【优化方案】高中生物 第4章第1节 基因工程课件 苏教选修3

(4)下列常在基因工程中用为载体的是 () A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因 B．土壤农杆菌环状RNA分子 C．大肠杆菌的质粒 D．动物细胞的染色体
【思路点拨】 本题考查质粒的相关 知识，解答此题应掌握如下知识： ①质粒的结构 ②质粒的功能
【解析】 本题通过质粒结构的模式图 考查质粒的功能和特点，分析如下：
互动探究 该题中的限制酶切割位点是什么？识 别的碱基序列是什么？ 提示：切割位点：－G－A－，之间的 磷酸二酯键，识别序列：－G－A－A －T－T－C。
要点二 和DNA有关的几种酶
1．几种酶的比较
项目 种类
限制酶
DNA 连接
酶
作用 底物
DNA分 子
DNA 分子 片段
DNA 聚合
酶
脱氧 核苷
酸
解旋 酶
思考感悟 2.限制性核酸内切酶与DNA水解酶有 何区别？ 提示：DNA水解酶可以水解DNA分子 上的任何一个磷酸二酯键，将DNA水 解为脱氧核苷酸；限制性核酸内切酶 只能识别特定序列，在特定位点切开 磷酸二酯键，形成黏性末端。
课堂互动探究
要点一
利用图解法理解记忆限制 酶的有关问题
1．限制酶都是切割识别特定的核苷
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上 称为
_________________________________ _______________________________， 其作用是
_________________________________ ______________________________。
•
(3)特点：能够识别DNA特定的_核__苷___ __酸__序__列___ ， 切 开 两 个 核 苷 酸 之 间 的 _磷__酸__二__酯__键____。
(4)DNA末端：限制性核酸内切酶切割 DNA产生__黏__性__末__端___。
2．DNA分子的连接技术 (1)工具：DNA连接酶——“分子缝纫 针”。 (2)作用：将_双__链__D__N_A__片__段____缝合起 来。 3．DNA分子的运载工具 (1)运载体的条件
第4章 基因工程
第1节 基因工程的基本原理 和技术
第
课标领航
1
节
基
因
课前预习学案
工
程
的
基 本
课堂互动探究
原
理
和
技
术
知能优化训练
课标领航 1.简述基因工程的原理 2．说明基因工程操作技术的突破 【重点】 基因工程操作技术的突破 【难点】 掌握基因工程操作技术的突 破
情景导引 你听说过让山羊生产 “人奶”吗？不要怀疑， 这的确是个事实。俄罗斯和白俄罗斯 的科学家经过多年的研究，终于在 2009年成功地培育出了一批能生产“ 人奶”的转基因山羊。该项目负责人
要点三 常用的载体——质粒
1．来源及结构：质粒存在于细菌等原 核生物中,是一种裸露的、结构简单、 独立于细菌拟核DNA之外，并且具有 自我复制能力的双链环状DNA分子， 如下图所示：
2．遗传标记基因：质粒上有一些特殊 的基因，如抗四环素基因、抗氨苄青 霉素基因，用于对重组DNA进行鉴定 和选择。
DNA 分子
项目 种类
限制酶
DNA 连接
酶
DNA 聚合酶
解旋酶
作用 部位
磷酸二 酯键
磷酸 二酯
键
磷酸二 酯键
碱基对 间的氢
键
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
2．上述四种酶的作用部位
限 制 性 核 酸 内 切 酶 、 DNA 连 接 酶 、 DNA聚合酶作用于①部位，DNA解旋 酶作用于②部位。
【尝试解答】 D
跟踪训练 1 ． 下 列 关 于 DNA 连 接 酶 的 叙 述 正 确 的是( ) ①催化相同的黏性末端的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分子脱氧核苷酸链的脱氧 核糖与磷酸间的磷酸二酯键的形成
A．①③
二、基因工程操作技术的突破 1．DNA分子的切割技术 (1) 工 具 ： _限__制__性__核__酸__内__切__酶____—— “分子手术刀”。 (2)主要来源：_微__生__物____。
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/162022/1/16January 16, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/162022/1/162022/1/161/16/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/162022/1/16
埃琳娜·萨德奇科娃博士介绍说，乳铁 蛋白是人奶中所含有的一种天然抗生 素，可以帮助不具备成熟免疫系统的 婴儿提高免疫力。然而，普通羊的乳 汁中没有这一成分。他们将人体的乳 铁蛋白基因转移到山羊的基因组中， 使转基因山羊能够分泌出含人体乳铁
蛋白的乳汁。他们已在莫斯科郊外的 一个农场内培育了90多只这样的转基 因山羊。你知道怎样才能将人体的乳 铁蛋白基因转移到山羊体内吗？快进 入本节的学习，来了解一下吧！
