内容正文:
第1节 重组DNA技术的基本工具
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人教生物学 选择性必修3
[学习目标]
1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。
2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。
3.DNA的提取和鉴定。
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必备知识 自主学习
核心要点 合作探究
课堂检测 素养达标
课时作业 巩固训练
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一 基础理论和技术的发展催生了基因工程
1.基因工程概念
(1)操作环境:生物体外。
(2)操作水平:__________水平。
(3)主要技术:_______________和________等技术。
(4)操作结果:赋予生物新的__________,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(5)育种原理:__________。
DNA分子
体外DNA重组
转基因
遗传特性
基因重组
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2.基因工程的诞生和发展(摘要)
(1)1953年,沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出了遗传物质__________的假说。
(2)1970年,在细菌体内发现了第一个____________________________,后来又发现了多种限制酶、____________等。
(3)1972年,伯格首先在体外进行DNA改造,并成功地构建了第一个体外重组DNA分子。
(4)1983年,科学家采用____________法培育了世界上第一例转基因烟草。
自我复制
限制性内切核酸酶(简称限制酶)
DNA连接酶
农杆菌转化
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(5)1984年,我国科学家朱作言领导的团队培育了世界上第一条转基因鱼。
(6)基因工程是在生物化学、____________和微生物学等学科的基础上发展起来的。
分子生物学
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二 基因工程的基本工具
1.限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)——“分子手术刀”
(1)来源:主要来自__________。
(2)特点:具有专一性。
(3)功能:识别双链DNA分子的____________________,并且使每一条链中特定部位的______________断开。
(4)作用结果:当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时,产生的是__________;当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是__________。
原核生物
特定核苷酸序列
磷酸二酯键
黏性末端
平末端
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2.DNA连接酶——“分子缝合针”
(1)种类
比较项目 种类
E.coli DNA 连接酶 T4 DNA连接酶
来源 _________ _________
特点 只能“缝合”具有______________的双链DNA片段 既可以“缝合”双链DNA片段互补的_________,又可以“缝合”双链DNA片段的________
大肠杆菌
T4噬菌体
互补黏性末端
黏性末端
平末端
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(2)功能:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的____________。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)种类:通常用________作为载体,另外还有噬菌体和______________等。
磷酸二酯键
质粒
动植物病毒
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(2)作用
①将外源基因送入受体细胞。
②在受体细胞内对目的基因进行大量________。
(3)必备条件
①质粒DNA分子上有一个至多个_________________,供外源DNA片段(基因)插入其中。
②能在细胞中进行__________,或整合到受体DNA上,随受体DNA___________。
复制
限制酶切割位点
自我复制
同步复制
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③在基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上经过人工改造的,这些质粒上常有特殊的___________,其作用是便于重组DNA分子的筛选。
④对受体细胞无害。
标记基因
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三 DNA的粗提取与鉴定
1.实验原理
(1)提取思路:DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异,可以利用这些差异,选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。
(2)DNA的性质:利用DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,可初步分离DNA与蛋白质;DNA在不同浓度的__