人教版高中生物选修3 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具
文档属性
| 名称 | 人教版高中生物选修3 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 764.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2020-04-17 22:40:11 | ||
图片预览
文档简介
(共32张PPT)
你敢吃这些“转基因”辣椒吗？
新课导入
角似鹿、鼻似狮、目似虎、
唇似牛、爪似鹰、髭似马、鳞似鱼、身似蛇
呼风唤雨
腾云驾雾
专题一 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
教学目标
知识目标
简述DNA重组技术所需三种基本工具及其作用。
认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
能力目标
情感态度与价值观
1、关注基因工程的发展前景。
2、了解国内外科研成果，唤起学习积极性。
重点
难点
教学重难点
DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
基因工程载体需要的条件。
基因工程需要哪些基本工具?
基因工程的“专用工具”
一
“分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
二
“分子缝合针” —— DNA连接酶
三
“分子运输车” ——基因进入受体细胞的载体
主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。
4000种
1、来源：
2、种类：
一、“分子手术刀” —限制性核酸内切酶
3、限制酶切割DNA分子示意图
A
P
C
P
G
P
T
P
A
P
C
P
G
P
T
P
4、限制酶切割的是哪个部位的键?
在特定位点水解磷酸二酯键
一
5、限制酶的作用结果是什么？
形成黏性末端或平末端
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
特点：单链凸出
G//CTTAA
AATTC//G
什么叫黏性末端？
⑴
当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。
特点：没有单链凸出
CCC GGG
GGG CCC
CCC
GGG
GGG
CCC
什么叫平末端？
⑵
DNA连接酶的作用是什么？分为哪两类？DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？
二、“分子缝合针” —— DNA连接酶
G A A T T C
C T T A A G
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
EcolⅠ切割
在脱氧核糖与磷酸基之间形成磷酸二酯键
②从T4噬菌体中分离到： T4连接酶，既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。
①从大肠杆菌中分离得到：EcolⅠDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接。
1、 种类
2、作用部位：
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。
磷酸二酯键（梯子的扶手） 而不是氢键（梯子的踏）
磷酸二酯键的位置
磷酸二酯键
DNA连接酶 DNA聚合酶
对象不同
本质相同
结果不同
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
将两个DNA分子连接起来形成重组DNA分子
将与模板链碱基互补配对的脱氧核苷酸连接起来形成子链
三、“分子运输车”
——基因进入受体细胞的载体
能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体。
1、定义：
质粒分子结构示意图
重组DNA分子＝基因表达载体，一个基因表达载体必须具有目的基因外，还应该有启动子、终止子和标记基因等。
为什么不能将目的基因直接导入受体细胞完成转化呢？
转基因技术的核心是构建重组DNA分子
3、种类：
质粒、噬菌体和动、植物病毒
2、载体具备的条件：
a.能自我复制.
b.有切割位点.
c.有标记基因.
d.对受体细胞无害.
什么是质粒？
存在于细菌以及酵母菌等生物中
细胞染色体外能自主复制的双链环状DNA分子
细菌的质粒比细菌DNA小得多
带有少量基因
常有抗生素抗性基因,使细菌有抗药性
最常用的载体
质粒
质粒作为载体的条件:
能在宿主细胞内复制并稳定的遗传物质
具有多个限制酶切点
具有某些遗传标记基因（标记基因）
质粒与宿主细胞的关系：
质粒的存在对宿主细胞无影响
质粒的复制只能在宿主细胞内完成
质粒的作用：
将外源基因送入受体细胞
常用的质粒：
最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含抗药基因，如四环素的标记基因。
在进行基因工程的实验中，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过的。
课堂小结
基因工程的工具
限制酶
主要存在于原核生物中
具有专一性(识别序列)
切开DNA分子的磷酸二酯键
DNA连接酶
连接磷酸二酯键
种类
E.coliDNA连接酶
T4 DNA连接酶
运载工具
具备的
条件
结构简单,大小适中
能在宿主细胞中自
我复制并稳定存在
具一个多个限制酶切位点
具标记基因
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
课堂练习
1. 以下说法正确的是 （ ）
A. 所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B. 质粒是基因工程中唯一的运载体
C. 运载体必须具备的条件之一是：
具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D. DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键
C
2. 人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
（ ）
B
A. 提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B. 有利于对目的基因是否导入进行检测
C. 增加质粒分子的分子量
D. 便于与外源基因连接
3. 有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A. 基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，
培育生物新品种
B. 重组DNA的形成在细胞内完成
C. 目的基因须由运载体导入受体细胞
D. 质粒都可作为运载体
B D
4. 不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ）
A. 能复制
B. 有多个限制酶切点
C. 具有标记基因
D. 它是环状DNA
D
继续解答……
5.在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“运载体”分别是 ：
限制性内切酶
DNA连接酶
基因进入受体细胞的载体
你敢吃这些“转基因”辣椒吗？
新课导入
角似鹿、鼻似狮、目似虎、
唇似牛、爪似鹰、髭似马、鳞似鱼、身似蛇
呼风唤雨
腾云驾雾
专题一 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
教学目标
知识目标
简述DNA重组技术所需三种基本工具及其作用。
认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
能力目标
情感态度与价值观
1、关注基因工程的发展前景。
2、了解国内外科研成果，唤起学习积极性。
重点
难点
教学重难点
DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
基因工程载体需要的条件。
基因工程需要哪些基本工具?
