高中生物人教版（2019）选择性必修3 3.1重组DNA技术的基本工具 （共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版（2019）选择性必修3 3.1重组DNA技术的基本工具 （共24张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-22 22:06:12 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
植物组织培养技术
不可育，异源二倍体，减数分裂联会紊乱，不会产生正常配子。但体细胞杂交可以，因为是异源四倍体。
书本P66 复习与提高 第1题
产生特定抗体的B淋巴细胞
既能无限增值，又能产生抗肝病毒的专一抗体
MⅡ期
获能
第3章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
第3章 基因工程
上个世纪90年代以来，由于棉铃虫在我国大部分棉区持续性大发生或爆发，给棉花生产带来了巨大的威胁，棉农谈“虫”色变，仅1992年一年即造成直接经济损失60多亿元，间接损失超过100亿元，对整个国民经济发展造成了很大影响。同时由于棉铃虫的大爆发，防虫治虫使棉花的生产成本增加，植棉的比较效益降低。
1997年，我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到2015年，我国已育成转基因抗虫棉新品种100多个，减少农药用量40万吨，增收节支社会经济效益450亿元。
郭三堆和他的抗虫棉
一、基因工程及其诞生与发展
1．基因工程概念的理解 (下面内容笔记到书P70 上面）
(1)操作场所：_______________。
(2)操作技术：____________等技术，又叫重组DNA技术。
(3)操作结果：赋予生物新的_____________，创造出更符合人们需要的
新的_____________和生物产品。
(4)操作水平：_____________水平。
(5)原理： 。
生物体外
转基因
遗传特性
生物类型
DNA分子
基因重组（广义）
2．基因工程的诞生和发展 （书本68--69，课后拓展阅读）
基因工程
在培育转基因抗虫棉时，首先要在体外对含有需要基因的DNA分子进行“切割”、改造和“拼接”；然后将重组DNA分子导入到棉花的细胞中，并使其在细胞中表达。实现这一精确的操作过程至少需要三种”分子工具“
“分子运输车“ ”分子手术刀“ “分子缝合针”
二、DNA重组技术的基本工具
（一）限制性内切核酸酶(又称限制酶)——“分子手术刀”
阅读书本P71 思考以下问题。
1、限制酶的主要来源？这些生物存在限制酶的作用是什么？
2、限制酶有什么作用？作用特点是？
3、粘性末端和平末端如何理解区分？
原核生物易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶可以将外源DNA切割掉，使之失效。
二、DNA重组技术的基本工具
（一）．限制性内切核酸酶(又称限制酶)——“分子手术刀”
(1)来源：主要来自_____________。
原核生物
(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定 ______________，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的______________断开。
核苷酸序列
磷酸二酯键
磷酸二酯键
①已知限制酶EcoR Ⅰ识别的_____________和_____________为G↓AATTC，产生______________。
碱基序列
酶切位点
中心轴线
黏性末端
黏性末端
②已知限制酶Sma Ⅰ识别的_____________和_____________为CCC↓GGG，产生________。
碱基序列
酶切位点
平末端
中心轴线
平末端
（5）EcoR Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶识别的________________不同，切割位点___________，说明限制酶具有___________。
碱基序列
不同
专一性
EcoR Ⅰ限制酶的名字是怎么来的？
平末端
黏性末端
想一想：什么情况下产生的是平末端？粘性末端？
（二）DNA连接酶—“分子缝合针”
阅读书本P72 思考以下问题。
1、DNA连接酶的作用？两类异同点？
2、几种与核酸有关的酶笔记。
（二）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
种类比较 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
来源
特点
大肠杆菌
T4噬菌体
只能连接黏性末端
既可以连接黏性末端，又可以连接平末端
磷酸二酯键
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
记忆：几种酶的作用（笔记到书本P72 左侧）
DNA聚合酶
限制酶
RNA聚合酶
DNA水解酶
解旋酶
DNA连接酶
使特定部位的磷酸二酯键断裂，用于提取目的基因和切割载体
在两个DNA片段之间重新形成磷酸二酯键，用于目的基因和载体的连接。
DNA复制时，催化单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA单链上
转录时解旋，催化单个核糖核苷酸连接到成RNA链上
水解DNA（初步水解、彻底水解）
DNA复制前，解旋断开氢键
（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)常用载体：________，它是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，具有自我复制能力的很小的__________________分子。
(2)其他载体：__________、______________等。
质粒
双链环状DNA
噬菌体
动植物病毒
1．种类（书本标记，注意关键词着重标记）
