2016年高中生物 专题11 DNA重组技术的基本工具课件 新人教版选修3.ppt
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1、 第一章第一章 人体的内环境与稳定人体的内环境与稳定专题专题1基因工程基因工程11DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具专题专题1基因工程基因工程学习导航学习导航1.了解基因工程的概念、诞生及发展。了解基因工程的概念、诞生及发展。2掌握限制酶及掌握限制酶及DNA连接酶的作用。连接酶的作用。重、难点重、难点3理解载体需具备的条件。理解载体需具备的条件。重点重点专题专题1基因工程基因工程一、基因工程一、基因工程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_结果结果新的生物类型和生物产品新的生物类型和生物产品DNA重组技术重组技术基因基因DNA
2、分子水平分子水平二、限制性核酸内切酶二、限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”1来源来源:主要来自于:主要来自于_。2特点特点:具有专一性。:具有专一性。(1)识别双链识别双链DNA分子的某种分子的某种_。(2)切割特定核苷酸序列中的特定位点。切割特定核苷酸序列中的特定位点。3作用作用:断开每一条链中:断开每一条链中_的两个核苷酸之间的的两个核苷酸之间的_。4结果结果:产生:产生_和和_。原核生物原核生物特定核苷酸序列特定核苷酸序列特定部位特定部位磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端平末端平末端巧记巧记限制酶有特性,限制酶有特性,“特定特定”突显专一性。突显专一性。三、三、DNA连接酶连接酶
3、“分子缝合针分子缝合针”1.大肠杆菌大肠杆菌互补的互补的黏性末端黏性末端噬菌体噬菌体黏性末端黏性末端平末端平末端2作用作用:形成:形成_。3结果结果:形成重组:形成重组DNA分子。分子。四、基因进入受体细胞的载体四、基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”1作用作用:将:将_送入细胞中。送入细胞中。2种类种类:_、噬菌体衍生物和动植物病毒等。噬菌体衍生物和动植物病毒等。磷酸二酯键磷酸二酯键外源基因外源基因质粒质粒3.限制酶切割位点限制酶切割位点标记基因标记基因1判一判判一判(1)通过基因工程改造成的生物为新物种。通过基因工程改造成的生物为新物种。()(2)限制酶和限制酶和DNA解旋酶的作
4、用部位相同。解旋酶的作用部位相同。()(3)DNA连接酶起作用时不需要模板连接酶起作用时不需要模板()2连一连连一连将基因工程中的有关名词与其对应内容连线将基因工程中的有关名词与其对应内容连线1切割位点:切割位点:磷酸二酯键。磷酸二酯键。磷酸二酯键指的是如图圆圈中的化学键,而限制酶切割的只磷酸二酯键指的是如图圆圈中的化学键,而限制酶切割的只能是箭头能是箭头所指的化学键,因为圈中另一个化学键属于一个所指的化学键,因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸内部的化学键。核苷酸内部的化学键。限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(限制酶限制酶)作用位点示意图作用位点示意图2限制酶切出的黏性末端和平末端的比较限制酶
5、切出的黏性末端和平末端的比较(1)黏性末端:限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧黏性末端:限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧将将DNA的两条链分别切开时形成的。的两条链分别切开时形成的。(2)平末端:限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线处切开平末端:限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线处切开时形成的。时形成的。3限制性核酸内切酶与限制性核酸内切酶与DNA解旋酶的比较解旋酶的比较(1)相同点:都作用于相同点:都作用于DNA分子中的化学键。分子中的化学键。(2)不同点:两者作用部位不同,前者作用于磷酸与脱氧核糖不同点:两者作用部位不同,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
6、于两个碱基之间的氢键,即之间的磷酸二酯键,而后者作用于两个碱基之间的氢键,即上述作用位点示意图中的箭头上述作用位点示意图中的箭头所指处的氢键。所指处的氢键。4限制酶切割位点与限制酶切割位点与DNA片段的关系片段的关系(1)链状链状DNA分子上有分子上有1个酶切位点,用限制酶切割后形成个酶切位点,用限制酶切割后形成2个个DNA片段;如果有片段;如果有2个酶切位点,用限制酶切割后则形成个酶切位点,用限制酶切割后则形成3个个DNA片段。依次类推。片段。依次类推。(2)环状环状DNA分子上有分子上有1个酶切位点,用限制酶切割后形成一个酶切位点,用限制酶切割后形成一条链状条链状DNA;如果有;如果有2个
