还剩52页未读，
继续阅读
人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具备课课件ppt
展开
这是一份人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了目标素养，知识概览，3种类等内容，欢迎下载使用。
1.概述基因工程的概念,关注基因工程的诞生和发展历程,认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。2.运用结构与功能观,说明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用及特点,概述基因工程中载体需要具备的条件,培养科学思维能力。3.通过“DNA的粗提取与鉴定”活动, 发展科学探究素养和自主学习、设计方案等能力。
一、基因工程的概念1.操作场所:生物体外。2.操作技术:转基因等技术。3.操作结果: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产品。4.操作水平:DNA分子水平。因此基因工程又叫作重组DNA技术。
微思考1为什么不同生物的DNA可以进行体外重组?提示:不同生物中DNA分子的基本组成单位相同,都是4种脱氧核苷酸;空间结构相同,都是规则的双螺旋结构;生物界共用一套遗传密码,相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。
微判断11.基因工程育种的优点是可以集中亲本的优良性状。( )2.通过基因工程改造成的生物为新物种。( )3.基因工程育种与杂交育种相比的优点是打破了生殖隔离。( )
二、重组DNA技术的基本工具1.限制性内切核酸酶——“分子手术刀”。(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2)作用特点:具有专一性。①识别双链DNA分子的特定核苷酸序列。②使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。(3)识别序列的特点:大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。
(4)结果:产生DNA片段末端(通常有黏性末端和平末端两种形式)。
2.DNA连接酶——“分子缝合针” 。(1)作用:将切下来的双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。(2)结果:拼接成新的DNA分子。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。(1)作用:将外源基因送入受体细胞。(2)常用载体——质粒。①本质:一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
②作为载体的条件:a.有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中;b.进入受体细胞后,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;c.常有特殊的标记基因,便于重组DNA分子的筛选。(3)其他载体:噬菌体、动植物病毒等。微点拨 相同的黏性末端不一定来自同一种限制酶的切割,可能来自不同限制酶的切割。
微思考2DNA连接酶和DNA聚合酶的作用部位相同吗?提示:相同。两种酶的作用部位都是磷酸二酯键,只是DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上,且需要以一条DNA链为模板。
微判断21.重组DNA技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。( )2.不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。( )3.用作载体的质粒DNA分子上至少含有一个限制酶切割位点。( )4.T4 DNA连接酶既能连接黏性末端,又能连接平末端。( )
三、DNA的粗提取与鉴定1.提取原理:(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,它能溶于物质的量浓度为 2 ml/L的NaCl溶液。 2.鉴定原理:在一定温度下,DNA遇 二苯胺 试剂会呈现 蓝 色。
微训练 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )A.酵母菌和菜花均可作为提取DNA的材料B.DNA能溶于物质的量浓度为2 ml/L的NaCl溶液C.向洋葱研磨液中加蒸馏水搅拌,可见玻璃棒上有白色丝状物D.向DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴加热,冷却后变蓝答案:C
解析:原则上含DNA的生物材料都能作为提取DNA的材料,只是选用DNA含量高的生物组织,成功的可能性更大;DNA在物质的量浓度为2 ml/L的NaCl溶液中溶解度较高;向洋葱研磨液的上清液中加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液,静置2~3 min,可见有白色丝状物产生;向DNA溶液中加入二苯胺试剂后需沸水浴加热,待冷却后溶液变蓝。
