第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3【精讲精练】人教版（教师用书word）

第1节　重组DNA技术的基本工具 学习目标 1.运用结构与功能观，分析基因工程过程中三种基本工具各自的作用。 生命观念、科学思维 2.关注基因工程的诞生和发展历程，参与讨论基础理论和技术发展是如何促进基因工程发展的。 社会责任 一、基因工程的概念及其诞生和发展 1．基因工程的概念 2．基因工程的诞生和发展 基础理论 技术支持 ①DNA是遗传物质的证明。 ②__DNA双螺旋结构__的提出和半保留复制的证明。 ③中心法则的确立。 ④__遗传密码__的破译 ①基因转移载体和__工具酶__的发现。 ②__DNA__体外重组的实现。 ③重组DNA表达实验的成功。 ④DNA测序和合成技术的发明。 ⑤__PCR__技术的发明 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” 来源 主要是从__原核__生物中分离纯化出来的 种类 数千种 特点 识别双链DNA分子的特定__核苷酸__序列 切割特定核苷酸序列中的特定位点 作用 使每一条链中特定部位的__磷酸二酯键__断开 结果 产生黏性末端或平末端 2．DNA连接酶——“分子缝合针” 3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1)常用载体——质粒 ①化学本质：质粒是一种裸露的、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质粒作为载体所具备的条件及原因 条件 原因 能在细胞中进行__自我复制或整合到受体DNA上__ 能使目的基因稳定存在且数量可扩增 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 在人工改造的质粒上常有特殊的__标记基因__ 便于重组DNA分子的__筛选__ 无毒害作用 对受体细胞无毒害作用，避免受体细胞受到损伤 (2)其他载体：噬菌体、动植物病毒等。 [提醒]　 (1)原核生物(细胞)中限制酶不切割自身DNA的原因是该生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰。 (2)DNA连接酶无识别特异性，对于相同或互补的黏性末端以及平末端都能连接。 三、DNA的粗提取与鉴定 1．实验原理 2．实验步骤 (1)称取约30 g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10 mL研磨液，充分研磨。 (2)去除滤液中的杂质 方案一 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 方案二 直接将洋葱研磨液倒入塑料离心管中，在1 500 r/min的转速下离心5 min，再取上清液 (3)DNA的析出 方案一 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2～3 min，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 方案二 将溶液倒入塑料离心管中，在10 000 r/min的转速下离心5 min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干 (4)DNA的鉴定 取两支20 mL的试管，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL。将丝状物或沉淀物溶解于其中一支试管的NaCl溶液中，再向两支试管中加入4 mL的__二苯胺__试剂。混合均匀后，将试管置于__沸水__中加热5 min，待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。 3．操作提示 (1)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__。 (2)加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧__DNA分子的断裂__，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。 [点拨] (1)利用动物细胞提取DNA破碎细胞的方法：动物细胞无细胞壁，可直接吸水涨破。 (2)不能选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。 (3)提纯DNA时，选用体积分数为95%的冷酒精的原因：体积分数为95%的冷酒精提纯效果更佳。 判断正误 1．重组DNA技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。(×) 2．DNA聚合酶也可以用作DNA重组技术的工具。(×) 3．限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身有害。(×) 4．DNA连接酶可以连接目的基因与载体的氢键，形成重组DNA。(×) 5．载体的种类有质粒、噬菌体、动植物病毒等，其中动植物病毒必须是DNA病毒。(√) 6．DNA连接酶能连接所有相同或互补的黏性末端，故该酶没有专一性。(×) 7．DNA与蛋白质都溶于酒精。(×) 8．在溶有DNA的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色。(×) 探究点一　基因工程中的理论基础 [问题情境] 阅读教材P68～69，回答下列问题： (1)基因工程操作导致的基因重组与有性生殖中的基因重组的主要区别是什么？ 提示：有性生殖中的基因重组是随机