高中生物 专题1 1.1DNA重组技术的基本工具课件 苏教版选修3.ppt

一 基因工程的概念 限制酶 原核生物 特定核苷酸序列 磷酸二酯键 平末端 黏性末端 限制酶 磷酸二磷酯键 大肠杆菌 T4噬菌体 黏性末端 平末端 互补的黏性末端 一 限制性核酸内切酶 限制酶 阅读教材P4 5 分析图1 2 1 3 探究下列问题 1 限制酶切割DNA分子时 其切割部位在哪里 具有怎样的作用特点 提示 1 切割部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯键 2 作用特点 具有专一性 具体表现在两个方面 识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列 切割特定序列中的特定位点 可用于DNA的切割 获取目的基因和切割载体 2 利用限制酶切割得到的是黏性末端或平末端 二者有什么区别 提示 1 黏性末端 是限制酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开形成的 如图所示 2 平末端 是限制酶在识别序列的中心轴线处切开形成的 如图所示 具有黏性末端的DNA片段能够通过互补碱基间的配对重新结合 而具有平末端的DNA片段不容易结合 二 DNA连接酶阅读教材P5并观察分析图1 4 讨论下列问题 1 DNA连接酶的作用目的是什么 作用于哪种化学键 提示 1 作用目的 将切下的黏性末端或平末端重新拼接 缝合 形成新的DNA分子 2 作用的化学键 磷酸二酯键 2 根据图示分析 1 图中a酶 b酶分别是哪种酶 提示 a是限制酶 或限制性核酸内切酶 b是DNA连接酶 2 两种酶在基因工程中有什么作用及应用 提示 三 载体阅读教材P6 观察分析图1 5 探讨下列问题 1 具备什么条件的物质才能充当基因工程的载体 提示 载体必须具备的条件 1 能在受体细胞内稳定保存并大量复制 2 有多个限制酶切割位点 以便与外源基因连接 3 具有某些特殊标记基因 以便进行筛选 当然 载体应对受体细胞无毒害作用 否则受体细胞将受到损伤甚至死亡 2 联系主动运输中的载体 试从它们的化学本质和作用方面分析二者的不同 提示 1 主动运输中的载体是位于细胞膜上的蛋白质 其作用是运输离子 氨基酸 核苷酸等物质进出细胞 2 基因工程中的载体的化学本质是DNA 其作用是 携带目的基因进入受体细胞 利用载体在宿主细胞中的复制对目的基因进行大量复制 如图为DNA分子结构示意图 下列对该图的描述正确的是 A 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸B 解旋酶作用的部位是 C 某限制性核酸内切酶可选择 处作为切点D DNA连接酶可连接 处断裂的化学键 解析 图中 包含上一个脱氧核苷酸的磷酸 和下一个脱氧核苷酸的五碳糖 和碱基 不是一个脱氧核苷酸 A错误 限制性核酸内切酶的作用部位是 磷酸二酯键 解旋酶的作用是解开DNA双链 作用部位是 氢键 B C错误 DNA连接酶可连接 处断裂的磷酸二酯键 D正确 答案 D 如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图 据图回答下列问题 1 a代表的物质和质粒的化学本质相同 都是 二者还具有其他共同点 如 写出两条即可 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切割末端应为 可使用 把质粒和目的基因连接 3 氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为 其作用是 4 下列常在基因工程中作为载体的是 A 苏云金芽孢杆菌抗虫基因B 土壤农杆菌环状RNA分子C 大肠杆菌的质粒D 动物细胞的染色体 基因工程中的限制酶与载体 1 载体必须具备一个或多个限制酶的切割位点 但每种酶的切点最好只有一个 若用于切割载体的限制酶有多个点 则切割后质粒可能会丢失某些片段 若丢失的片段含有复制起始点 则重组DNA分子进入受体细胞后便不能进行自主复制 2 限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外 这样才能保证标记基因的完整性 有利于对目的基因的检测 网络构建 填充 限制酶 DNA连接酶 基因进入受体细胞的载体 磷酸二酯键 质粒 课堂归纳 关键语句 1 基因工程突破了生殖隔离 实现了不同种生物间的基因重组 2 不同生物基因能拼接在一起的理论基础是DNA分子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结构 3 外源DNA导入受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性 4 限制酶的作用特点是识别双链DNA分子特定的核苷酸序列 并在特定位点上切割 5 限制酶和DNA连接酶的作用部位都是两个核苷酸间的磷酸二酯键 6 