与质粒一样，将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞
将外源基因导入动物或植物细胞
(4)无毒害作用：对_____________无毒害作用，否则____________将受到损
伤甚至死亡。（补充到书P72 下）
说明：一般来说，天然载体不能同时满足所有条件，要对其进行人工改造才可以使用。
(3)具有标记基因：具有特殊的标记基因，供重组DNA的______________。
鉴定和选择
受体细胞
受体细胞
基因进入受体细胞的载体---构建
(1)有切割位点：有一个至多个___________________，供外源基因插入。
2．具备条件（书本标记序号），紫色的标题做笔记在书P72 下面
(2)能自我复制：能够在_____________中进行自我复制，或整合到染色体
DNA上，随染色体DNA进行同步复制。
受体细胞
限制酶切割位点
（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
即时练习1
作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( )
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的
目的基因
B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D．对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
A
便于目的基因的插入，而不是表达
便于重组DNA的筛选
以便宿主细胞能进行正常的生命活动
练习2：书本P74 概念检测
思考讨论----重组DNA分子
含目的基因的DNA
运载体
--质粒
重组DNA技术模拟
练习：书本P74 拓展应用2
书本P74 拓展应用2
XbaⅠ，因为与SpeⅠ切割产生了相同的粘性末端
识别不同的核苷酸系序列，但能切割产生相同的粘性末端的限制酶被称为同尾酶。如果目的基因的核苷酸序列中恰好有某限制酶的识别序列，那么就可以考虑用同尾酶(目的基因的核苷酸序列中没有它识别的序列）来获取目的基因。
五．探究与实践
DNA 的粗提取与鉴定---实验原理书本重点标记
粗提取原理
鉴定试剂，注意要加热
DNA也溶于水中。蛋白质在NaCL溶液析出
使DNA从细胞核中释放出来
不使用滤纸，否则DNA会吸附在滤纸上
含有DNA、RNA、蛋白质、脂质、糖类等
步骤：研磨、过滤
步骤：DNA析出（酒精析出DNA）
每一根丝都是许多DNA聚集
避免破坏断裂DNA
蛋白质溶解于酒精中，DNA析出
家庭小实验---粗提取香蕉中的DNA
3.结果分析与评价
1.你提出白色丝状物或沉淀物了吗 用二苯胺试剂鉴定的结果如何
观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功;如果不呈现蓝色，可能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。
2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗
可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。
《学法大视野》P73 自学检测 应用提升 P74 课堂达标
植物组织培养技术
不可育，异源二倍体，减数分裂联会紊乱，不会产生正常配子。但体细胞杂交可以，因为是异源四倍体。
书本P66 复习与提高 第1题
产生特定抗体的B淋巴细胞
既能无限增值，又能产生抗肝病毒的专一抗体
MⅡ期
获能
第3章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
第3章 基因工程
上个世纪90年代以来，由于棉铃虫在我国大部分棉区持续性大发生或爆发，给棉花生产带来了巨大的威胁，棉农谈“虫”色变，仅1992年一年即造成直接经济损失60多亿元，间接损失超过100亿元，对整个国民经济发展造成了很大影响。同时由于棉铃虫的大爆发，防虫治虫使棉花的生产成本增加，植棉的比较效益降低。
1997年，我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到2015年，我国已育成转基因抗虫棉新品种100多个，减少农药用量40万吨，增收节支社会经济效益450亿元。
郭三堆和他的抗虫棉
一、基因工程及其诞生与发展
1．基因工程概念的理解 (下面内容笔记到书P70 上面）
(1)操作场所：_______________。
(2)操作技术：____________等技术，又叫重组DNA技术。
(3)操作结果：赋予生物新的_____________，创造出更符合人们需要的
新的_____________和生物产品。
(4)操作水平：_____________水平。
(5)原理： 。
生物体外
转基因
遗传特性
生物类型
DNA分子
基因重组（广义）
2．基因工程的诞生和发展 （书本68--69，课后拓展阅读）
基因工程
在培育转基因抗虫棉时，首先要在体外对含有需要基因的DNA分子进行“切割”、改造和“拼接”；然后将重组DNA分子导入到棉花的细胞中，并使其在细胞中表达。实现这一精确的操作过程至少需要三种”分子工具“
“分子运输车“ ”分子手术刀“ “分子缝合针”
二、DNA重组技术的基本工具
（一）限制性内切核酸酶(又称限制酶)——“分子手术刀”
阅读书本P71 思考以下问题。
1、限制酶的主要来源？这些生物存在限制酶的作用是什么？
2、限制酶有什么作用？作用特点是？
3、粘性末端和平末端如何理解区分？
原核生物易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶可以将外源DNA切割掉，使之失效。
二、DNA重组技术的基本工具
（一）．限制性内切核酸酶(又称限制酶)——“分子手术刀”
(1)来源：主要来自_____________。
原核生物
(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定 ______________，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的______________断开。