【解析】 限制性核酸内切酶切割 DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸 二酯键，如图a处。DNA聚合酶是将单 个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末 端的羟基上,形成磷酸二酯键,因此,DNA 聚合酶可以连接a处。解旋酶解开两个 碱基对之间的氢键，即使b处解开。
DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧 核苷酸的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸 二酯键，如a处，而图示的c处连接的 是同一个脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核 糖。
3．作为载体的条件 (1)能自我复制； (2)有一个至多个限制酶切割位点； (3)有特殊的标记基因； (4)能使进去的DNA在细胞里复制。
【特别提醒】 质粒的主要来源是微 生物，其中细菌细胞中含有质粒，放 线菌、酵母菌细胞中也含有质粒。
例3 如图为大肠杆菌及质粒载体的 结构模式图，据图回答下列问题。
①能够在细胞内自__我__复__制____的较小的 DNA分子。 ②能使带进去的DNA在细胞内 _复__制__。 ③具有简单的特性，如_抗__药__性__、免疫 性。供重组DNA的鉴定和选择。
(2)运载体的种类 ①_质__粒___：是一种裸露的、结构简单、 独 立 于 细 菌 拟 核 DNA 之 外 ， 并 具 有 _自__我__复__制___能力的双链环状DNA分子, 带有抗性基因，能进出细胞。 ②_噬__菌__体__。 ③动植物病毒。
酸序列的两个核苷酸之间的磷酸二酯
键。
2．限制酶切出的黏性末端和平末端 的区别：
例1 下列黏性末端属于同一种限制 酶切割而成的是( )ABiblioteka ①②B．①③C．①④
D．②③
【思路点拨】 本题考查限制酶的特
点，限制酶能识别特定核苷酸序列，
在特定位点切割DNA分子，形成互补 的黏性末端。
【尝试解答】 B
【特别提醒】 由于核苷酸分子间的 氢键是分子间作用力，其断裂与重新 形成均与限制性核酸内切酶、DNA连 接酶无关。
例2 据图所示，有关工具酶功能的 叙述错误的是( )
A．限制性核酸内切酶可以切断a处 B．DNA聚合酶可以连接a处 C．解旋酶可以使b处解开 D．DNA连接酶可以连接c处
【思路点拨】 本题考查和DNA有关 的几种酶的作用，解答此题的关键是 熟记相关酶的作用部位。
解析：选D。本题考查基因工程的工 具——运载体。解答本题的关键是记 住、理解运载体必须具备的条件和常 用的运载体。作为运载体必须具备的 条件：①在宿主细胞中能保存下来并 能大量复制；②有多个限制性核酸内 切酶切点；③有一定的标记基因，便
于筛选。记住常用的运载体有质粒、 噬菌体、动植物病毒等。细菌染色体 DNA由一个大型的环状DNA分子反复 折叠缠绕而成，控制着细胞的主要性 状，所以一般不被用作基因工程的运 载体。
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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B．②④
C．②③
D．①④
解析：选D。DNA重组技术中，两个 DNA片段间必须有相同的黏性末端才 能互补配对，进行结合；具有相同黏 性末端的DNA分子连接时，DNA连接 酶的作用是催化脱氧核苷酸链的脱氧 核糖与磷酸间的磷酸二酯键的形成， 即把“梯子”的扶手缝合起来。解答
此类题目时，应注意理解DNA连接酶 的作用部位以及DNA聚合酶的区别。 DNA连接酶是在两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键，不是在单个脱氧核苷 酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键； DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已 有的DNA片段的末端的羟基上，形成 磷酸二酯键。
二、基因工程研究的理论基础
理论基础
_D_N__A_是__主__要__遗__传__物___质___的证实。 _D__N_A__分__子__双__螺__旋__结__构___的确立。 _遗__传__密__码___的破译。
思考感悟 1.人的胰岛素基因转入大肠杆菌后能 成功表达的原因是什么？ 提示：遗传密码的通用性是实现不同 生物间基因转移和表达的前提。
课前预习学案
一、基因工程的概念
基因工程也叫DNA重组技术,是在_分__子___ 水平上进行的一种遗传操作，按照预先 设计的蓝图，借助于_实__验__室___的技术， 提 取 生 物 的 基__因__或__基__因__组___, 在 体 外 进 行 加工改造或_重__新__组__合___,从而_定__向___改变 生物的遗传特性,创造__新__型__的__生__物___。