基因工程的“专用工具”
一
“分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
二
“分子缝合针” —— DNA连接酶
三
“分子运输车” ——基因进入受体细胞的载体
主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。
4000种
1、来源：
2、种类：
一、“分子手术刀” —限制性核酸内切酶
3、限制酶切割DNA分子示意图
A
P
C
P
G
P
T
P
A
P
C
P
G
P
T
P
4、限制酶切割的是哪个部位的键?
在特定位点水解磷酸二酯键
一
5、限制酶的作用结果是什么？
形成黏性末端或平末端
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
特点：单链凸出
G//CTTAA
AATTC//G
什么叫黏性末端？
⑴
当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。
特点：没有单链凸出
CCC GGG
GGG CCC
CCC
GGG
GGG
CCC
什么叫平末端？
⑵
DNA连接酶的作用是什么？分为哪两类？DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？
二、“分子缝合针” —— DNA连接酶
G A A T T C
C T T A A G
G A A T T C
C T T A A G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
A A T T C
G
EcolⅠ切割
在脱氧核糖与磷酸基之间形成磷酸二酯键
②从T4噬菌体中分离到： T4连接酶，既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。
①从大肠杆菌中分离得到：EcolⅠDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接。
1、 种类
2、作用部位：
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。
磷酸二酯键（梯子的扶手） 而不是氢键（梯子的踏）
磷酸二酯键的位置
磷酸二酯键
DNA连接酶 DNA聚合酶
对象不同
本质相同
结果不同
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
将两个DNA分子连接起来形成重组DNA分子
将与模板链碱基互补配对的脱氧核苷酸连接起来形成子链
三、“分子运输车”
——基因进入受体细胞的载体
能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体。
1、定义：
质粒分子结构示意图
重组DNA分子＝基因表达载体，一个基因表达载体必须具有目的基因外，还应该有启动子、终止子和标记基因等。
为什么不能将目的基因直接导入受体细胞完成转化呢？
转基因技术的核心是构建重组DNA分子
3、种类：
质粒、噬菌体和动、植物病毒
2、载体具备的条件：
a.能自我复制.
b.有切割位点.
c.有标记基因.
d.对受体细胞无害.
什么是质粒？
存在于细菌以及酵母菌等生物中
细胞染色体外能自主复制的双链环状DNA分子
细菌的质粒比细菌DNA小得多
带有少量基因
常有抗生素抗性基因,使细菌有抗药性
最常用的载体
质粒
质粒作为载体的条件:
能在宿主细胞内复制并稳定的遗传物质
具有多个限制酶切点
具有某些遗传标记基因（标记基因）
质粒与宿主细胞的关系：
质粒的存在对宿主细胞无影响
质粒的复制只能在宿主细胞内完成
质粒的作用：
将外源基因送入受体细胞
常用的质粒：
最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，其中常含抗药基因，如四环素的标记基因。
在进行基因工程的实验中，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过的。
课堂小结
基因工程的工具
限制酶
主要存在于原核生物中
具有专一性(识别序列)
切开DNA分子的磷酸二酯键
DNA连接酶
连接磷酸二酯键
种类
E.coliDNA连接酶
T4 DNA连接酶
运载工具
具备的
条件
结构简单,大小适中
能在宿主细胞中自
我复制并稳定存在
具一个多个限制酶切位点
具标记基因
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
课堂练习
1. 以下说法正确的是 （ ）
A. 所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B. 质粒是基因工程中唯一的运载体
C. 运载体必须具备的条件之一是：
具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D. DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键
C
2. 人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
（ ）
B
A. 提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B. 有利于对目的基因是否导入进行检测
C. 增加质粒分子的分子量
D. 便于与外源基因连接
3. 有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A. 基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，
培育生物新品种
B. 重组DNA的形成在细胞内完成
C. 目的基因须由运载体导入受体细胞
D. 质粒都可作为运载体
B D
4. 不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ）
A. 能复制
B. 有多个限制酶切点
C. 具有标记基因
D. 它是环状DNA
D
继续解答……
5.在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“运载体”分别是 ：
限制性内切酶
DNA连接酶
基因进入受体细胞的载体