一限制酶和DNA连接酶问题探究“工欲善其事,必先利其器。”我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉,就是通过精心设计,用“分子工具”构建成的。其中一种工具为“分子手术刀”——限制酶。
(1)限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,推测它在原核生物中的作用是什么?它会不会切割自身的DNA分子?提示:原核细胞容易受到外源DNA的入侵,原核细胞中的限制酶能够切割入侵的外源DNA而保护自身。原核细胞中的限制酶不会切割自身的DNA分子,因为自身的DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰而不被识别。
(2)限制酶和DNA连接酶的作用是否都体现了酶的专一性?提示: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,体现了酶的专一性。E.cli DNA连接酶能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,对末端的碱基序列没有要求;T4 DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端,又可以连接双链DNA片段的平末端,都对末端的碱基序列没有要求,因此DNA连接酶的作用没有体现酶的专一性。
(3)如何判断两个黏性末端是否由同一种限制酶切割产生?提示:将其中一个黏性末端旋转180°,看两个末端的碱基序列是否完全相同。若相同,则说明这两个黏性末端是由同一种限制酶切割产生的。
归纳总结1.限制酶。(1)限制酶的作用。限制酶具有特殊的识别和切割功能,在基因工程中,一方面被用于切割含目的基因的DNA分子,以获取目的基因;另一方面用于切割载体。
(2)识别序列的特点。呈现碱基互补对称,无论是奇数个碱基,还是偶数个碱基,都可以找到一条中轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如 以中轴线为轴,两侧碱基互补对称; 以 为轴,两侧碱基互补对称。
(3)限制酶的切割方式。①上下交错切割:限制酶在DNA双链的不同位置切割DNA(即在识别序列的中轴线两侧切割),产生的DNA片段的末端两条链一长一短,不是平齐的,即黏性末端,如下图所示。
②上下对称切割:限制酶在DNA双链的相同位置切割DNA(即沿着识别序列的中轴线切割),这样产生的末端两条链平齐,即平末端,如下图所示。
特别提醒 限制酶是一类酶而不是一种酶。限制酶的化学本质为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强酸或强碱均易使之变性失活。
2.限制酶切割位点与DNA片段的关系。(1)链状DNA分子上如果有1个酶切位点,用限制酶切割后形成2个DNA片段;如果有2个酶切位点,用限制酶切割后形成3个DNA片段,以此类推。(2)环状DNA分子上如果有1个酶切位点,用限制酶切割后形成1个链状DNA,且长度不发生变化;如果有2个酶切位点,用限制酶切割后形成2个DNA片段,以此类推。(3)将1个基因从DNA分子上切割下来,需要切割2处。
3.限制酶和DNA连接酶的关系。(1)区别。
(2)两者的关系可用下图表示。①限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。②DNA连接酶起作用时,不需要模板。③不同限制酶切割形成的黏性末端,如果互补,则可以拼接。
典例剖析【例1】下列是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。
下列叙述正确的是( )A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的B.②片段是在酶切位点为 的限制酶作用下形成的C.①和④ 2个片段在DNA聚合酶的作用下形成重组DNA分子D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键答案:D
解析:题图中①④是由同一种限制酶切割形成的,具有相同的黏性末端,②经过限制酶切割后形成的是黏性末端,③经过限制酶切割后形成的是平末端,因此①~④ DNA片段是由3种限制酶切割后产生的,A项错误。切割②片段的限制酶的识别序列为GAATTC,识别位点为G与A之间,B项错误。由于①④具有相同的黏性末端,所以能用DNA连接酶连接起来形成重组DNA分子,C项错误。
学以致用1.下图是3种限制性内切核酸酶对DNA分子的识别序列和切割位点图(箭头表示切割位点,切出的断面为黏性末端)。下列叙述错误的是( )
A.不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点,体现了酶的专一性B.限制酶2和限制酶3的识别序列均为6个核苷酸C.限制酶1和限制酶3切割得到的黏性末端相同D.能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2答案:D解析:限制酶只能识别特定的DNA序列,因此3种限制酶均不能识别和切割RNA中的核苷酸序列。