7、酶切位点,用限制酶切割后形成个酶切位点,用限制酶切割后形成2个个DNA片段。依次类推。片段。依次类推。特别提醒限制酶作用结果特别提醒限制酶作用结果不同不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同;分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同;同一个同一个DNA分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同,如果相同,可重新互补配对。不相同,如果相同,可重新互补配对。(2014山东济宁高二检测山东济宁高二检测)下表为常用的限制性核酸内下表为常用的限制性核酸内切酶切酶(限制酶限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法及其识别序列和切割位点,由
8、此推断以下说法正确的是正确的是()(注:注:YC或或T,RA或或G)A限制酶切割后不一定形成黏性末端限制酶切割后不一定形成黏性末端B限制酶的切割位点一定在识别序列的内部限制酶的切割位点一定在识别序列的内部C不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端D一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列限制酶名称限制酶名称识别序列和切识别序列和切割位点割位点限制酶名称限制酶名称识别序列和切识别序列和切割位点割位点BamHGGATCCKpnGGTACCEcoRGAATTCSau3AGATCHindGTYRACSmaCCCGGGA解析解析由表得知
9、,由表得知,Hind能识别能识别4种不同的核苷酸序列,切种不同的核苷酸序列,切割后不一定形成黏性末端,割后不一定形成黏性末端,D项错误;项错误;Sau3A的切割位点在的切割位点在识别序列的外部,识别序列的外部,B项错误;不同限制酶切割后可能形成相项错误;不同限制酶切割后可能形成相同的黏性末端,如同的黏性末端,如BamH与与Sau3A切割的末端,切割的末端,C项错误项错误;限制酶切割后不一定形成黏性末端,也可能是平末端,限制酶切割后不一定形成黏性末端,也可能是平末端,A项项正确。正确。(1)表格中哪两种限制酶切割出来的表格中哪两种限制酶切割出来的DNA片段末端可以互补结片段末端可以互补结合?其末
10、端互补序列是什么?合?其末端互补序列是什么?(2)从表中各限制酶识别序列和切割位点的差异,得出限制酶从表中各限制酶识别序列和切割位点的差异,得出限制酶有何特性?有何特性?提示提示:(1)Bam H和和Sau 3 A。GATC。(2)专一性。专一性。(2)判断黏性末端或平末端是否由同一种限制酶切割形成的方判断黏性末端或平末端是否由同一种限制酶切割形成的方法是:将黏性末端或平末端之一旋转法是:将黏性末端或平末端之一旋转180后,看它们是否是后,看它们是否是完全相同的结构。完全相同的结构。(2014枣庄高二检测枣庄高二检测)现有一长度为现有一长度为1 000个碱基对个碱基对(bp)的的DNA分子,用
11、限制性核酸内切酶分子,用限制性核酸内切酶EcoR 酶切后得到的酶切后得到的DNA分子分子仍是仍是1 000 bp,用,用Kpn 单独酶切得到单独酶切得到400 bp和和600 bp两种长两种长度的度的DNA分子,用分子,用EcoR、Kpn 同时酶切后得到同时酶切后得到200 bp和和600 bp两种长度的两种长度的DNA分子,该分子,该DNA分子的酶切图谱正确的分子的酶切图谱正确的是是()解析:选解析:选D。从题干中。从题干中“用限制性核酸内切酶用限制性核酸内切酶EcoR 酶切后酶切后得到的得到的DNA分子仍是分子仍是1 000 bp”,再结合选项中,再结合选项中DNA分子的分子的可能酶切图谱
12、分析可知,此可能酶切图谱分析可知,此DNA分子是环状,故分子是环状,故A、B排除。排除。同理,从同理,从“用用Kpn 单独酶切得到单独酶切得到400 bp和和600 bp两种长度两种长度的的DNA分子分子”,又可推知图谱中应有两个,又可推知图谱中应有两个Kpn 酶切位点,酶切位点,故选故选D。DNA连接酶及相关的比较连接酶及相关的比较1限制酶与限制酶与DNA连接酶的相互作用连接酶的相互作用2几种工具酶作用特点的比较几种工具酶作用特点的比较名称名称作用作用参与的生理参与的生理过程或应用过程或应用作用位作用位点点(如图如图)DNA连接酶连接酶连接两个连接两个DNA片段片段基因工程基因工程a限制性核
13、酸限制性核酸内切酶内切酶能够识别双链能够识别双链DNA分子的某种分子的某种特定核苷酸序列,特定核苷酸序列,并且使每一条链中并且使每一条链中特定部位的两个核特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二苷酸之间的磷酸二酯键断开酯键断开a名称名称作用作用参与的生理参与的生理过程或应用过程或应用作用位作用位点点(如图如图)DNA聚合酶聚合酶在脱氧核苷酸在脱氧核苷酸链上添加单个链上添加单个脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA的的a复制解旋酶复制解旋酶使使DNA碱基间碱基间的氢键断裂,的氢键断裂,把两条螺旋的把两条螺旋的双链解开双链解开DNA复制复制b特别提醒有关酶的进一步说明特别提醒有关酶的进一步说明(1)DNA连接酶无识别
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