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(共23张PPT)
1.基因是什么？
2.基因的功能是什么？
基因通过控制蛋白质的合成，直接或间接控制生物的性状。
知识回顾——基因
基因是有遗传效应的DNA片段。
①DNA中文全称:　　　　　　　②组成元素:　　　　　　　　
③基本单位:　　　　　　　　　
脱氧核糖核酸
C H O N P
脱氧核糖核苷酸
= 磷酸 + 脱氧核糖 + 含氮碱基
DNA的结构特点：
② 和 交替连接，排列在外侧，构成 ； 排列在内侧。
③两条链上的碱基通过 连接成碱基对，且遵循 。
①DNA是由两条单链组成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。
反向平行
脱氧核糖
磷酸
碱基
基本骨架
氢键
碱基互补配对原则
第3章　基因工程
3.1 重组DNA技术的基本工具
我国是棉花的生产和消费大国。在棉花种植过程中常常会受到一些害虫的侵袭，其中以棉铃虫最常见。
大量施用农药
×
抗虫基因
转基因
基因工程
能不能将“杀虫基因”导入到棉花细胞，使棉花自身产生抗虫蛋白来抵抗棉铃虫呢？
1.理解基因工程的概念
2.记住重组DNA技术需要的限制酶的作用、特点
阅读教材P67和P71梳理以下问题（5分钟），重点交流红色字问题（8分钟）
1.基因工程的概念？别名？操作对象？操作水平？目的？优点？
2..基因工程技术引起的生物变异类型（原理）？
4.基本过程？基因工程的三种工具？
5.为什么不同生物的DNA可以进行拼接？
6.为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？
7.分子手术刀的名称、简称、来源、多少种、作用、作用结果。氢键怎么断？识别序列的组成？
8.请说出EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列（怎么读）、切割位点、切割形成的末端类型？说明限制酶什么特点 。限制酶切一次产生几个游离的磷酸基团
9.观察EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列，限制酶所识别特定核苷酸序列有什么特点呢？
10.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？
11.为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子
阅读教材P67和P71梳理以下问题（5分钟），重点交流红色字问题（8分钟）
1.基因工程的概念？别名？操作对象？操作水平？目的？优点？
2..基因工程技术引起的生物变异类型（原理）？
4.基本过程？基因工程的三种工具？
5.为什么不同生物的DNA可以进行拼接？
6.为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？
7.分子手术刀的名称、简称、来源、多少种、作用、作用结果。氢键怎么断？识别序列的组成？
8.请说出EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列（怎么读）、切割位点、切割形成的末端类型？说明限制酶什么特点 。限制酶切一次产生几个游离的磷酸基团
9.观察EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列，限制酶所识别特定核苷酸序列有什么特点呢？
10.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？
11.为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子
1.对基因工程概念的理解：
基因工程的别名：
操作对象：
操作水平：
基本过程：
原 理：
目的：
重组DNA技术、转基因技术
基因（DNA）
DNA 分子水平
剪切→拼接→导入→表达
基因重组
创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品
克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状
优 点：
“分子手术刀”
“分子缝合针”
“分子运输车”
【思考】为什么不同生物的DNA可以进行拼接？
①DNA分子的基本组成单位相同，都是4种脱氧核苷酸；
②空间结构相同，
都是规则的双螺旋结构。
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
1＇-C
2＇-C
3＇-C
4＇-C
5＇-C
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
③都遵循碱基互补配对原则
2.基因工程理论基础的分析
【思考】为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？
①基因是控制生物性状的独立遗传单位。
②遗传信息的传递都遵循中心法则。
③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。
4.结果:
限制酶(EcoRⅠ)能识别
序列，并在
和 之间切________ 键,形成 末端。
-GAATTC-
-CTTAAG-
G
A
黏性
磷酸二酯
EcoR I
5'
5'
3'
3'
黏性末端
中轴线
Sma I
5'
5'
3'
3'
平末端
限制酶(SmaⅠ)能识别
序列，并在 和
之间切割形成 末端 。
-CCCGGG-
-GGGCCC-
G
C
平
产生黏性末端或平末端
碱基沿双链DNA中轴线两侧反向对称重复排列
(回文序列）
P71 旁栏思考题
P74 练习与应用
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？
切割侵入细胞的外源DNA，以保证自身安全。
1.想一想，为什么限制酶不切割细菌（原核生物）本身的DNA分子？
原核生物的DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰
对比思考
甲基化
限制酶能切开RNA分子的磷酸二酯键吗？
限制酶只能识别并切开双链DNA分子
“两个特定”
双链DNA分子的特定核苷酸序列，
特定部位的磷酸二酯键断开。