二基因进入受体细胞的载体问题探究穿梭载体是一类具有两种不同复制原点,能在两种不同的生物体(物种不同)中复制的载体,一般在原核细胞和真核细胞中都能复制和表达,如Ti质粒。
(1)细胞膜上的载体与基因工程中的载体是否相同?请说明理由。提示:否。①化学本质不同:细胞膜上的载体的化学成分是蛋白质;基因工程中的载体可能是有特定结构的DNA分子,如质粒(DNA),也可能是生物,如动植物病毒等。②功能不同:细胞膜上的载体的功能是协助物质进出细胞;基因工程中的载体是一种“分子运输车”,负责把目的基因导入受体细胞。
(2)天然质粒能直接用于基因工程中吗?提示:天然质粒上一般没有特殊的标记基因,不能直接用于基因工程中。
归纳总结1.在基因工程中,使用载体有两个目的:一是用它作为运输工具,将外源基因送入受体细胞;二是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量的复制。
2.质粒作为载体必须具备的条件。
3.目的基因插入质粒的位置图示。目的基因不能插入标记基因内,否则会影响标记基因的表达,导致不能进行重组DNA分子的筛选。
4.标记基因的筛选原理。载体上的标记基因一般是某种抗生素的抗性基因,而未导入该基因的受体细胞没有抵抗该抗生素的能力。将含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞,抗性基因在受体细胞内表达,受体细胞对该抗生素产生抗性。在含有该抗生素的培养基上,能够生存的是被导入了基因表达载体的受体细胞。原理如下图所示。
典例剖析【例2】下面是四种不同质粒的示意图,其中Ori为复制必需的序列,AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,箭头表示一种限制性内切核酸酶的酶切位点。
若要得到一个能在含四环素的培养基上生长而不能在含氨苄青霉素的培养基上生长的含重组DNA的细胞,应选用的质粒是( )答案:C
答案:A解析:B项质粒上没有标记基因,不适合作为载体。C项和D项质粒的标记基因上都有限制酶的切割位点,用限制酶切割后,标记基因会被破坏,故均不宜选作载体。
下列适于作为图示目的基因载体的质粒是( )
三DNA的粗提取与鉴定问题探究下图表示某生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验过程,其中SDS(一种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜,还能与脂质和蛋白质结合。当SDS遇到钾离子时,钾离子可以置换SDS中的钠离子,产生不溶于水的PDS沉淀。
(1)向剪碎的羊肝中加入食盐的主要作用是什么?将羊肝匀浆放入65 ℃水浴锅中水浴10 min以除去部分杂质的主要实验原理是什么?提示:溶解DNA。蛋白质在65 ℃高温下会变性,而DNA能耐受这一温度。(2)方法1的步骤①中加入洗涤剂的作用是什么?提示:瓦解细胞膜和核膜。
(3)要比较3种方法获得的絮状物中DNA的含量,请写出实验思路。提示:取3支试管,分别加入等量的3种絮状物,并用等量的浓度为2 ml/L的NaCl溶液溶解;再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并沸水浴加热;待试管冷却后,比较3支试管中蓝色的深浅。
归纳总结DNA的粗提取与鉴定实验的注意事项。(1)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料,原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA),可选用鸡血细胞作材料。(2)二苯胺试剂要现用现配,否则会影响鉴定的效果。
(3)提取植物细胞的DNA,在研磨时加入NaCl的目的是溶解DNA。(4)在DNA进一步提纯时,选用冷却的体积分数为95%的酒精溶液的作用是溶解杂质和析出DNA。
典例剖析【例3】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中可能含有蛋白质答案:B
解析:低温时DNA酶的活性较低,过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解,A项正确。离心研磨液是为了加速细胞碎片沉淀,B项错误。沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色,C项正确。由于是粗提取,因此DNA中很可能含有蛋白质,D项正确。
学以致用3.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )A.用蒸馏水使家兔的红细胞涨破,可获取富含DNA的滤液B.DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精,但可溶于浓度为2 ml/L的NaCl溶液C.新鲜的洋葱和香蕉可作为实验材料提取DNA,而菠菜不能用于提取DNAD.鉴定DNA时,应将丝状物直接加入二苯胺试剂中并进行沸水浴
解析:兔属于哺乳动物,哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核,不能用于DNA的粗提取,A项错误。DNA含量高,并且材料易得的生物都可以作为提取DNA的材料,所以菠菜也可以作为提取DNA的材料,C项错误。鉴定DNA时,将丝状物溶于浓度为2 ml/L的NaCl溶液后加入二苯胺试剂,进行沸水浴,冷却后溶液呈蓝色,D项错误。