核苷酸序列
磷酸二酯键
磷酸二酯键
①已知限制酶EcoR Ⅰ识别的_____________和_____________为G↓AATTC，产生______________。
碱基序列
酶切位点
中心轴线
黏性末端
黏性末端
②已知限制酶Sma Ⅰ识别的_____________和_____________为CCC↓GGG，产生________。
碱基序列
酶切位点
平末端
中心轴线
平末端
（5）EcoR Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶识别的________________不同，切割位点___________，说明限制酶具有___________。
碱基序列
不同
专一性
EcoR Ⅰ限制酶的名字是怎么来的？
平末端
黏性末端
想一想：什么情况下产生的是平末端？粘性末端？
（二）DNA连接酶—“分子缝合针”
阅读书本P72 思考以下问题。
1、DNA连接酶的作用？两类异同点？
2、几种与核酸有关的酶笔记。
（二）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
种类比较 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
来源
特点
大肠杆菌
T4噬菌体
只能连接黏性末端
既可以连接黏性末端，又可以连接平末端
磷酸二酯键
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
记忆：几种酶的作用（笔记到书本P72 左侧）
DNA聚合酶
限制酶
RNA聚合酶
DNA水解酶
解旋酶
DNA连接酶
使特定部位的磷酸二酯键断裂，用于提取目的基因和切割载体
在两个DNA片段之间重新形成磷酸二酯键，用于目的基因和载体的连接。
DNA复制时，催化单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA单链上
转录时解旋，催化单个核糖核苷酸连接到成RNA链上
水解DNA（初步水解、彻底水解）
DNA复制前，解旋断开氢键
（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)常用载体：________，它是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，具有自我复制能力的很小的__________________分子。
(2)其他载体：__________、______________等。
质粒
双链环状DNA
噬菌体
动植物病毒
1．种类（书本标记，注意关键词着重标记）
与质粒一样，将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞
将外源基因导入动物或植物细胞
(4)无毒害作用：对_____________无毒害作用，否则____________将受到损
伤甚至死亡。（补充到书P72 下）
说明：一般来说，天然载体不能同时满足所有条件，要对其进行人工改造才可以使用。
(3)具有标记基因：具有特殊的标记基因，供重组DNA的______________。
鉴定和选择
受体细胞
受体细胞
基因进入受体细胞的载体---构建
(1)有切割位点：有一个至多个___________________，供外源基因插入。
2．具备条件（书本标记序号），紫色的标题做笔记在书P72 下面
(2)能自我复制：能够在_____________中进行自我复制，或整合到染色体
DNA上，随染色体DNA进行同步复制。
受体细胞
限制酶切割位点
（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
即时练习1
作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( )
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的
目的基因
B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D．对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
A
便于目的基因的插入，而不是表达
便于重组DNA的筛选
以便宿主细胞能进行正常的生命活动
练习2：书本P74 概念检测
思考讨论----重组DNA分子
含目的基因的DNA
运载体
--质粒
重组DNA技术模拟
练习：书本P74 拓展应用2
书本P74 拓展应用2
XbaⅠ，因为与SpeⅠ切割产生了相同的粘性末端
识别不同的核苷酸系序列，但能切割产生相同的粘性末端的限制酶被称为同尾酶。如果目的基因的核苷酸序列中恰好有某限制酶的识别序列，那么就可以考虑用同尾酶(目的基因的核苷酸序列中没有它识别的序列）来获取目的基因。
五．探究与实践
DNA 的粗提取与鉴定---实验原理书本重点标记
粗提取原理
鉴定试剂，注意要加热
DNA也溶于水中。蛋白质在NaCL溶液析出
使DNA从细胞核中释放出来
不使用滤纸，否则DNA会吸附在滤纸上
含有DNA、RNA、蛋白质、脂质、糖类等
步骤：研磨、过滤
步骤：DNA析出（酒精析出DNA）
每一根丝都是许多DNA聚集
避免破坏断裂DNA
蛋白质溶解于酒精中，DNA析出
家庭小实验---粗提取香蕉中的DNA
3.结果分析与评价
1.你提出白色丝状物或沉淀物了吗 用二苯胺试剂鉴定的结果如何
观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功;如果不呈现蓝色，可能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。
2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗
可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。
《学法大视野》P73 自学检测 应用提升 P74 课堂达标