3.1重组DNA技术的基本工具课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3(共22张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.1重组DNA技术的基本工具课件2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3(共22张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-10-08 18:08:39 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
3.1 重组DNA技术的基本工具
新教材 人教版 选择性必修三
1 已知EcoRⅠ的识别序列和切点是—G↓AATTC—，BamHⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—
EcoRⅠ
BamHⅠ
①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；【解析：酶具有专一性，识别的序列不同】
二.能力提升
1 已知BamHⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，Sau3AⅠ的识别序列和切点是—↓GATC—
BamHⅠ
Sau3AⅠ
①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,(也有可能切割出相同的黏性末端，可以相互配对连接成链）
总结：产生相同的黏性末端不一定都是用同一种限制酶切割
二.能力提升
1 已知BamHⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，Sau3AⅠ的识别序列和切点是—↓GATC—
BamHⅠ
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连接
Sau3AⅠ
总结：两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端
二.能力提升
【例1】在基因工程中，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—。根据下图示判断下列操作错误的是( )
A.质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
B.用限制酶切割获得目的基因时，有四个磷酸二酯键被水解,产生4个游离的磷酸基团
C.限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割后获得的黏性末端相同
D.质粒中标记基因便于筛选出目的基因已经表达的细胞
E.用酶I和酶II形成相同的黏性末端，且用DNA连接酶连接的重组DNA还能用上面两种酶切割
DE
一.重组DNA技术的基本工具
【例2】某线性DNA分子含有3000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法正确的是( )
a酶切割产物(bp) b酶再次切割产物(bp)
1600；1100；300 800；300
A.在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个
B.a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接
C.a酶与b酶切断的化学键不相同
D.用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，
D
－AGATCC－
－TCTAGG－
序列会明显增多
一.重组DNA技术的基本工具
【例1】①用图1中的质粒和图2中的外源DNA构建重组
质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是
。
②获取目的基因和切割载体时, 通常使用同种限制酶,目的
是 。
法缺点是容易发生 。
为了避免上述情况发生，可采取的措施是 。
SmaⅠ会破坏质粒中的目的基因以及破坏目的基因
一.重组DNA技术的基本工具
为了产生相同的黏性末端，便于连接
目的基因、质粒的自身环化以及目的基因
与质粒反向连接
题型二：双酶切
分别使用两种限制酶去
切割目的基因和运载体
复习提问：
1.判断：①重组DNA技术的工具酶有限制酶，DNA连接酶，载体②DNA连接酶只能催化特定序列的DNA片段连接形成氢键。
2.限制酶的功能，作用化学键，作用结果；DNA连接酶的功能，作用的化学键，类型。
3.DNA连接酶和DNA聚合酶的异同
4.载体的类型，需要具备的条件。
5.标记基因举例，作用，复制原点作用。
6.（大本57页）有关基因工程的叙述正确的是
A．限制酶只在获得目的基因时才用
B．重组质粒的形成是在细胞内完成的
C．在所有的质粒上总能找到一个或多个限制酶的切割位点
D．DNA连接酶和DNA聚合酶催化反应时都有水生成。
思考：如图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线
用图2中的人乳铁蛋白目的基因和图1所示的质粒构建重组质粒时，选用的限制酶是
（从“EcoRⅠ”、“BamHⅠ/HindⅢ”、“SmaⅠ/HindⅢ”中选择）．不能选择其他限制酶的理由分别是：
。
BamHⅠ/HindⅢ
若选EcoRⅠ会破坏质粒的复制原点以及目的基因与质粒反向连接；若选SmaⅠ/HindⅢ，则构建的重组质粒没有标记基因
一.重组DNA技术的基本工具
题型二：双酶切
（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是___________________；并且___________和______________________的细胞也是不能区分的，其原因是____________________________________________________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有_____的固体培养基,原因是_____________。
例3：（2016全国I卷）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到 其中会导致相应的基因失活。Ampr表示氨苄青霉素抗性基因， Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物导入大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被导入，有的被导入。被导入的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长
含有质粒载体
含有插入了目的基因的重组质粒
二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长
四环素
二.能力提升
题型三：重组质粒的筛选
1.（大本57页）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_________________
2.基因工程能够成功的理论基础：
，
。
①不同生物的遗传物质（基因）具有相同的化学组成和空间结构
拼接成功的基础
②生物界共同一套遗传密码
表达成功的基础
非编码区
非编码区
启动子：RNA聚合酶的识别和结合位点 开始转录
编码区
（1）原核生物基因
终止子：终止转录
非编码区