1.实施基因工程的最终目的是( )A.提取生物体的DNA分子B.对DNA分子进行人为剪切C.在生物体外对DNA分子进行改造D.创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品答案:D
2.下列有关下图所示黏性末端的说法,错误的是( )A.甲、乙、丙黏性末端是由不同的限制性内切核酸酶切割产生的B.甲、乙之间可相互连接,甲、丙之间不能相互连接C.DNA连接酶的作用位点在b处,催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键D.切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
解析:DNA连接酶的作用位点在a处,催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
3.下列关于DNA连接酶的叙述,正确的是( )A.DNA连接酶需要模板,连接的是两条链碱基对之间的氢键B.基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA连接酶C.T4 DNA连接酶既可以连接黏性末端,又可以连接平末端 DNA连接酶只能连接平末端答案:C
解析:DNA连接酶不需要模板,催化形成的是磷酸二酯键,A项错误。DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与核苷酸链之间形成磷酸二酯键,因此不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶,B项错误。E.cli DNA连接酶只能连接黏性末端,D项错误。
4.下列利用洋葱进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )A.洋葱切碎,倒入研磨液,充分研磨后过滤,弃去上清液B.采用体积分数为95%的酒精溶液析出DNA的方法可去除部分杂质C.使用塑料离心管是因为玻璃离心管容易破损D.将白色丝状物溶解在NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后振荡,观察颜色变化答案:B
1.概述基因工程的概念,关注基因工程的诞生和发展历程,认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。2.运用结构与功能观,说明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用及特点,概述基因工程中载体需要具备的条件,培养科学思维能力。3.通过“DNA的粗提取与鉴定”活动, 发展科学探究素养和自主学习、设计方案等能力。
一、基因工程的概念1.操作场所:生物体外。2.操作技术:转基因等技术。3.操作结果: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产品。4.操作水平:DNA分子水平。因此基因工程又叫作重组DNA技术。
微思考1为什么不同生物的DNA可以进行体外重组?提示:不同生物中DNA分子的基本组成单位相同,都是4种脱氧核苷酸;空间结构相同,都是规则的双螺旋结构;生物界共用一套遗传密码,相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。
微判断11.基因工程育种的优点是可以集中亲本的优良性状。( )2.通过基因工程改造成的生物为新物种。( )3.基因工程育种与杂交育种相比的优点是打破了生殖隔离。( )
二、重组DNA技术的基本工具1.限制性内切核酸酶——“分子手术刀”。(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2)作用特点:具有专一性。①识别双链DNA分子的特定核苷酸序列。②使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。(3)识别序列的特点:大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。
(4)结果:产生DNA片段末端(通常有黏性末端和平末端两种形式)。
2.DNA连接酶——“分子缝合针” 。(1)作用:将切下来的双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。(2)结果:拼接成新的DNA分子。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。(1)作用:将外源基因送入受体细胞。(2)常用载体——质粒。①本质:一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
②作为载体的条件:a.有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中;b.进入受体细胞后,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;c.常有特殊的标记基因,便于重组DNA分子的筛选。(3)其他载体:噬菌体、动植物病毒等。微点拨 相同的黏性末端不一定来自同一种限制酶的切割,可能来自不同限制酶的切割。
