2015-2016学年高二生物人教版选修3课件：专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具

基上生长，说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素 基因没有被破 坏，所以插入点是 c 。
(2)对②细菌来说，能在含 氨苄青霉素 的培养基上生长，而
不能在含 四环素 的培养基上生长，说明其 抗氨苄青霉素 基因正常而 抗四环素 基因被破坏，插入点为 b 。
(3)③细菌不能在含 氨苄青霉素 的培养基上生长，说明其
限制酶 使特定部位的磷酸二酯键断裂
切割载体
DNA连 在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键
接酶 用于基因表达载体的构建
(2)两者的关系可表示为
(3)磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键，而限制酶切割
或DNA连接酶连接的只能是箭头所指处的化学键，因为圈
中另一个化学键属于一个核苷酸的内部结构。
2.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
( )
(7)不同生物的DNA能够重组是由于基本单位和空间结构相同。
(√ )
课堂讲义
重点难点，个个击破
一、基因工程的理论基础 1.不同生物DNA分子得以重新拼接的基础
(1)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。
(2)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 (3)所有生物 DNA碱基对均遵循严格的 “ 互补配对 ”原则， 即A总与T配对，G总与C配对——如此，方可使具相同末端 (黏性末端)的不同DNA分子得以连接在一起。
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
问题导析
(1)基因工程是在体外进行 基因重组 ， 然 后 导 入
受体细胞内。
(2) 重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需的 生物类
型和产品 ，也就 定向 地改造了生物的遗传性状。
答案 D
一题多变 判断正误：
应用示例
发生下列变化，则X酶是( )
2. 如下图，两个核酸片段在适宜条件下，经 X 酶的催化作用，
A.DNA连接酶
C.DNA聚合酶
B.RNA聚合酶
D.限制酶
问题导析 (1) DNA连接酶 可以连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键。 (2) RNA聚合酶 可以催化单个游离的核糖核苷酸形成RNA。 (3) DNA聚合酶 可以催化单个游离的脱氧核糖核苷酸形成 DNA。
项目 DNA连接酶 DNA聚合酶
相同点 不
模板
催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
不需要模板 游离的DNA片段 需要DNA的一条链为模板 单个的脱氧核苷酸 形成DNA的一条链 DNA复制
同 作用对象 用途
点 作用结果 形成完整的DNA分子
基因工程
思维激活
1.限制酶与DNA连接酶的化学本质和基本组成单位分别是什
(4) 限制酶切割后不一定形成黏性末端。( √ )
(5) 不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。( × ) (6)不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同。 ( √) (7)DNA连接酶无识别的特异性，DNA连接酶对于黏性末端或平
末端都能催化其“缝合”，重新形成DNA分子。( √ )
限制性核
原核 双链DNA分子中特定的核苷酸 序列 磷酸二酯键 黏性末端
酸内切酶
DNA连接酶 磷酸二酯键 质粒 λ 噬菌体的衍生物
载体
动植物病毒 能在受体细胞中复制并稳定保存 一个 供外源DNA片段插入 具有标记基因，供重组DNA的鉴定和 选择
对点练习
1 2 3 4
1.下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( 基础上发展起来的
细菌在含氨苄青霉素的培养 细菌在含四环素的培养基上 基上的生长状况 的生长状况
①
②
能生长
能生长
能生长
不能生长
③
不能生长
能生长
A.①是c；②是b；③是a B.①是a和b；②是a；③是b C.①是a和b；②是b；③是a D.①是c；②是a；③是b
问题导析
(1)①细菌能在含 氨苄青霉素 和 四环素 的 培 养
1.1
目标导航
DNA重组技术的基本工具
1. 结合课本插图，记住 DNA 重组技术所需三种基本工具的 作用。
2.结合图1－5，识记基因工程中，作为载体需要具备的条件。
1 预习导学
2 课堂讲义 3 对点练习
挑战自我，点点落实 重点难点，个个击破 即时训练，体验成功
预习导学
挑战自我，点点落实
一、基因工程的概念(阅读P1) 1.对概念的理解 基因工程的别名 操作环境 操作对象 DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子 水平 创造出更符合人们需要的新的 生物类 型和生物产品
么？
答案 化学本质均是蛋白质；基本组成单位均是氨基酸。
2.氢键的断裂与重新形成与限制酶和DNA连接酶是否有关？
答案 氢键是分子间作用力，其断裂与重新形成均与限制酶
和DNA连接酶无关。
