第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二生物选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 单项）

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的作用。　2.关注基因工程的诞生和发展历程， 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。　3.明确DNA的粗提取与鉴定的原理，进行相关实验操作。 知识点一　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； ②DNA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； ②DNA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； ⑤PCR技术的发明 [思维辨析] 1．基因工程是人工操作导致的染色体变异，变异是不定向的。(×) 2．S型细菌的DNA进入R型细菌并使R型细菌转化为S型细菌，发生了基因重组。(√) 3．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫作重组DNA技术。(√) 4．科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。(√) 探究点　分析基因工程的理论基础，提高理解能力 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的，并且只能在同一物种间进行；基因工程可以使基因在不同物种间进行重组，并且方向性强，可以定向地改变生物的性状。 2．不同生物的DNA分子能拼接起来的原因是什么？ 提示：①DNA分子的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸；②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构；③所有生物DNA碱基对均遵循严格的碱基互补配对原则。 3．外源基因能够在受体内表达，并使受体表现出相应的性状，为什么？ 提示：①基因是控制生物体性状遗传物质的结构和功能单位，具有相对独立性；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。 归纳总结 基因工程的理论基础 学生用书↓第64页 科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列不是这一先进技术的理论依据的是(　　) A．所有生物共用一套遗传密码 B．基因能控制蛋白质的合成 C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则 D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 D　[题干表述的是将目的基因导入受体细胞并得以表达的过程，目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质，说明控制其合成的mRNA上的密码子是共用的，相同的密码子决定相同的氨基酸，A正确；基因通过转录获得mRNA，进而控制蛋白质的合成，B正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，只要是双链DNA都遵循碱基互补配对原则，其组成原料都是四种脱氧核苷酸，C正确；生物之间是否有共同的原始祖先与重组DNA技术之间没有必然关系，D错误。] 针对练1.玉米的PEPC酶固定CO2的能力较水稻的强60倍。我国科学家正致力于将玉米的PEPC基因导入水稻中，以提高水稻产量。下列有关该应用技术的叙述，不正确的是(　　) A．该技术是在DNA水平上进行设计和施工的 B．该技术的操作环境是生物体内 C．该技术的原理是基因重组 D．该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型 B　[由题意可知，该技术为基因工程，是在生物体外进行的操作，B错误。] 针对练2.(2023·韩城市期末)将某些病毒的抗病基因导入植物中，可培育转基因抗病植物，此项研究遵循的原理是(　　) A．基因突变，RNA→DNA→蛋白质 B．基因重组，DNA→RNA→蛋白质 C．细胞工程，RNA→DNA→蛋白质 D．基因重组，RNA→DNA→蛋白质 B　[将一种生物的基因导入另一种生物体内，使其表达产生相应的物质或性状，这采用的是转基因技术，该技术的原理是基因重组；基因表达的过程为：DNA(抗病基因)→RNA→蛋白质(抗病性状)，B正确。] 知识点二　重组DNA技术的基本工具 1．限制性内切核酸酶——“分子手术刀” (1)简称：限制酶。 (2)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (3)种类：已分离数千种。 (4)功能：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 (5)酶切结果 ①黏性末端：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。 ②平末端：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——“分子缝合针” (1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。 (2)种类 项目 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 特点 只能连接黏性末端 既可以连接黏性末端，又可以连接平末端