组成：编码区上游与编码区下游
功能：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达
启动子：RNA聚合酶结合位点 转录起始的信号
终止子：终止RNA的合成
编码区：编码蛋白质的合成
一.目的基因的筛选与获取
2.基因的结构
科学工作者分离得到了某原核生物基因，并将其解离成两条单链。现让其中一条链与由该基因转录而来的信使RNA杂交配对，结果如图所示。
非编码区
非编码区
编码区
信使RNA
基因的一条链
Ａ
Ｂ
Ｃ
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
（1）原核生物基因
非编码区
非编码区
编码区
与RNA聚合酶结合位点
外显子
内含子
1
2
3
4
5
加 工
mRNA前体
成熟mRNA
不能编码蛋白质的序列=内含子+非编码区序列
编码序列=外显子
1
2
3
4
5
启动子
终止子
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
（2）真核生物基因
转 录
成熟信使RNA
对应基因的一条链
编码区
非编码区
非编码区
Ａ
Ｂ
Ｃ
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
（2）真核生物基因
【思考1】从基因组文库中获得的胰岛素基因（含内含子），若以大肠杆菌作为受体细胞却未得到对应的胰岛素，其原因可能是 。
胰岛素基因含内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出胰岛素
原核细胞 真核细胞
不同点 编码区是_____的 编码区是间隔的、_____的
相同点 都由能够编码蛋白质的________和具有调控作用的________区组成的
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
（2）编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？
连续
不连续
编码区
非编码
（1）非编码序列：
包括非编码区和内含子
【思考2】
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
1、概念：
2、场所：
3、时期：
4、条件
5、复制过程：
6、复制特点
7、准确复制原因
8、复制的生物学意义：
间期
模板：
原料：
能量：
酶：
DNA的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
①DNA双链提供精确的模板
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
解旋→合成互补子链→形成子代DNA
②碱基互补配对原则
三、DNA分子复制的过程
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
保持了遗传信息的连续性
知识拓展
复制n代后，DNA分子数有 个
含有15N的DNA分子有 个
含有14N的DNA分子有 个
有含14N的脱氧核苷酸链有 条
亲代DNA中共A有M个占整个DNA的碱基比例为P，问该DNA复制n次，需要多少游离的胞嘧啶脱氧核苷酸？
2n
2
2n
2n+1-2
1、概念：
2、场所：
3、时期：
4、条件
5、复制过程：
6、复制特点
7、准确复制原因
8、复制的生物学意义：
有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
模板：
原料：
能量：
酶：
DNA的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
①DNA双链提供精确的模板
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
解旋→合成互补子链→形成子代DNA
②碱基互补配对原则
三、DNA分子复制的过程（P55-P56）
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
保持了遗传信息的连续性
知识拓展
复制n代后，DNA分子数有 个
含有15N的DNA分子有 个
含有14N的DNA分子有 个
2n
2
2n
3.1 重组DNA技术的基本工具
新教材 人教版 选择性必修三
1 已知EcoRⅠ的识别序列和切点是—G↓AATTC—，BamHⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—
EcoRⅠ
BamHⅠ
①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；【解析：酶具有专一性，识别的序列不同】
二.能力提升
1 已知BamHⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，Sau3AⅠ的识别序列和切点是—↓GATC—
BamHⅠ
Sau3AⅠ
①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,(也有可能切割出相同的黏性末端，可以相互配对连接成链）
总结：产生相同的黏性末端不一定都是用同一种限制酶切割
二.能力提升
1 已知BamHⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，Sau3AⅠ的识别序列和切点是—↓GATC—
BamHⅠ
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连接
Sau3AⅠ
总结：两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端
二.能力提升
【例1】在基因工程中，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—。根据下图示判断下列操作错误的是( )
A.质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
B.用限制酶切割获得目的基因时，有四个磷酸二酯键被水解,产生4个游离的磷酸基团
C.限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割后获得的黏性末端相同
D.质粒中标记基因便于筛选出目的基因已经表达的细胞
E.用酶I和酶II形成相同的黏性末端，且用DNA连接酶连接的重组DNA还能用上面两种酶切割
DE
一.重组DNA技术的基本工具
【例2】某线性DNA分子含有3000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法正确的是( )
a酶切割产物(bp) b酶再次切割产物(bp)
1600；1100；300 800；300
A.在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个
B.a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接
C.a酶与b酶切断的化学键不相同
D.用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，
D
－AGATCC－
－TCTAGG－
序列会明显增多
一.重组DNA技术的基本工具
【例1】①用图1中的质粒和图2中的外源DNA构建重组
质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是
。
②获取目的基因和切割载体时, 通常使用同种限制酶,目的
是 。
