3.1重组DNA技术的基本工具课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 1.阐明限制性核酸内切酶的作用特点和作用结果 2.阐明2类DNA连接酶的作用和类型 3.说明载体的种类、特点，说出作为载体应满足的条件 教学目标 指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫 重组DNA技术。 基因 分子水平 基因重组 赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品 定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍 1.原理： 2.操作对象： 3.操作水平： 4.结果： 5.意义： 基因工程 （67） 1.基因工程的操作过程是（以培育转基因木瓜的过程为例） 2.重组DNA技术的基本工具有哪些？ 3.分子手术刀的本质是？功能是？来源？ 4. EcoR I、 Sma I识别序列是？末端是有？ 5..分子缝合针的本质是？功能是？种类有？ 6.分子运输车本质是？功能是？种类有？ 7.质粒的本质是？特点有？标记基因的作用 是？ 课本70----73 1.培育转基因木瓜的过程是？ 在体外对含有所需要基因的DNA分子进行 切割 改造 和拼接，然后将重组DNA导入木瓜的体细胞内，并使其在细胞中表达， 2.重组DNA技术的基本工具有哪些？ 分子运输车（载体）将DNA分子导入受体细胞 分子手术刀（限制性核酸内切酶（限制酶）切割 分子缝合针（DNA连接酶）连接 3.分子手术刀的本质是？ 功能是： 来源： 限制性核酸内切酶（限制酶） 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。 主要是从原核生物中分离纯化来的 4. EcoR I、 Sma I识别序列是？末端是有？ -GAATTC- -CCCGGG- 黏性末端 平末端 5 -ATAGCATGCTATCCATG 3-TATCGTACGATAGGTACTTAA AATTCCATAC--3 GGTATG--5 EcoR I (-GAATTC-) AATTCGGCATAC- 3 GCCGTATG--5 5-TCCTAG 3-AGGATCTTAA AATTCTCGGTATG GAGCCATACTTAA 5--C 3--GAGCT TCGAG--3 C--5 5--GAT 3--CTA ATC--3 TAG--3 练习 下面这些酶的识别序列是？ 切割位点？是末端是？ 不同的酶形成的末端是否相同 思考讨论：1.你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？ 当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身的安全。 2.限制酶 (填“能”或“不能”)切割原核细胞自身的DNA，试推测其 理由是 。 原核细胞DNA中不存在限制酶的识别序列或能被识别的序列被修饰了 不能 5..分子缝合针的本质是？ 将两个DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 DNA连接酶 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 功能是： 种类有: 这两类酶都能将双链DNA片段连接起来，但E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶 5 -ATAGCATGCTATCCATG 3-TATCGTACGATAGGTACTTAA AATTCCATAC--3 GGTATG--5 AATTCGGCATAC- 3 GCCGTATG--5 5-TCCTAG 3-AGGATCTTAA AATTCTCGGTATG GAGCCATACTTAA DNA连接酶作用 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同 作用实质 化学本质 不 同 点 模板 作用对象 作用结果 用途 都能催化形成磷酸二酯键 都是蛋白质 不需要 需要DNA的一条链作模板 形成完整的重组DNA分子 形成DNA的一条链 基因工程 DNA复制 在两个DNA片段间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸连接到已有DNA片段，形成磷酸二酯键 DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 在两个DNA片段间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸连接到已有DNA片段，形成磷酸二酯键 5--ATCG 3--TAGCTTAA AATTCAAA--3 GTTT--5 5--ATCGATCGATCG--3 GCTAGC--5 A T C G DNA连接酶和DNA聚合酶工作原理 6.分子运输车本质是？ 将外源基因送入受体细胞（能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上 随受体DNA同步复制 基因进入受体细胞的载体 功能是： 种类有： 质粒 动植物病毒 噬菌体 7.质粒的本质是？ 环状双链DNA分子 特点有： 2.有一个至多个限制酶切割位点 （可携带多个或多种外源基因） 1.含有复制原点（自我复制能力） 3.