高中生物选修3专题11.1讲述.ppt

1．1　DNA重组技术的基本工具 课标领航 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。 3．理解载体需具备的条件。 【重点】　三种工具的作用。 【难点】　黏性末端和平末端；载体的特点。 转基因夜光猫 美国新奥尔良奥德班濒危物种研究中心为探索一些人类疾病的治疗方法，以猫为实验对象(猫的基因构成与人类相似)进行了一系列实验。为了了解外源基因是否可 情景导航 以安全地移植到猫科动物的基因序列中，该研究中心利用基因工程技术培育出美国首只转基因夜光猫。紫外线灯光下夜光猫的眼睛、牙床和舌头会发出鲜艳的橙黄色的荧光。夜光猫的培育施工是在DNA分子水平上进行的，在微小的DNA分子上进行的操作，需要专门的工具。这些工具是什么？各自的作用是什么？让我们一起来了解一下吧！ 核心要点突破 基础自主梳理 知能过关演练 1．1　 DNA重 组 技 术 的 基 本 工 一、基因工程的概念 1．基因工程的别名：DNA重组技术。 2．操作环境：生物体外。 3．操作对象：______。 4．操作水平：_______________。 5．基本过程：________________________。 6．结果：人类需要的新的生物类型和生物产品。 基因 DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 核苷酸序列 磷酸二酯键 黏性末端 原核 平末端 2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链DNA片段缝合起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的___________。 (2)种类 ①E.coliDNA连接酶：只能缝合双链DNA的_____________。 ②T4DNA连接酶：既可缝合双链DNA的黏性末端，又可缝合双链DNA的________。 磷酸二酯键 平末端 思考感悟 限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？ 【提示】　相同。都是磷酸二酯键。 自我复制 限制酶切割位点 1．识别序列的组成 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，例如EcoRI、Sma I限制酶的识别序列，也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。 2．限制酶都是切割识别特定的核苷酸序列的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 3．限制酶切出的黏性末端和平末端的区别： (2011年雅礼中学高二检测)基因工程中，须使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－↓GATC－。根据图示判断下列操作正确的是(　　) A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割 C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 【尝试解答】　D 【解析】 　首先把目的基因切下来要用到限制酶Ⅱ；如果再用限制酶Ⅱ切割质粒，则2个标记基因都被切开，标记基因将失去作用。而用限制酶Ⅰ切割质粒可保留一个标记基因，而产生的黏性末端和限制酶Ⅱ切割下来的目的基因可以互补配对。 【互动探究】　上题中限制酶Ⅰ切开化学键后产生哪种类型的末端？ 【提示】　黏性末端。 【易误警示】　(1)限制性核酸内切酶是一类酶而不是一种酶。 (2)限制性核酸内切酶作用的化学键为磷酸二酯键，而不是氢键。 (3)不同种类的限制性核酸内切酶识别与切割的位点不同，这与酶的专一性是一致的。 名称 作用 参与生理过程应用 作用位点(如图) DNA连接酶 连接两个DNA片段 基因工程 a 限制性内切酶 切割某种特定的脱氧核苷酸序列 a DNA聚合酶 在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸 DNA复制 a 名称 作用 参与生理过程应用 作用位点(如图) RNA聚合酶 在核苷酸链上添加单个核苷酸 转录 a 解旋酶 使碱基间氢键断裂形成单脱氧核苷酸链 DNA复制及转录 b 逆转 录酶 以RNA为模板合成DNA 逆转录、基因工程 特别提醒 ①DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键，而不是氢键，氢键是分子间的静电吸引力，不需通过酶催化形成。②DNA连接酶只能在两个DNA片段间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有DNA片段上，且需要以一条DNA链为模板。③目前发现的DNA连接酶不具有连接单链DNA的能力。 (2011年北大附中高二检测)下列关于DNA连接酶的叙述正确的是(　　) ①催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接 ②催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接 ③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 ④催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成 A．①③　　　　　　　B．②④ C．②③ D．①④ 【尝试解答】　D 【解析】　在DNA重组技术中，两个DNA片段间必须有