法缺点是容易发生 。
为了避免上述情况发生，可采取的措施是 。
SmaⅠ会破坏质粒中的目的基因以及破坏目的基因
一.重组DNA技术的基本工具
为了产生相同的黏性末端，便于连接
目的基因、质粒的自身环化以及目的基因
与质粒反向连接
题型二：双酶切
分别使用两种限制酶去
切割目的基因和运载体
复习提问：
1.判断：①重组DNA技术的工具酶有限制酶，DNA连接酶，载体②DNA连接酶只能催化特定序列的DNA片段连接形成氢键。
2.限制酶的功能，作用化学键，作用结果；DNA连接酶的功能，作用的化学键，类型。
3.DNA连接酶和DNA聚合酶的异同
4.载体的类型，需要具备的条件。
5.标记基因举例，作用，复制原点作用。
6.（大本57页）有关基因工程的叙述正确的是
A．限制酶只在获得目的基因时才用
B．重组质粒的形成是在细胞内完成的
C．在所有的质粒上总能找到一个或多个限制酶的切割位点
D．DNA连接酶和DNA聚合酶催化反应时都有水生成。
思考：如图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线
用图2中的人乳铁蛋白目的基因和图1所示的质粒构建重组质粒时，选用的限制酶是
（从“EcoRⅠ”、“BamHⅠ/HindⅢ”、“SmaⅠ/HindⅢ”中选择）．不能选择其他限制酶的理由分别是：
。
BamHⅠ/HindⅢ
若选EcoRⅠ会破坏质粒的复制原点以及目的基因与质粒反向连接；若选SmaⅠ/HindⅢ，则构建的重组质粒没有标记基因
一.重组DNA技术的基本工具
题型二：双酶切
（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是___________________；并且___________和______________________的细胞也是不能区分的，其原因是____________________________________________________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有_____的固体培养基,原因是_____________。
例3：（2016全国I卷）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到 其中会导致相应的基因失活。Ampr表示氨苄青霉素抗性基因， Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物导入大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被导入，有的被导入。被导入的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长
含有质粒载体
含有插入了目的基因的重组质粒
二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长
四环素
二.能力提升
题型三：重组质粒的筛选
1.（大本57页）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_________________
2.基因工程能够成功的理论基础：
，
。
①不同生物的遗传物质（基因）具有相同的化学组成和空间结构
拼接成功的基础
②生物界共同一套遗传密码
表达成功的基础
非编码区
非编码区
启动子：RNA聚合酶的识别和结合位点 开始转录
编码区
（1）原核生物基因
终止子：终止转录
非编码区
组成：编码区上游与编码区下游
功能：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达
启动子：RNA聚合酶结合位点 转录起始的信号
终止子：终止RNA的合成
编码区：编码蛋白质的合成
一.目的基因的筛选与获取
2.基因的结构
科学工作者分离得到了某原核生物基因，并将其解离成两条单链。现让其中一条链与由该基因转录而来的信使RNA杂交配对，结果如图所示。
非编码区
非编码区
编码区
信使RNA
基因的一条链
Ａ
Ｂ
Ｃ
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
（1）原核生物基因
非编码区
非编码区
编码区
与RNA聚合酶结合位点
外显子
内含子
1
2
3
4
5
加 工
mRNA前体
成熟mRNA
不能编码蛋白质的序列=内含子+非编码区序列
编码序列=外显子
1
2
3
4
5
启动子
终止子
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
（2）真核生物基因
转 录
成熟信使RNA
对应基因的一条链
编码区
非编码区
非编码区
Ａ
Ｂ
Ｃ
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
（2）真核生物基因
【思考1】从基因组文库中获得的胰岛素基因（含内含子），若以大肠杆菌作为受体细胞却未得到对应的胰岛素，其原因可能是 。
胰岛素基因含内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出胰岛素
原核细胞 真核细胞
不同点 编码区是_____的 编码区是间隔的、_____的
相同点 都由能够编码蛋白质的________和具有调控作用的________区组成的
原核细胞与真核细胞的基因结构比较
（2）编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？
连续
不连续
编码区
非编码
（1）非编码序列：
包括非编码区和内含子
【思考2】
一.目的基因的筛选与获取
1.目的基因
1、概念：
2、场所：
3、时期：
4、条件
5、复制过程：
6、复制特点
7、准确复制原因
8、复制的生物学意义：
间期
模板：
原料：
能量：
酶：
DNA的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
①DNA双链提供精确的模板
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
解旋→合成互补子链→形成子代DNA
②碱基互补配对原则
三、DNA分子复制的过程
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
保持了遗传信息的连续性
知识拓展
复制n代后，DNA分子数有 个
含有15N的DNA分子有 个
含有14N的DNA分子有 个
有含14N的脱氧核苷酸链有 条
亲代DNA中共A有M个占整个DNA的碱基比例为P，问该DNA复制n次，需要多少游离的胞嘧啶脱氧核苷酸？
2n
2
2n
2n+1-2
1、概念：
2、场所：
3、时期：
4、条件
5、复制过程：
6、复制特点
7、准确复制原因
8、复制的生物学意义：
有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
模板：
原料：
能量：
酶：
DNA的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
①DNA双链提供精确的模板
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
解旋→合成互补子链→形成子代DNA
②碱基互补配对原则
三、DNA分子复制的过程（P55-P56）
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
保持了遗传信息的连续性
知识拓展
复制n代后，DNA分子数有 个
含有15N的DNA分子有 个
含有14N的DNA分子有 个
2n
2
2n