微思考2DNA连接酶和DNA聚合酶的作用部位相同吗?提示:相同。两种酶的作用部位都是磷酸二酯键,只是DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上,且需要以一条DNA链为模板。
微判断21.重组DNA技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。( )2.不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。( )3.用作载体的质粒DNA分子上至少含有一个限制酶切割位点。( )4.T4 DNA连接酶既能连接黏性末端,又能连接平末端。( )
三、DNA的粗提取与鉴定1.提取原理:(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,它能溶于物质的量浓度为 2 ml/L的NaCl溶液。 2.鉴定原理:在一定温度下,DNA遇 二苯胺 试剂会呈现 蓝 色。
微训练 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )A.酵母菌和菜花均可作为提取DNA的材料B.DNA能溶于物质的量浓度为2 ml/L的NaCl溶液C.向洋葱研磨液中加蒸馏水搅拌,可见玻璃棒上有白色丝状物D.向DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴加热,冷却后变蓝答案:C
解析:原则上含DNA的生物材料都能作为提取DNA的材料,只是选用DNA含量高的生物组织,成功的可能性更大;DNA在物质的量浓度为2 ml/L的NaCl溶液中溶解度较高;向洋葱研磨液的上清液中加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液,静置2~3 min,可见有白色丝状物产生;向DNA溶液中加入二苯胺试剂后需沸水浴加热,待冷却后溶液变蓝。
一限制酶和DNA连接酶问题探究“工欲善其事,必先利其器。”我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉,就是通过精心设计,用“分子工具”构建成的。其中一种工具为“分子手术刀”——限制酶。
(1)限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,推测它在原核生物中的作用是什么?它会不会切割自身的DNA分子?提示:原核细胞容易受到外源DNA的入侵,原核细胞中的限制酶能够切割入侵的外源DNA而保护自身。原核细胞中的限制酶不会切割自身的DNA分子,因为自身的DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰而不被识别。
(2)限制酶和DNA连接酶的作用是否都体现了酶的专一性?提示: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,体现了酶的专一性。E.cli DNA连接酶能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,对末端的碱基序列没有要求;T4 DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端,又可以连接双链DNA片段的平末端,都对末端的碱基序列没有要求,因此DNA连接酶的作用没有体现酶的专一性。
(3)如何判断两个黏性末端是否由同一种限制酶切割产生?提示:将其中一个黏性末端旋转180°,看两个末端的碱基序列是否完全相同。若相同,则说明这两个黏性末端是由同一种限制酶切割产生的。
归纳总结1.限制酶。(1)限制酶的作用。限制酶具有特殊的识别和切割功能,在基因工程中,一方面被用于切割含目的基因的DNA分子,以获取目的基因;另一方面用于切割载体。
(2)识别序列的特点。呈现碱基互补对称,无论是奇数个碱基,还是偶数个碱基,都可以找到一条中轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如 以中轴线为轴,两侧碱基互补对称; 以 为轴,两侧碱基互补对称。
(3)限制酶的切割方式。①上下交错切割:限制酶在DNA双链的不同位置切割DNA(即在识别序列的中轴线两侧切割),产生的DNA片段的末端两条链一长一短,不是平齐的,即黏性末端,如下图所示。
②上下对称切割:限制酶在DNA双链的相同位置切割DNA(即沿着识别序列的中轴线切割),这样产生的末端两条链平齐,即平末端,如下图所示。
特别提醒 限制酶是一类酶而不是一种酶。限制酶的化学本质为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强酸或强碱均易使之变性失活。
2.限制酶切割位点与DNA片段的关系。(1)链状DNA分子上如果有1个酶切位点,用限制酶切割后形成2个DNA片段;如果有2个酶切位点,用限制酶切割后形成3个DNA片段,以此类推。(2)环状DNA分子上如果有1个酶切位点,用限制酶切割后形成1个链状DNA,且长度不发生变化;如果有2个酶切位点,用限制酶切割后形成2个DNA片段,以此类推。(3)将1个基因从DNA分子上切割下来,需要切割2处。
3.限制酶和DNA连接酶的关系。(1)区别。
