DNA重组技术的基本工具非常好实用教案

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1、11DNA重组(zhn z)技术的基本工具第1页/共44页第一页，共45页。学习导航1.了解限制酶及DNA连接酶的来源。2.掌握限制酶及DNA连接酶的作用。 难点3.理解(lji)载体需具备的条件。 重点第2页/共44页第二页，共45页。新知初探思维启动新知初探思维启动一、基因工程(jyn gngchng)基因工程的别名基因工程的别名_操作环境操作环境生物体外生物体外操作对象操作对象_操作水平操作水平_结果结果_DNA重组重组(zhn z)技术技术基因基因(jyn)DNA分子水平分子水平新的生物类型和生物产品新的生物类型和生物产品第3页/共44页第三页，共45页。想一想1从结构上分析，为什么不

2、同(b tn)生物的DNA能够重组？【提示】(1)基本单位相同。(2)空间结构相同。第4页/共44页第四页，共45页。二、限制性核酸内切酶“分子手术刀”1.来源：主要来自于_。2.特点(1)识别双链DNA分子的某种_序列;(2)使 每 一 条 链 中 特 定 部 位 的 两 个 (lin )核苷酸之间的_断开。原核原核(yun h)生物生物特定特定(tdng)核苷酸核苷酸磷酸二酯键磷酸二酯键第5页/共44页第五页，共45页。3.作用结果(1)黏 性 末 端 ： 在 所 识 别 序 列 (xli)的_将DNA的两条链分别切开时形成的末端。(2)平 末 端 ： 在 所 识 别 序 列 (xli)的

3、_处切开时形成的末端。中心轴线中心轴线(zhu xin)两侧两侧中心中心(zhngxn)轴线轴线第6页/共44页第六页，共45页。想一想2限制性核酸内切酶的作用特点体现了酶的哪种特性？【提示】 限制性核酸内切酶只能(zh nn)识别特定的核苷酸序列，并且只能(zh nn)在特定部位切割，这说明了酶具有专一性。第7页/共44页第七页，共45页。三、DNA连接酶“分子缝合(fngh)针”1.种类大肠杆菌大肠杆菌(d chn n jn)黏性黏性T4噬菌体噬菌体平平第8页/共44页第八页，共45页。2.作用：将切下的DNA片段“缝合”，恢复被限制酶切开的_，拼接成新的DNA分子(fnz)。四、基因进入

4、受体细胞的载体“分子(fnz)运输车”1.种类：质粒、_的衍生物、动植物病毒等。磷酸二酯键磷酸二酯键噬菌体噬菌体第9页/共44页第九页，共45页。2.适合作为载体的特点(1)有一个至多个_切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中。(2)进入受体细胞后，能够停留在细胞中_，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA同步复制。(3)有 特 殊 的 _基 因 ， 供 重 组(zhn z)DNA的鉴定和选择。限制限制(xinzh)酶酶自我自我(zw)复制复制遗传标记遗传标记第10页/共44页第十页，共45页。要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点一限制(xinzh)性核酸内切酶1.化学本质：蛋白质。2.切

5、割位点：磷酸二酯键。磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键,而限制(xinzh)酶切割的只能是箭头所指处的化学键,因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部。第11页/共44页第十一页，共45页。第12页/共44页第十二页，共45页。3.限制酶切出的黏性末端(m dun)和平末端(m dun)的比较第13页/共44页第十三页，共45页。4.限制性核酸内切酶与DNA解旋酶的比较(1)相同点：都作用于DNA分子中的化学键。(2)不同(b tn)点：两者作用部位不同(b tn)，前者作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而后者作用于两个碱基之间的氢键。第14页/共44页第十四页，共45页。特别提醒(t x

