《高中生物 探究導(dǎo)學(xué)課型 專題1 基因工程 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具同課異構(gòu)課件 新人教版選修3.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物 探究導(dǎo)學(xué)課型 專題1 基因工程 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具同課異構(gòu)課件 新人教版選修3.ppt（39頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題1基因工程1 1DNA重組技術(shù)的基本工具 探究1基因工程的概念 理論基礎(chǔ)及技術(shù)支持 研讀教材 自主認(rèn)知 1 基因工程的概念 1 技術(shù) 和 等技術(shù) 2 目的 創(chuàng)造出更符合人們需要的 和生物產(chǎn)品 3 設(shè)計(jì)和施工水平 體外DNA重組 轉(zhuǎn)基因 新的生物類型 DNA分子水平 2 基因工程的理論基礎(chǔ)及技術(shù)支持 連線 合作探究 核心歸納 1 基因工程概念的理解 1 基因工程操作導(dǎo)致的基因重組與有性生殖中的基因重組的主要區(qū)別是什么 提示 有性生殖中的基因重組是隨機(jī)的 并且只能在同一物種間進(jìn)行 基因工程可以在不同物種間進(jìn)行重組 并且方向性強(qiáng) 可以定向地改變生物的性狀 2 基因工程中的DNA重組過程在哪里進(jìn)行操作 屬于哪一水平 提示 在體外進(jìn)行 屬于DNA分子水平 2 基因工程理論基礎(chǔ) 1 不同生物的DNA分子能拼接起來的原因是什么 提示 DNA分子的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸 雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) 所有生物DNA堿基對(duì)均遵循嚴(yán)格的 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 2 外源基因能夠在受體內(nèi)表達(dá) 并使受體表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀 為什么 提示 基因是控制生物體性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位 具有相對(duì)獨(dú)立性 遺傳信息的傳遞都遵循中心法則 生物界共用一套遺傳密碼 過關(guān)小練 即時(shí)應(yīng)用 1 科學(xué)家們經(jīng)過多年努力 創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù) 基因工程 實(shí)施該工程的最終目的是 A 定向提取生物體的DNA分子B 定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行 剪切 C 在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D 定向地改造生物的遺傳性狀 解析 選D 基因工程能按照人們的意愿通過相關(guān)技術(shù)操作賦予生物以新的遺傳特性 2 2015 南通高一檢測(cè) 某科研小組將人的生長(zhǎng)抑制素釋放因子的基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌 并獲得表達(dá) 此文中的 表達(dá) 是指該基因在大腸桿菌內(nèi) A 能進(jìn)行DNA復(fù)制B 能傳遞給細(xì)菌后代C 能合成生長(zhǎng)抑制素釋放因子D 能合成人的生長(zhǎng)激素 解析 選C 基因的表達(dá)就是基因通過轉(zhuǎn)錄 翻譯合成基因決定的蛋白質(zhì) 從而使生物體表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀 探究2基因工程操作的兩種工具酶 研讀教材 自主認(rèn)知 1 限制性核酸內(nèi)切酶 分子手術(shù)刀 原核生物 4000 特定核苷酸序列 特定部位 磷酸二酯鍵 黏性末端 2 DNA連接酶 分子縫合針 1 作用 縫合雙鏈DNA片段 恢復(fù)兩個(gè)核苷酸之間的 2 種類 連線 磷酸二酯鍵 小判斷 1 基因工程中限制酶的作用是識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列 并切割DNA雙鏈 分析 限制酶能夠識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列 并在特定位點(diǎn)切割DNA分子 2 限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列只能是GAATTC 分析 限制性核酸內(nèi)切酶的種類有數(shù)千種 不同的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別和切割特定的核苷酸序列 3 用限制性核酸內(nèi)切酶可以切割煙草花葉病毒的核酸 分析 煙草花葉病毒的核酸是RNA 而限制性核酸內(nèi)切酶切割的是DNA 4 DNA連接酶只能連接兩個(gè)末端具有互補(bǔ)堿基的DNA分子片段 分析 DNA連接酶既能連接具有互補(bǔ)堿基的黏性末端 也能連接沒有互補(bǔ)堿基的平末端 合作探究 核心歸納 1 限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn) 分析下圖 回答問題 1 限制性核酸內(nèi)切酶的 限制性 表現(xiàn)在什么地方 請(qǐng)舉例說明 提示 表現(xiàn)在兩方面 限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別DNA分子上特定的脫氧核苷酸序列 只能在識(shí)別序列上特定的兩個(gè)脫氧核苷酸之間進(jìn)行切割 如EcoR 只能識(shí)別GAATTC序列 且只切割G A之間的磷酸二酯鍵 2 在切割含目的基因的DNA分子時(shí)限制性核酸內(nèi)切酶要切割幾個(gè)磷酸二酯鍵 為什么 提示 4個(gè) DNA分子為雙鏈 且目的基因兩端均含有限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn) 3 所有的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的脫氧核苷酸序列 