第十四单元 基因工程（学案）-【满分学堂】备战2024年高考生物一轮复习单元整体学案（人教版2019）

学科网 字种网票创，让学司更容易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 第十四单元基因工程 第46讲重组DNA技术的基本工具 【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米 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。 【模型构建】 DNA重组技术的基本工具 分子手术刀： 分子缝合针： 分子运输车：基因进 限制酶 DNA连接酶 入受体细胞的载体 作用，部位 磷酸二酯键 常见载体： 作为运载 质粒 体的条件 【自主学习】 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：DNA分子水平。 (③)主要技术：体外DNA重组和转基因等技术。 (4)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。 (⑤)有种原理：基因重组。 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自我复制的假 说。 (2)1970年，在细菌体内发现了第一个限制性内切核酸酶（简称限制酶，后来又发现了多 种限制酶、DNA连接馥等。 (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，科学家采用农杆菌转化法培育了世界上第一例转基因烟草。 (⑤1984年，我国科学家朱作言领导的团队培有了世界上第一条转基因鱼。 学科网 字种网票创，让学司更容易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 (⑥)基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。 二基因工程的基本工具 1.限制性内切核酸酶（也称“限制酶”）一“分子手术刀” (1)来源：主要来自原核生物。 (2)特点：具有专一性。 (③)功能：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梭二 酯壁街开。 (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， 产生的是黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端 2.DNA连接酶 一“分子缝合针” (1)种类 种类 比较项目 E.coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 既可以“缝合”双链DNA片段 只能“缝合”具有互补黏性末 特点 互补的黏性末端，又可以“缝 端的双链DNA片段 合”双链DNA片段的平末端 (2)功能：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键， 3.基因进入受体细胞的载体一“分子运输车” (I)种类：通常用质粒作为载体，另外还有噬菌体和动植物病毒等。 (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复制。 (3)必备条件 ①质粒DNA分子上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。 ②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 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标记基因，其作用是便于重组DNA分子的箭选。 ①对受体细胞无害。 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 学科网 字种网票创，让学贝更容易 JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 蛋白质：DNA在不同浓度的NaCL溶液中溶解度不同，它能溶于2molL的NaCI溶液。 (3)DNA的鉴定：在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以 作为鉴定DNA的试剂。 2.材料选择 富含DNA的材料，如新鲜洋葱（也可以选择香蕉、菠菜、菜花或猪肝等）。 注意：不选择哺乳动物的血液为材料来提取DNA,因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细 胞核和线粒体等，DNA含量太少。 3,方法步骤 (1)研磨：取30g洋葱，切碎，放入研体中，倒入10mL研磨液，充分研磨。 (2)除杂：漏斗中垫上纱布过滤后，在4℃冰箱中静置后取上清液，1500rmin的转速下 离心5min,取上清液。 (3)提取：加入体积相等的、预冷的酒精溶液（体积分数为95。，溶液出现的白色丝状物 是DNA。 方法一：用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，用滤纸吸去上面的水分。 方法二：l0000r/min的转速下离心5min,取沉淀物晾干。 (4)鉴定DNA 试管编号 A管（对照组 B管（实验组） 步骤1 加入2molL的NaC