3.1 重组DNA技术的基本工具-【正禾一本通】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 不定项）

第3章 基因工程 第1节　重组DNA技术的基本工具 课程标准 核心素养 1.概述DNA重组技术所需的三种基本工具及其作用。 2.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.进行DNA的粗提取与鉴定 1.生命观念：通过分析重组DNA技术所需三种工具的特点和作用，形成生命的信息观、结构与功能观。 2.科学思维：通过比较限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等的区别，培养归纳与概括的科学思维能力。 3.科学探究：通过“DNA的粗提取与鉴定”的实验，培养实验设计及实验操作能力。 4.社会责任：通过分析基因工程的诞生和发展历程，认同基础理论的发展和科学技术的进步促进基因工程的发展 　高效导学01步　预习新知，落实必备知识 一、基因工程的概念 别名 重组DNA技术 操作环境 生物体外 操作对象 基因 操作水平 DNA分子水平 技术手段 转基因等技术 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 二、基因工程的诞生和发展 1.基础理论 (1)DNA是遗传物质的证明。 (2)DNA双螺旋结构模型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。 2.技术支持 (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。 (4)DNA测序和合成技术的发明。 (5)PCR技术的发明。 三、重组DNA技术的基本工具 1.限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀” (1)来源：主要从原核生物中分离纯化出来。 (2)作用：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酸二酯键断开。 (3)作用结果：产生黏性末端或平末端。 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“缝合”具有互补黏性末端的双链DNA片段 既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1)种类：质粒、噬菌体、动植物病毒等。 (2)常用载体——质粒 ①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质粒作为载体必须具备的条件及原因 条件 分析 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 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 可携带多个或多种外源基因 具有特殊的标记基因 便于重组DNA分子的筛选 无毒害作用 避免受体细胞受到损伤 (3)作用 ①相当于一种运输工具，将外源基因送入受体细胞。 ②携带外源基因在受体细胞内大量复制。 四、DNA的粗提取与鉴定 1.实验原理 (1)提取原理：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。例如： ①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2__mol/L的NaCl溶液。 (2)鉴定原理：在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 2.实验流程 【教材问题·心中明】 从社会中来·提示 P70 限制酶、DNA连接酶、载体。限制酶：准确切割DNA分子；DNA连接酶：将DNA片段连接起来；载体：将体外重组的DNA分子导入受体细胞。 ·提示 P71 原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身的安全。 P72 不是。(1)DNA聚合酶只能催化单个核苷酸加到已有的核酸片段3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是催化单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。(2)DNA聚合酶以一条DNA链为模板，催化形成与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶催化具有互补黏性末端或平末端的DNA片段连接起来，它不需要模板。此外，两者虽然都是蛋白质，但它们的组成和性质各不相同。 思考·讨论·提示 P731.剪刀代表限制酶；透明胶条代表DNA连接酶。 2.根据实际操作情况进行作答。如果制作的黏性末端的碱基不能互补配对，可能是剪切位点或连接位点选得不对，也可能是其他原因。 3.不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。 【概念辨析·试身手】 (1)限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。(×) 提示：大多