一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
【反馈练习】
下面哪项不具有限制酶识别序列的特征（ ）
A．GAATTC B．GGGGCCCC
CTTAAG CCCCGGGG
C．CTGCAG D．CTAAATC
GACGTC GATTTAG
D
①…CTGCA
…G
②…G
…CTTAA
③ G…
ACGTC…
④ AATTC…
G…
A. ①③；②④ B. ①②；③④ C. ①④；②③ D.以上都不对
【反馈练习】
找找含有相同黏性末端的DNA片段？
思考：①③和②④ 分别是由同种限制酶切割形成的黏性末端吗？
g1
g2
g3
1.现有一段DNA，含有g1、g2、g3，若要将g2提取出来，如何操作？
需要有几个酶切位点？
2
使用EcoRⅠ酶剪切
识别序列GAATTC
g1
g2
g3
CT TCATG AATTCCCTAA
GAAGTACTTAA GGGAT T
GGCATCTTAA
AATTCCGTAG
5‘
5‘
3‘
3‘
拓展延伸
要切2个切口，
断开4个磷酸二酯键；形成4个黏性末端
【自主学习】任务二：阅读教材P72，快速找答案
1.DNA连接酶的作用？种类和各自来源、作用的特点？
2.DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗 为什么
3.从作用部位、作用结果两方面比较限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、解旋酶、DNA(水解)酶
4.载体的作用是什么？有哪些种类？
5.作为载体应具备什么条件①载体能与外源基因连接需具备什么条件？
②载体要使携带的外源基因在受体细胞中稳定存在需具备什么条件？
③我们用肉眼看不到载体是否进入受体细胞，为了便于筛选重组DNA分子，载体需要具备什么条件？
6.细胞膜上的载体与基因工程中的载体有什么不同
细胞膜上的载体与基因工程中的载体的两个“不同”
(1)化学本质不同
①细胞膜上的载体化学成分是蛋白质。
②基因工程中的载体可能是物质，如质粒(DNA)，也可能是生物，如噬菌体、动植物病毒等。
(2)功能不同
①细胞膜上的载体功能是协助细胞膜控制物质进出细胞。
②基因工程中的载体是一种“分子运输车”，把目的基因导入受体细胞。
比较与DNA相关的五种酶
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个或多个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上
解旋酶 碱基对之间的氢键
将双链DNA分子局部解旋为单链
DNA(水解)酶 磷酸二酯键
将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
【核心探讨】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载体的受体细胞。
特殊的标记基因也可以是荧光蛋白基因
根据所学知识，完成以下填空：
①限制酶 ②解旋酶 ③DNA连接酶 ④DNA聚合酶
b
a
A.切断a处的酶为_______
B.连接a处的酶为_______
C.切断b处的酶为_______
①
③④
②
下图表示DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是 (　　)
A.①②③④ B.①②④③
C.①④②③ D.①④③②
C
【反馈练习】
【自主学习】任务三：阅读教材P74-75，快速找答案
1.DNA的提取原理、鉴定原理、实验材料、实验步骤
2.能否选用牛、羊、马、猪等哺乳动物的红细胞做实验材料？能否选用鸡血细胞做实验材料？
3.研磨液成分和作用、体积分数为95%的酒精作用、2mol/L 的NaCl溶液作用
4.研磨的目的？研磨时间不宜太长或者太短行么？在材料处理的过程中加入纤维素酶、果胶酶的作用是？研磨不宜太用力的原因是？若是动物细胞，该如何获取DNA滤液？
5.过滤能用滤纸代替吗？
6.搅拌时应轻缓、并沿一个方向？
7.酒精预冷的作用？
8.怎么确认实验提取出来的是DNA所含杂质较少？若鉴定结果呈现蓝色比较浅，说明什么问题？
9.与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因
（四）结果分析
①材料中的核物质没有充分释放出来，如研磨不充分或蒸馏水的量不够。
②加入酒精后摇动或搅拌时过猛，DNA被破坏。
③二苯胺最好现用现配，否则二苯胺变成浅蓝色，影响鉴定效果。
1.怎么确认实验提取出来的是DNA所含杂质较少？若鉴定结果呈现蓝色比较浅，说明什么问题？
观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。若鉴定结果蓝色比较浅，可能是因为所提取的DNA含量低，或在实验操作过程中出现了失误。
2.与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。
四、探究 实践：DNA的粗提取与鉴定
以血液为实验材料时：
每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止血液凝固。
1. DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是（ ）
A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B. 能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键
C. 能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键
D. 只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，不能连接双链DNA片段的平末端
2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是（ ）
A.大肠杆菌的质粒 B. 切割DNA分子的酶
C. DNA片段的黏性末端 D. 用来识别特定基因的DNA探针
C
A
一、 概念检测
P74 练习与应用

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