切割位點(diǎn)相同嗎 為什么 提示 不相同 限制性核酸內(nèi)切酶是一類酶而不是一種酶 不同種類的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的序列和切割的位點(diǎn)不同 這與酶的專一性有關(guān) 2 DNA連接酶的作用及特點(diǎn) 1 DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶的作用是否相同 作用部位呢 提示 作用不同 但是作用部位相同 限制性核酸內(nèi)切酶是斷裂磷酸二酯鍵 形成DNA片段 DNA連接酶是形成磷酸二酯鍵 連接DNA片段 2 DNA連接酶和DNA聚合酶均能形成磷酸二酯鍵 二者的作用對(duì)象相同嗎 為什么 提示 不相同 DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來 而DNA聚合酶是將單個(gè)的脫氧核苷酸加到已有的DNA片段上 歸納總結(jié) DNA連接酶和DNA聚合酶的異同點(diǎn) 過關(guān)小練 即時(shí)應(yīng)用 1 2015 黃岡高二檢測(cè) 如下圖所示 兩個(gè)核酸片段在適宜條件下 經(jīng)X酶的催化作用 發(fā)生下述變化 則X酶是 A DNA連接酶B RNA聚合酶C DNA聚合酶D 限制性核酸內(nèi)切酶 解題指南 解答本題需理解以下兩點(diǎn) 1 正確區(qū)分限制性核酸內(nèi)切酶與DNA連接酶的作用特點(diǎn) 2 正確區(qū)分DNA聚合酶和RNA聚合酶的作用 解析 選A DNA連接酶的作用是將兩個(gè)黏性末端連接在一起 RNA聚合酶是在RNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄過程中 把核糖核苷酸連接在一起 DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過程中催化脫氧核苷酸的聚合反應(yīng) 限制性核酸內(nèi)切酶是識(shí)別和切割DNA分子內(nèi)的特定核苷酸序列 切割結(jié)果得到黏性末端或平末端 互動(dòng)探究 1 若上題中的圖改為下圖 則X酶應(yīng)對(duì)應(yīng)哪個(gè)選項(xiàng) 提示 D項(xiàng) 將一個(gè)DNA分子切割成兩部分 這是限制性核酸內(nèi)切酶的作用 2 根據(jù)圖中的片段 寫出對(duì)應(yīng)的限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別怎樣的序列 提示 所識(shí)別的堿基序列為GAATTC 2 2015 菏澤高二檢測(cè) 下列關(guān)于DNA連接酶和DNA聚合酶的敘述中 正確的是 A 兩者催化同一種化學(xué)鍵的形成B 兩者催化同一種化學(xué)鍵的斷裂C 兩者都參與目的基因與載體的結(jié)合D 兩者都參與遺傳信息的表達(dá) 解題指南 解答本題關(guān)鍵的兩點(diǎn) 1 明確兩種酶都是連接形成磷酸二酯鍵 2 兩種酶的作用對(duì)象不同 一種作用于DNA片段 一種作用于單個(gè)的脫氧核苷酸 解析 選A DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵 在基因工程中目的基因和載體是兩個(gè)DNA片段 要用DNA連接酶連接 兩者都不參與遺傳信息表達(dá)中的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程 補(bǔ)償訓(xùn)練 下列有關(guān)基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶的描述 不正確的是 A 一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列B 限制性核酸內(nèi)切酶的活性受溫度影響C 限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別和切割RNAD 限制性核酸內(nèi)切酶可從原核生物中提取 解題指南 解答本題關(guān)鍵點(diǎn)有兩個(gè) 1 限制性核酸內(nèi)切酶活性受溫度和pH的影響 2 限制性核酸內(nèi)切酶切割的是DNA分子 解析 選C 原核生物體內(nèi)有能識(shí)別并切割特定雙鏈DNA序列的一種核酸內(nèi)切酶 它是一種可以將外來的DNA切斷的酶 即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力 但對(duì)自己的DNA卻無損害作用 這樣可以保護(hù)細(xì)胞原有的遺傳信息 由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的 故叫限制性核酸內(nèi)切酶 簡(jiǎn)稱限制酶 限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列并在特定位點(diǎn)切割DNA分子 不能識(shí)別和切割RNA分子 酶活性受溫度影響 探究3基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 研讀教材 自主認(rèn)知 3 作用結(jié)果 攜帶 進(jìn)入受體細(xì)胞 環(huán)狀DNA 噬菌體 限制酶切割位點(diǎn) 標(biāo)記基因 自我復(fù)制 外源基因 合作探究 核心歸納 1 載體的本質(zhì)和作用 1 將外源基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞可行嗎 為什么 提示 不可行 直接把外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞 外源基因在細(xì)胞內(nèi)不能進(jìn)行復(fù)制 轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定保存 2 質(zhì)粒作為目的基因的載體 其本質(zhì)是什么 它的存在具有什么特點(diǎn) 提示 質(zhì)粒本質(zhì)是DNA 是裸露的 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 獨(dú)立于細(xì)菌擬核之外的很小的環(huán)狀DNA分子 2 載體的組成 分析質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)模式圖 回答下列問題 1 質(zhì)粒上抗生素抗性基因有什么作用 