人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具.ppt

重难探究·能力素养全提升主题一重组DNA技术的工具酶情境探究1.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶,这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,它能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。(1)推断限制酶切割一次可断开几个磷酸二酯键?产生多少游离的磷酸基团?产生几个黏性末端?提示断开2个磷酸二酯键;产生2个游离的磷酸基团;产生2个黏性末端。(2)黏性末端和平末端是如何形成的?限制酶的识别序列有什么特点?提示限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA两条单链分别切开,形成黏性末端,而从识别序列的中心轴线切开就产生平末端。识别序列的特点是呈现碱基互补对称,无论是几个核苷酸组成,都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。(3)请写出下列限制酶切割形成的黏性末端,并思考同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同?不同限制酶切割产生的黏性末端是否一定不同?提示如图同种限制酶切割产生的黏性末端相同,不同的限制酶切割形成的黏性末端可能相同。(4)推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么?提示限制酶是原核生物的一种防御工具,用来切割侵入细胞的外源DNA,以保证自身安全。2.将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子,是靠DNA连接酶完成的,因此DNA连接酶是基因工程的“分子缝合针”。(1)DNA连接酶和限制酶的作用部位是否相同?(2)DNA连接酶和DNA聚合酶有什么不同?提示相同,DNA连接酶就是用来恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。提示DNA聚合酶是在DNA复制过程中,催化单个脱氧核苷酸添加到已有脱氧核苷酸片段上,形成磷酸二酯键,催化形成与模板链互补的DNA链,形成新的双链DNA分子;DNA连接酶是将具有互补黏性末端或平末端的DNA片段连接起来,形成重组DNA分子。方法突破与DNA分子相关的四种酶的比较比较项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子脱氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键氢键作用特点识别特定核苷酸序列,使特定部位的磷酸二酯键断开将双链DNA片段“缝合”起来,恢复磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上将DNA两条链之间的氢键打开比较项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA分子形成新的DNA分子形成单链DNA分子应用基因工程DNA复制视角应用视角1限制酶的作用和特点1.有关下图所示的黏性末端的说法,错误的是()A.甲、乙、丙黏性末端分别是由不同的限制酶切割产生的B.甲、乙具有相同的黏性末端,可形成重组DNA分子,但甲与丙的黏性末端不互补C.a处是磷酸二酯键D.切割产生甲的限制酶识别的核苷酸序列是“5-CAATTG-33-GTTAAC-5”D解析切割产生甲的限制酶的识别序列为5-GAATTC-3

3-CTTAAG-5,切割产生乙的限制酶的识别序列为5-CAATTG-3

3-GTTAAC-5,切割产生丙的限制酶的识别序列为5-CTTAAG-3

3-GAATTC-5。三者的切割位点不同,由此可见,甲、乙、丙的黏性末端是由三种不同的限制酶切割产生的,A项正确,D项错误。甲、乙的黏性末端相同,因此可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子;但甲、丙的黏性末端不同,它们之间不能形成重组DNA分子,B项正确。DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键,a处是磷酸二酯键,C项正确。2.[2023山东泰安高二期末]某线性DNA分子含有3000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法错误的是()a酶切割产物(bp)b酶再次切割产物(bp)1600;1100;300800;300A.在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个B.a酶与b酶切出的黏性末端可相互连接C.a酶与b酶切断的化学键均为磷酸二酯键D.a酶与b酶识别切割的序列不同体现了酶的专一性A解析分析题表可知,a酶可以把原有DNA切成3段,说明a酶的识别序列有2个,b酶把大小是1600的DNA切成大小分别为800和800两个片段、把大小是1100的DNA片段切成大小分别为800和300两个片段,且a酶和b酶的识别位点不同,说明b酶的识别序列有2个,A项错误;a酶与b酶切出的黏性末端相同,用DNA连接酶可以将它们连接起来,B项正确;a酶和b酶属于限制酶,限制酶切割的化学键都是磷酸二酯键,