在基因工程中使用的载体除质粒外 还有 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 1 科学家们经过多年的努力 创立了一种新兴生物技术 基因工程 实施该工程的最终目的是 A 定向提取生物体的DNA分子B 定向地对DNA分子进行人工 剪切 C 在生物体外对DNA分子进行改造D 定向地改造生物的遗传性状 解析 基因工程的定义就是在生物体外 通过对DNA分子进行人工 剪切 和 拼接 对生物的基因进行改造和重新组合 然后导入受体细胞内进行无性繁殖 使重组基因在受体细胞内表达 产生出人类所需的基因产物 也就是定向地改造了生物的遗传性状 答案 D 2 下列关于限制酶的说法正确的是 A 限制酶广泛存在于各种生物中 微生物中很少分布B 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C 不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D 限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键解析 限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的 并不是广泛存在于各种生物中 一种限制酶能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 DNA分子经限制酶切割会形成黏性末端和平末端两种 答案 B 3 下列有关DNA连接酶的叙述正确的是 催化具有相同的黏性末端的DNA片段之间连接 催化具有不同的黏性末端的DNA片段之间连接 催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成A B C D 解析 DNA连接酶催化相同 即互补 的黏性末端进行连接 而不是不同的黏性末端的任意连接 DNA连接酶作用的部位是磷酸二酯键 不是氢键 答案 C 4 质粒是基因工程的常用载体 下列关于它的说法正确的是 A 具有环状结构的染色体 能够携带目的基因B 含蛋白质 从而能完成生命活动C 是RNA 能够指导蛋白质的合成D 能够自我复制 从而保持连续性解析 质粒存在于细菌和酵母菌等生物中 是一种很小的环状DNA分子 不是染色体 其上有标记基因 便于目的基因在受体细胞中检测 质粒在受体细胞中自主复制 或随受体细胞DNA复制而复制 进行目的基因的扩增和表达 答案 D 5 下列哪项不是基因工程中经常使用的载体 A 细菌质粒B 噬菌体C 动植物病毒D 细菌拟核DNA解析 载体能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 并且具有多个限制酶切点及某些标记基因 基因工程中常用的载体有质粒 噬菌体和动植物病毒等 答案 D 6 如图为某基因工程中利用的质粒简图 小箭头所指分别为限制酶EcoR BamH 的酶切位点 ampR为青霉素 抗生素 抗性基因 tetR为四环素 抗生素 抗性基因 P为启动子 T为终止子 ori为复制原点 已知目的基因的两端分别有包括EcoR BamH 在内的多种酶的酶切位点 据图回答下列问题 1 在基因工程中常用的工具有三种 一是用于切割DNA分子的 二是将目的基因与载体拼接的 三是作为载体的质粒 2 将含有目的基因的DNA与经特定的酶切后的载体 质粒 进行拼接形成重组DNA 理论上讲 重组DNA可能有 三种 其中有效的 所需要的 重组DNA是 因此需要对这些拼接产物进行分离提纯 3 利用图示的质粒拼接形成的三种拼接产物 重组DNA 与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中 能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物 重组DNA 是 解析 1 在基因工程中常用的工具酶有两种 一是用于切割DNA分子的限制酶 二是将目的基因与载体连接的DNA连接酶 2 用同一种限制酶将含有目的基因的DNA和质粒分别切开 产生的黏性末端相同 进行拼接形成的重组DNA 理论上讲 可能有目的基因 目的基因 目的基因 载体和载体 载体三种 其中人们所需要的重组DNA是目的基因 载体 3 由图可以看出两种限制酶的酶切位点都在四环素抗性基因中 两种限制酶都能破坏四环素抗性基因 因此用该质粒拼接形成的三种拼接产物 重组DNA 与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中 能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物应是载体 载体 仍有抗性基因 答案 1 限制酶 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 2 目的基因 目的基因目的基因 载体载体 载体目的基因 载体 3 载体 载体