粒上存在限制酶切割位点、复制原点等B．原核生物的基因只存在于质粒C．质粒属于拟核，是裸露的环状DNA分子D．质粒是基因工程中重要的工具酶之一A基因进入受体细胞的其他载体？载体的作用？理想载体应具备的条件？①将目的基因导入受体细胞；②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。①具有合适的限制酶切割位点；②容易进入受体细胞，且转化效率越高越好；③

能在受体细胞中复制，且具有较强的自主复制能力；④

容易从宿主细胞中分离、纯化出来，便于重组操作；⑤有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。噬菌体、动植物病毒等。重组DNA分子先用订书机和订书钉将质粒环化。找到两个DNA片段上EcoRI的识别序列和切割位点。然后，用剪刀进行“切割”，再用订书器和订书钉重组DNA。质粒含目的基因的DNA片段EcoRI-GAATTC--CTTAAG-讨论.

1.剪刀、订书机、订书钉分别代表什么？2.你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对？

如果不能，可能是什么原因造成的？3.你插入的DNA片段能称得上一个基因吗？限制酶DNA连接酶如果制作的黏性末端的碱基不能互补配对，可能是切割位点或连接位点选得不对等原因。不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。重组DNA分子新形成的磷酸二酯键课本P74.练习与应用1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是（）A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸

二酯键C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成

磷酸二酯键D.只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，不能连接双

链DNA片段的平末端C课本P74.练习与应用2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是（）A.大肠杆菌的质粒B.切割DNA分子的酶C.DNA片段的黏性末端D.用来识别特定基因的DNA探针A课本P74-75.练习与应用

XbaI。因为XbaI与SpeI切割产生相同的黏性末端。△SpeI或XbaI限制酶能识别由它们的黏性

末端形成的重组DNA分子片段吗？-ACTAGT--TGATCA-SpeI-TCTAGA--AGATCT-XbaI-A-TGATCCTAGA-T--T-AGATCCTAGT-A-以下是基因工程的有关问题，请回答：（1）限制性内切核酸酶可以识别双链DNA分子中的特定核苷酸

序列，并可以使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的________________（填化学键名称）断裂，形成的末端

总体可分为两种类型，分别是_________和__________。（2）目的基因和载体重组时需要的工具酶是_____________，

与限制性内切核酸酶相比，它对所重组的DNA两端碱基

序列___________（填“有”或“无”）专一性要求。磷酸二酯键黏性末端平末端DNA连接酶无以下是基因工程的有关问题，请回答：（3）如图表示的是构建表达载体时的某种质粒与目的基因。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，

限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。分析可知，可用限制酶_______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）切割目的基因所在的DNA，这样做的原因是______________________________________________________________。II目的基因两端均有酶II的识别序列小结限制酶来源作用实例结果作用主要类型作用结果质粒、噬菌体、动植物病毒等DNA连接酶载体原核生物(主要)识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，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EcoRI、SmaI限制酶产生黏性末端或平末端催化连接两个DNA片段E.coli

DNA连接酶、T4DNA连接酶形成新的重组DNA分子重组DNA技术基本工具谢谢观看！第1节

重组DNA技术的基本工具(第1课时答疑)高二-人教版-生物学选择性必修3-第3章DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？种类DNA连接酶DNA聚合酶不同点模板作用对象作用结果相同点不需要模板需要模板DNA片段单个脱氧核苷酸形成重组DNA分子形成DNA子链均为蛋白质分子，都催化形成磷酸二酯键等种类DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶不同点模板不需要模板需要模板作用对象DNA片段单个脱氧核苷酸作用的化学键磷酸二酯键磷酸二酯键相同点不需要模板碱基对氢键均为蛋白质分子等解旋酶呢？它和DNA连接酶、DNA聚合酶的主要区别在哪里？你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？

原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身的安全。想一想，为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？细菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因为含有某种限制酶的细胞的DNA分子或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌含有某种限制酶，它自身的DNA也不会被切断，并且可以防止外源DNA入侵。不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端，这在基因工程操作中有什么意义？识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶构建载体时，切割位点的选择范围扩大。例如，我们选择了用某种限制酶切割载体，如果目的基因的核苷酸序列中恰好有该限制酶的识别序列，那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA片段时，目的基因就很可能被切断；这时可以考虑用合适的同尾酶（目的基因的核苷酸序列中不能有它的识别序列）来获取目的基因。基因工程中的两类DNA连接酶，E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶的异同点有哪些？种类E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶不同点来源作用对象相同点大肠杆菌T4噬菌体互补黏性末端互补黏性末端和平末端均能连接DNA片段，作用于磷酸二酯键等质粒、噬菌体、动植物病毒这些基因工程载体之间的区别？种类质粒、噬菌体动物病毒植物病毒用途其他不同点导入细菌细胞来源、大小、结构、复制方式、可以插入外源DNA片段的大小等方面都有很大差别导入动物细胞导入植物细胞下列关于基因工程的叙述，不正确的是（）A．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的B．限制性内切核酸酶可以识别和剪切RNAC．E.coliDNA连接酶只能连接具有互补黏性末端的DNA片段D．基因进入受体细胞的常用载体是质粒B用限制酶EcoR