1.1 DNA重组技术的基本工具-2021-2022学年高中生物选修3【名师导航】同步Word教参(人教版)

1.1　DNA重组技术的基本工具 学习目标：1.了解基因工程的概念、诞生及发展。　2.掌握限制酶及DNA连接酶的种类及作用。(重、难点)　载体的种类及应具备的条件。(难点) 一、基因工程及工具酶 1．基因工程的概念 (1)操作场所：生物体外。 (2)操作技术：DNA重组和转基因等技术。 (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。 2．基因工程的诞生与发展(连线) 提示：①④⑧—A　②③⑤⑥⑦—B 3．限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)来源：主要来自原核生物。 (2)种类：约4 000种。 (3)特点：具有专一性，表现在两个方面： ①识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。 ②切割——特定核苷酸序列中的特定位点。 (4)作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 (5)结果：产生黏性末端或平末端。 4．DNA连接酶——“分子缝合针” 种类 E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 特点 缝合黏性末端 缝合黏性末端和平末端 作用 缝合双链DNA片段，恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键 二、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1)种类 ①质粒：常存在于原核细胞和酵母菌中，是一种分子质量较小的、环状的、裸露的DNA分子，独立于拟核之外。 ②λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。 (2)目的 ①将目的基因转运到宿主细胞中去。 ②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 (3)必备条件 ①在宿主细胞中保存下来并大量复制。 ②有多个限制酶切割位点。 ③有一定的标记基因，便于筛选。 ④对受体细胞无害。 2．重组DNA分子的模拟操作 (1)材料用具：剪刀代表EcoR Ⅰ，透明胶条代表DNA连接酶。 (2)切割位点 ①分别从两块硬纸板上的一条DNA链上找出G—A—A—T—T—C序列，并选G—A之间作切口进行“切割”。 ②再从另一条链上互补的碱基之间寻找EcoR Ⅰ相应的切口剪开。 (3)操作结果：若操作正确，不同颜色的黏性末端应能互补配对；否则，说明操作有误。 1．判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)基因工程的原理是基因重组，不过在这里这种变异是定向的。 (　　) (2)DNA重组技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。 (　　) (3)DNA聚合酶也可以用作DNA重组技术的工具。 (　　) (4)限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身有害。 (　　) (5)不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端相同。 (　　) (6)DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端。 (　　) (7)载体的种类有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等，其中动植物病毒必须是DNA病毒。 (　　) 提示：(1)√ (2)×　载体是DNA重组技术所需的工具，不是工具酶。 (3)×　DNA重组技术的工具有限制酶、DNA连接酶和载体，没有DNA聚合酶。 (4)×　限制酶在原来的原核细胞内用于切割外源DNA，使之失效，从而保护自身。 (5)√ (6)×　E·coli DNA连接酶不能连接平末端。 (7)√ 2．下列哪项不是基因工程中经常使用的运载目的基因的载体(　　) A．细菌质粒　　　　　 B．λ噬菌体的衍生物 C．细菌核区中的DNA D．动植物病毒 C　[细菌核区中的DNA是大型环状DNA，不宜做载体；常用载体为细菌质粒、λ噬菌体的衍生物以及动植物病毒等。] 3．基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是 (　　) A．目的基因　限制酶　载体　受体细胞 B．重组DNA　RNA聚合酶　限制酶　连接酶 C．工具酶　目的基因　载体　受体细胞 D．模板DNA　mRNA　质粒　受体细胞 C　[基因工程是把供体生物的基因(目的基因)导入受体(细胞)，并使其成功表达，以使受体获得新的遗传特性的过程。因此该过程需要有目的基因、受体细胞及工具(工具酶和载体)。] 基因工程的概念 背景材料　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。培育抗虫棉首先要在体外对含有抗虫基因的DNA分子进行“切割”、改造、修饰和“拼接”，然后导入棉花体细胞内，并使重组DNA在细胞中表达。 [思考交流] 1．填写下表，理解基因工程的概念。 手段 通过体外________和________等技术，赋予生物以新的________ 目的 按照人们的愿望，创造出更符合人们需要的新的________和________ 设计和施工水平 ____________水平 提示：DNA重组　转基因　遗传特性　生物类型　生物产品　DN