3.限制性核酸内切酶的作用特点体现了酶的哪种特性？
答案 限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并
且只能在特定部位切割，这说明了酶具有专一性。
操作水平
目的
2.基因工程的理论基础和技术支持(阅读P2－3)
理论 基础
DNA 是遗传物质的证明
DNA双螺旋结构和 中心法则 的确立
遗传密码
的破译
基因转移载体—— 质粒 的发现
多种 连接酶 和 连接酶，以及 逆转录 酶(工具酶)的发现
技术支持 DNA合成和 测序 技术的发明
DNA体外重组 的实现、重组DNA表达实验 的成功
2.外源基因在受体内表达的理论基础
(1)基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，具有
相对独立性。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。 (3)生物界共用一套遗传密码。
思维激活
1.与其他生物变异相比，基因工程所导致的变异有何特点？
答案 变异一般是不定向的，但基因工程使生物产生新的性
四、 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(阅读P6) 1.种类：质粒、 λ噬菌体 的衍生物、动植物病毒等。
2.常用载体——质粒 并具有自我复制能力的很小的 双链环状DNA 分子。
(2)质粒DNA分子上有一个至多个 限制酶切割 位点，供 外源 DNA片段插入其中。
(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，
第一例转基因动物问世、
PCR
技术的发明
二、 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(阅读P4－5)
1.来源：主要来自于原核生物 。
2.特点
(1)识别双链DNA分子的某种 特定核苷酸 序列。
(2)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。
3.作用结果 (1)黏性末端：在所识别序列的 中心轴线两侧 将 DNA 的两条链 分别切开时形成的末端。 (2)平末端：在所识别序列的 中心轴线 处切开时形成的末端。
抗氨苄青霉素 基因被插入而破坏，故插入点为 a 。 答案 A
一题多变 判断正误： (1) 为供外源 DNA 插入质粒，质粒 DNA 分子上有一个至多个
限制酶切割位点。( √ )
(2) 质粒上的特殊标记基因可以供外源 DNA 片段插入质粒。
( × )
(3)被用做载体的一般都是天然质粒。( × )
(4)细菌核区的DNA也常被用做载体。( × )
们根据不同的目的和需求，对某些天然的载体进行人工改造。
思维激活
1.基因工程的载体和主动运输的载体有哪些区别？ 答案 (1)主动运输中载体的化学本质是蛋白质，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。
2. 霍乱弧菌中也含有质粒，能否用来作为载体？
(1) 基因工程是细胞水平上的生物工程。( × )
(2) 基因工程的产物对人类都是有益的。( × ) (3) 基因工程产生的变异属于人工诱变。( × )
(4) 基因工程育种的优点之一是目的性强。 ( √ )
二、基因工程的工具酶
1.限制酶与DNA连接酶的比较 (1)区别
项目 作用 应用 用于提取目的基因和
(8)下列所示的黏性末端是由3种限制性核酸内切酶作用产生的。
( × )
三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
1.载体的作用 (1)用它作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中去。
(2)利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
2.作为载体的必备条件
(1)有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。
(2)具备自我复制能力，且能在受体细胞中复制并稳定保存。 (3)带有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
(4)必须是安全的，不会对受体细胞有害。
3.载体的种类 (1) 细菌质粒，它是细菌拟核 DNA 以外的小型双链环状 DNA
分子，有的细菌只有一个，有的细菌有多个。
(2)λ噬菌体的衍生物和某些动植物病毒的DNA。 一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人
(3)质粒DNA分子上有特殊的 标记基因 ，供重组DNA的 鉴定和选择
。
(4)在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天 然质粒的基础上经过 人工改造 的。
预习诊断
判断正误：
(1)限制性核酸内切酶只能用于切割目的基因。( × )
(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。( × )
2.下列关于限制酶和DNA连接酶的说法中，正确的是( A ) A.其化学本质都是蛋白质
B.DNA连接酶可恢复DNA分子中的氢键
C.在基因工程中DNA聚合酶可以替代DNA连接酶
D.限制酶切割后一定能产生黏性末端
解析 限制酶和DNA连接酶的化学本质都是蛋白质。
1 2 3 4
3. 结合图，判断下列有关基因工程的工具酶功能的叙述，不 正确的是( )