含有标记基因 标记基因的作用 是： 便于重组DNA分子的筛选 拟核 质粒 大肠杆菌 氨苄青霉素抗性基因 目的基因 复制起点 自我复制 便于重组DNA分子的筛选 目的基因 开始转录位置 终止转录位置 各组成部分的功能 限制酶 DNA连接酶 不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。 5 -ATAGCATGCTATCCATG 3-TATCGTACGATAGGTACTTAA AATTCCATAC--3 GGTATG--5 EcoR I (-GAATTC-) AATTCGGCATAC- 3 GCCGTATG--5 5-TCCTAG 3-AGGATCTTAA AATTCTCGGTATG GAGCCATACTTAA C A 原核细胞DNA中不存在限制酶的识别序列或能被识别的序列被修饰了 第二部分 DNA的粗提取与鉴定 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 一、提取的基本思路 二、实验原理： 1.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。 2.DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同， 能溶于2mol/L NaCl溶液。 3.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现 蓝色。 0 DNA溶解度 NaCl浓度 0.14mol/L 2mol/L DNA的粗提取与鉴定A的粗提取与鉴定 探究实践 23 如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等 1.选材： 三、材料用具 探究实践 不能选择哺乳动物成熟的红细胞 DNA含量相对较高 选材原因 ：因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA DNA的粗提取与鉴定A的粗提取与鉴定 2.试剂： 析出DNA 溶解DNA 鉴定DNA，要现配现用 —— DNA的粗提取与鉴定 探究实践 试剂 作用 研磨液 体积分数为95%的酒精 2mol/L 的NaCl溶液 二苯胺试剂 蒸馏水 三、材料用具 DNA的粗提取与鉴定A的粗提取与鉴定 称取30g洋葱,切碎,然后放入研钵中,倒入10mL研磨液,充分研磨 四、方法步骤： —— DNA的粗提取与鉴定 探究实践 纱布 酒精 取材研磨 过滤 分离 鉴定 在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。(或离心后，取上清液) 研磨的目的： 破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中 DNA的粗提取与鉴定A的粗提取与鉴定 研磨葱 四、方法步骤： 探究实践 取材研磨 过滤 分离 鉴定 在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分(或用离心法取沉淀物) 搅拌时应轻缓、并沿一个方向： 减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子 酒精预冷的作用： 低温抑制核酸水解酶活性，抑制DNA降解； 低温抑制DNA分子运动，使DNA易形成沉淀析出； DNA的粗提取与鉴定A的粗提取与鉴定 组别 试剂 处理 结果 对照组 实验组 四、方法步骤： 探究实践 取材研磨 过滤 分离 鉴定 实验组 对照组 水浴加热 溶液蓝色的深浅与溶液中DNA的含量的多少有关。 2mol/L的NaCl溶液5mL 2mol/L的NaCl溶液5mL 4mL的二苯胺试剂 4mL的二苯胺试剂 丝状物或沉淀物 DNA的粗提取与鉴定A的粗提取与鉴定 1.(2023·河北邯郸高二期中)如图为DNA的粗提取与鉴定实验的部分操作流程。下列相关叙述正确的是（ ） A.将图1中的研磨液过滤后保留沉淀 B.图2过程中，用玻璃棒进行交叉搅拌会使DNA析出更快 C.图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 mol/L的NaCl溶液中 D.图3对提取后的DNA进行鉴定，两支试管中均要加入二苯胺试剂 对点训练 课堂检测 D 2.(2022·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是( ) A.过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质 对点训练 课堂检测 B 4.如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，回答下列问题： (1)右述图示中，该实验的正确操作顺序是________________________ (用序号与箭头表示)。 ③→②→①→④→⑤ 课堂检测 (3)步骤①的目的是_____________ __________，其依据的原理是_________________。 析出并 获得DNA DNA不溶于酒精 课堂检测 (4)步骤①中所得到的丝状物为____色，若要鉴定其主要成分为DNA，可滴加________试剂，____________后，如果出现______则证明该丝状物的主要成分为DNA。 白 二苯胺 沸水浴冷却 蓝色 课堂检测 (5)由于鸡血较难找到，某学生试图用猪血代替，结果没有成功，其原因最可能是________________ _________________________________________。 跟踪训练 猪是哺乳动物，哺乳动物血液中成熟的红细胞没有细胞核 课堂检测 $