6、ng)黏性末端是指DNA分子在限制酶的作用下形成的具有相同碱基序列而且碱基互补配对的单链延伸末端结构，它们能够通过碱基间的互补配对重新结合，而具有平末端的DNA片段不容易结合。第15页/共44页第十五页，共45页。 限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子(fnz)上特定的核苷酸序列。如图为四种限制酶BamH I，EcoR I，Hind以及Bgl 的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合，其正确的末端序列应该为()例例1第16页/共44页第十六页，共45页。BamH I EcoR Hind Bgl GGATCCGAATTCAA

7、GCTTAGATCTCCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA 第17页/共44页第十七页，共45页。ABamH和EcoR；末端(m dun)互补序列AATTBBamH和Hind；末端(m dun)互补序列GATCCEcoR和Hind;末端(m dun)互补序列AATTDBamH和Bgl;末端(m dun)互补序列GATC第18页/共44页第十八页，共45页。【解析】 A项中BamH酶切出的末端(m dun)序列为GATC，EcoR酶切出的末端(m dun)序列为AATT，两 者 不 互 补 ； B项 Hind酶 切 出 的 末 端(m dun)序列为AGCT，与BamH 酶切出的末端(

8、m dun)序列不互补；同理可推，C项中也不互补，只有D项中才互补。【答案】D第19页/共44页第十九页，共45页。互动探究(1)分析上述(shngsh)不同限制酶具有不同的识别序列，说明限制酶具有什么特点。(2)不同限制酶切割形成的黏性末端能发生黏合吗？借助于什么方式来完成黏合？第20页/共44页第二十页，共45页。【提示】(1)酶具有专一性。(2)可以。前提是不同限制酶切割形成的黏性末端要互补，通过碱基相互配对(pi du)形成氢键的方式来完成黏合。第21页/共44页第二十一页，共45页。要点(yodin)二DNA连接酶1.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合

9、酶相同点相同点催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键不不同同点点模板模板不需要模板不需要模板需要需要DNA的一条链为模板的一条链为模板作用作用对象对象游离的游离的DNA片段片段单个的脱氧核苷酸单个的脱氧核苷酸作用作用结果结果形成完整的形成完整的DNA分子分子形成形成DNA的一条链的一条链用途用途基因工程基因工程DNA复制复制第22页/共44页第二十二页，共45页。2.限制性核酸(h sun)内切酶与DNA连接酶的比较(1)区别作用作用应用应用限制性核限制性核酸内切酶酸内切酶使特定部位的磷使特定部位的磷酸二酯键断裂酸二酯键断裂用于提取目的基用于提取目的基因和切割

10、载体因和切割载体DNA连接连接酶酶在在DNA片段之间片段之间重新形成磷酸二重新形成磷酸二酯键酯键用于基因表达载用于基因表达载体的构建体的构建第23页/共44页第二十三页，共45页。(2)两者的关系(gun x)可表示为：第24页/共44页第二十四页，共45页。 下列(xili)关于DNA连接酶的作用，叙述正确的是()A能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，也能将双链DNA分子的黏性末端之间的氢键进行连接B将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键例例2第25页/共44页第二十五页，共45页。C连接两条DNA链上碱基之间的氢键D 将 断 开 的 两 个 DNA片 段 的 骨 架(g

11、ji)连接起来,重新形成磷酸二酯键【解析】DNA连接酶连接两个DNA片段,以恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，而非氢键。【答案】D第26页/共44页第二十六页，共45页。【探规寻律】几种酶的作用(zuyng)部位限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶作用(zuyng)于部位,DNA解旋酶作用(zuyng)于部位。第27页/共44页第二十七页，共45页。变式训练据下图所示,有关(yugun)酶功能的叙述错误的是()第28页/共44页第二十八页，共45页。A限制性核酸内切酶可以切断a处BDNA聚合酶可以连接a处C解旋酶可以使b处解开DDNA连接酶可以连接c处解析：选D。限制性核酸内切酶切割DNA