(2)两者的关系可用下图表示。①限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。②DNA连接酶起作用时,不需要模板。③不同限制酶切割形成的黏性末端,如果互补,则可以拼接。
典例剖析【例1】下列是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。
下列叙述正确的是( )A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的B.②片段是在酶切位点为 的限制酶作用下形成的C.①和④ 2个片段在DNA聚合酶的作用下形成重组DNA分子D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键答案:D
解析:题图中①④是由同一种限制酶切割形成的,具有相同的黏性末端,②经过限制酶切割后形成的是黏性末端,③经过限制酶切割后形成的是平末端,因此①~④ DNA片段是由3种限制酶切割后产生的,A项错误。切割②片段的限制酶的识别序列为GAATTC,识别位点为G与A之间,B项错误。由于①④具有相同的黏性末端,所以能用DNA连接酶连接起来形成重组DNA分子,C项错误。
学以致用1.下图是3种限制性内切核酸酶对DNA分子的识别序列和切割位点图(箭头表示切割位点,切出的断面为黏性末端)。下列叙述错误的是( )
A.不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点,体现了酶的专一性B.限制酶2和限制酶3的识别序列均为6个核苷酸C.限制酶1和限制酶3切割得到的黏性末端相同D.能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2答案:D解析:限制酶只能识别特定的DNA序列,因此3种限制酶均不能识别和切割RNA中的核苷酸序列。
二基因进入受体细胞的载体问题探究穿梭载体是一类具有两种不同复制原点,能在两种不同的生物体(物种不同)中复制的载体,一般在原核细胞和真核细胞中都能复制和表达,如Ti质粒。
(1)细胞膜上的载体与基因工程中的载体是否相同?请说明理由。提示:否。①化学本质不同:细胞膜上的载体的化学成分是蛋白质;基因工程中的载体可能是有特定结构的DNA分子,如质粒(DNA),也可能是生物,如动植物病毒等。②功能不同:细胞膜上的载体的功能是协助物质进出细胞;基因工程中的载体是一种“分子运输车”,负责把目的基因导入受体细胞。
(2)天然质粒能直接用于基因工程中吗?提示:天然质粒上一般没有特殊的标记基因,不能直接用于基因工程中。
归纳总结1.在基因工程中,使用载体有两个目的:一是用它作为运输工具,将外源基因送入受体细胞;二是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量的复制。
2.质粒作为载体必须具备的条件。
3.目的基因插入质粒的位置图示。目的基因不能插入标记基因内,否则会影响标记基因的表达,导致不能进行重组DNA分子的筛选。
4.标记基因的筛选原理。载体上的标记基因一般是某种抗生素的抗性基因,而未导入该基因的受体细胞没有抵抗该抗生素的能力。将含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞,抗性基因在受体细胞内表达,受体细胞对该抗生素产生抗性。在含有该抗生素的培养基上,能够生存的是被导入了基因表达载体的受体细胞。原理如下图所示。
典例剖析【例2】下面是四种不同质粒的示意图,其中Ori为复制必需的序列,AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,箭头表示一种限制性内切核酸酶的酶切位点。
若要得到一个能在含四环素的培养基上生长而不能在含氨苄青霉素的培养基上生长的含重组DNA的细胞,应选用的质粒是( )答案:C
答案:A解析:B项质粒上没有标记基因,不适合作为载体。C项和D项质粒的标记基因上都有限制酶的切割位点,用限制酶切割后,标记基因会被破坏,故均不宜选作载体。
下列适于作为图示目的基因载体的质粒是( )
三DNA的粗提取与鉴定问题探究下图表示某生物兴趣小组进行的DNA粗提取实验过程,其中SDS(一种表面活性剂)除了能瓦解细胞膜和核膜,还能与脂质和蛋白质结合。当SDS遇到钾离子时,钾离子可以置换SDS中的钠离子,产生不溶于水的PDS沉淀。
(1)向剪碎的羊肝中加入食盐的主要作用是什么?将羊肝匀浆放入65 ℃水浴锅中水浴10 min以除去部分杂质的主要实验原理是什么?提示:溶解DNA。蛋白质在65 ℃高温下会变性,而DNA能耐受这一温度。(2)方法1的步骤①中加入洗涤剂的作用是什么?提示:瓦解细胞膜和核膜。
(3)要比较3种方法获得的絮状物中DNA的含量,请写出实验思路。提示:取3支试管,分别加入等量的3种絮状物,并用等量的浓度为2 ml/L的NaCl溶液溶解;再向各试管中加入等量的二苯胺试剂并沸水浴加热;待试管冷却后,比较3支试管中蓝色的深浅。
归纳总结DNA的粗提取与鉴定实验的注意事项。(1)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料,原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA),可选用鸡血细胞作材料。(2)二苯胺试剂要现用现配,否则会影响鉴定的效果。