提示 作為標(biāo)記基因 供重組DNA的鑒定和選擇 2 作為基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 要求必須對(duì)受體細(xì)胞無害 為什么 提示 載體如果對(duì)受體細(xì)胞有害 其一旦被導(dǎo)入受體細(xì)胞 就會(huì)影響受體細(xì)胞的生命活動(dòng) 甚至破壞受體的生命活動(dòng) 3 為使外源基因插入質(zhì)粒中 質(zhì)粒需具備什么條件 提示 質(zhì)粒應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn) 供外源基因插入其中 精講精析 天然的質(zhì)粒DNA分子一般不能直接用作基因工程的載體 需要進(jìn)行改造才能使用 歸納總結(jié) 作為載體必須具備的四個(gè)條件 1 必須有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn) 2 必須具備自我復(fù)制的能力 3 必須有標(biāo)記基因 4 必須是安全的 不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害 或不能進(jìn)入受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中 過關(guān)小練 即時(shí)應(yīng)用 1 下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述 正確的是 A 質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子B 質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器C 質(zhì)粒攜帶了外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞后 只能停留在該細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立復(fù)制D 在進(jìn)行基因工程操作中 被用作載體的質(zhì)粒都是天然質(zhì)粒 解題指南 解答本題注意以下關(guān)鍵點(diǎn) 1 質(zhì)粒主要來源于細(xì)菌 是獨(dú)立于擬核之外的小型環(huán)狀DNA 2 質(zhì)粒作為常用的載體 具備作為載體需要的條件 解析 選A 質(zhì)粒是一種可以自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子 但不是細(xì)胞器 主要存在于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi) 有些質(zhì)?？梢詫⑺鼣y帶的基因整合到受體細(xì)胞染色體DNA上 在基因工程中被用作載體的質(zhì)粒都是經(jīng)過加工的 2 2015 廣州高二檢測(cè) 下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn) 圖1 圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的切割位點(diǎn) 下列說法正確的是 A 一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma 切割前后 分別含有1 2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B 若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造 插入的Sma 酶切位點(diǎn)越多 質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越低C 與只使用EcoR 相比較 使用BamH 和Hind 兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒和外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止質(zhì)粒和含目的基因的DNA自身環(huán)化D 為了獲取重組質(zhì)粒 將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合 需加入DNA聚合酶 解題指南 仔細(xì)辨析不同限制酶的識(shí)別序列 并分析這些序列在質(zhì)粒和外源DNA上的位置 分析切割可能帶來的各種因素 明確DNA自身環(huán)化的原因 解析 選C 該質(zhì)粒為環(huán)狀DNA 經(jīng)Sma 切割前 不含有游離的磷酸基團(tuán) 經(jīng)Sma 切割后形成平末端 含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán) 故A項(xiàng)錯(cuò)誤 Sma 識(shí)別的是CCCGGG序列 在C與G之間切割 Sma 酶切位點(diǎn)越多 也就是C G堿基對(duì)越多 質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越高 故B項(xiàng)錯(cuò)誤 用同一種限制酶處理質(zhì)粒和外源DNA 在用DNA連接酶連接時(shí) 往往會(huì)有三種連接形式 即目的基因 質(zhì)粒 目的基因 目的基因 環(huán)化 質(zhì)粒 質(zhì)粒 環(huán)化 后兩種是我們不需要的 因而要進(jìn)行篩選 用兩種限制酶處理質(zhì)粒和外源DNA 因形成的末端不同 可避免上述情況的發(fā)生 故C正確 連接質(zhì)粒與目的基因的工具酶是DNA連接酶 故D錯(cuò)誤 互動(dòng)探究 本題中不能用EcoR 和BamH 或EcoR 和Hind 2種限制酶分別處理質(zhì)粒和外源DNA 為什么 提示 如用EcoR 和BamH 2種限制酶處理或用EcoR 和Hind 2種限制酶處理外源DNA可得到多個(gè)DNA片段 其中還有不含有目的基因的 需要進(jìn)行篩選 補(bǔ)償訓(xùn)練 下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常用來運(yùn)載目的基因的載體 A 細(xì)菌質(zhì)粒B 噬菌體C 動(dòng)植物病毒D 細(xì)菌核區(qū)的DNA 解析 選D 基因工程中常用的載體為細(xì)菌質(zhì)粒 噬菌體 動(dòng)植物病毒 細(xì)菌核區(qū)DNA分子太大 并且含有太多基因 不宜用作載體