12、分子(fnz)时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键，如题图a处。DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟基上，形成磷酸第29页/共44页第二十九页，共45页。二酯键，因此DNA聚合酶可以连接a处。解旋酶能解开碱基对之间的氢键，即使b处解开，DNA连接酶连接的是两个相邻(xin ln)的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖,形成磷酸二酯键,如a处。而图示的c处连接的是同一个脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖。第30页/共44页第三十页，共45页。要点三常用的载体(zit)质粒1.来源：质粒主要存在于细菌、酵母菌等生物中。2.结构：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并且具有自我复制能力的

13、双链环状DNA分子，如下图所示：第31页/共44页第三十一页，共45页。3.标记基因：质粒上有一些特殊的基因，如抗四环素基因、抗氨苄青霉素基因，用于对重组DNA进行鉴定和选择。4.载体(zit)的作用(1)用它作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中去。(2)利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。第32页/共44页第三十二页，共45页。特别提醒(1)主动运输中载体的化学本质是蛋白质，其作用是运输离子、氨基酸、核苷酸等物质进出细胞。(2)基因(jyn)工程中的载体的化学本质是DNA，其作用是携带目的基因(jyn)进入受体细胞。第33页/共44页第三十三页，共45页。 (2012长沙一中高二质检

14、)如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列(xili)问题。例例3第34页/共44页第三十四页，共45页。(1)a代 表 的 物 质 和 质 粒 的 化 学 本 质 相 同(xin tn)，都是_，二者还具有其他共同点，如_，_(写出两条即可)。第35页/共44页第三十五页，共45页。(2)若质粒DNA分子的切割末端为A,TGCGC)，则与之连接的目的基因(jyn)切 割 末 端 应 为 _； 可 使 用_把质粒和目的基因(jyn)连接在一起。(3)氨苄青霉素抗性基因(jyn)在质粒DNA上称为_，其作用是_。第36页/共44页第三十六页，共45页。(4)下列常在基因工程中作为载体的

15、是()A苏云金芽孢杆菌(gnjn)抗虫基因B土壤农杆菌(gnjn)环状RNA分子C大肠杆菌(gnjn)的质粒D动物细胞的染色体第37页/共44页第三十七页，共45页。【解析】质粒是基因工程中最常用的载体,是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子，具有一至多个限制酶切割位点，进入受体细胞后能自主(zzh)复制，具有标记基因便于重组DNA的鉴定与选择。第38页/共44页第三十八页，共45页。【答案】(1)DNA能够自我复制具有遗传效应(2)(3)标记(bioj)基因 供重组DNA的鉴定和选择(4)C第39页/共44页第三十九页，共45页。变式训练质粒

16、是常用的基因(jyn)工程载体。如图是某种天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(标示了部分基因(jyn)及部分限制酶作用位点)，据图分析下列说法正确的是()第40页/共44页第四十页，共45页。A图中的终止子是由三个相邻碱基组成的终止密码B用农杆菌转化法可将该质粒构建的表达(biod)载体导入动物细胞C用限制酶和DNA连接酶改造后的质粒无法被限制酶切割D用限制酶处理能防止该质粒构建的表达(biod)载体引起植物疯长第41页/共44页第四十一页，共45页。知能演练轻巧夺冠知能演练轻巧夺冠第42页/共44页第四十二页，共45页。本部分本部分(b fen)(b fen)内容讲内容讲解结束解结束按ESC键退出(tuch)全屏播放第43页/共44页第四十三页，共45页。谢谢您的观看(gunkn)！第44页/共44页第四十四页，共45页。内容(nirng)总结11DNA重组技术的基本工具。新的生物类型和生物产品。二、限制性核酸内切酶“分子手术刀”。三、DNA连接酶“分子缝合针”。四、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”。1.种类：质粒、_的衍生物、动植物病毒等。CCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA。ABamH和EcoR。末端(m dun)互补序列GATC。要点三常用的载体质粒。谢谢您的观看第四十五页，共45页。