(3)提取植物细胞的DNA,在研磨时加入NaCl的目的是溶解DNA。(4)在DNA进一步提纯时,选用冷却的体积分数为95%的酒精溶液的作用是溶解杂质和析出DNA。
典例剖析【例3】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中可能含有蛋白质答案:B
解析:低温时DNA酶的活性较低,过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解,A项正确。离心研磨液是为了加速细胞碎片沉淀,B项错误。沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色,C项正确。由于是粗提取,因此DNA中很可能含有蛋白质,D项正确。
学以致用3.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )A.用蒸馏水使家兔的红细胞涨破,可获取富含DNA的滤液B.DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精,但可溶于浓度为2 ml/L的NaCl溶液C.新鲜的洋葱和香蕉可作为实验材料提取DNA,而菠菜不能用于提取DNAD.鉴定DNA时,应将丝状物直接加入二苯胺试剂中并进行沸水浴
解析:兔属于哺乳动物,哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核,不能用于DNA的粗提取,A项错误。DNA含量高,并且材料易得的生物都可以作为提取DNA的材料,所以菠菜也可以作为提取DNA的材料,C项错误。鉴定DNA时,将丝状物溶于浓度为2 ml/L的NaCl溶液后加入二苯胺试剂,进行沸水浴,冷却后溶液呈蓝色,D项错误。
1.实施基因工程的最终目的是( )A.提取生物体的DNA分子B.对DNA分子进行人为剪切C.在生物体外对DNA分子进行改造D.创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品答案:D
2.下列有关下图所示黏性末端的说法,错误的是( )A.甲、乙、丙黏性末端是由不同的限制性内切核酸酶切割产生的B.甲、乙之间可相互连接,甲、丙之间不能相互连接C.DNA连接酶的作用位点在b处,催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键D.切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
解析:DNA连接酶的作用位点在a处,催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
3.下列关于DNA连接酶的叙述,正确的是( )A.DNA连接酶需要模板,连接的是两条链碱基对之间的氢键B.基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA连接酶C.T4 DNA连接酶既可以连接黏性末端,又可以连接平末端 DNA连接酶只能连接平末端答案:C
解析:DNA连接酶不需要模板,催化形成的是磷酸二酯键,A项错误。DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与核苷酸链之间形成磷酸二酯键,因此不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶,B项错误。E.cli DNA连接酶只能连接黏性末端,D项错误。
4.下列利用洋葱进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )A.洋葱切碎,倒入研磨液,充分研磨后过滤,弃去上清液B.采用体积分数为95%的酒精溶液析出DNA的方法可去除部分杂质C.使用塑料离心管是因为玻璃离心管容易破损D.将白色丝状物溶解在NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后振荡,观察颜色变化答案:B
相关课件
高中人教版 (2019)第1节 重组DNA技术的基本工具课前预习课件ppt： 这是一份高中人教版 (2019)第1节 重组DNA技术的基本工具课前预习课件ppt，共17页。
高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具示范课课件ppt： 这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具示范课课件ppt，文件包含人教版高中生物选择性必修3第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具课件ppt、人教版高中生物选择性必修3课时跟踪检测十二重组DNA技术的基本工具含答案doc等2份课件配套教学资源，其中PPT共57页， 欢迎下载使用。
生物选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具备课ppt课件： 这是一份生物选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具备课ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了目标素养，知识概览等内容，欢迎下载使用。
