第1节 第1课时 基因工程的工具与DNA的粗提取和鉴定(课件PPT)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程(浙科版2019)

培养学习志向·勇担社会责任 生物改良的新途径——基因工程 从远古时代的植物驯化到20世纪初植物育种学的建立，人类无时无刻不在努力进行动植物的遗传改良，希望能让它们更好地为人类服务。 传统的育种方法从遗传学本质上讲，是以自然条件下的基因突变体为种质基础，以有性杂交为基因导入手段，以选择优良基因型重组体为目的的植物性状改良过程。例如，我们的祖先利用野生稻逐渐培育出栽培水稻的过程，依靠的就是传统育种方法。 由于远缘杂交会受到生殖隔离的影响，传统的育种方法一般难以在短时间内获得新的突破。 基因工程开辟了一条基因在植物、动物、微生物等不同生物之间的“交流”新途径。 基因工程让人类的某些遐想早就成为现实。目前，我国批准了番木瓜、棉花的转基因品种的种植，也批准了进口转基因大豆、油菜、玉米等作为加工原料。更多的转基因产品正在实验过程中。那么，基因工程是如何实施的？在农业、食品业和医药业中到底具有哪些应用价值呢？下面就让我们进入基因工程的学习吧！ 第一节　基因工程赋予生物新的遗传特性 1．概述基因工程的建立过程。 2．说明基因工程中工具酶和载体的作用。 3．掌握DNA的粗提取和鉴定的原理和过程。 第1课时　基因工程的工具与DNA的粗提取和鉴定 [主干知识梳理] 一、基因工程的建立过程 概念 基因工程是指有意识地把一个人们所需要的_____转入另一个生物体中，使后者获得新的__________或表达所需要产物的技术 目的 通过在_____水平上对基因进行直接操控，打破常规育种难以突破的_____间的界限 核心 构建重组DNA分子又被称为重组DNA分子 基因 遗传性状 分子 物种 理论基础 (1)20世纪，一批分子生物学家证明了_____是遗传物质，确立并逐步完善了“中心法则”，阐明了遗传信息的传递和表达的机制； (2)除了极个别情况，自然界中不同生物共用一套__________ 生物技术 工具酶、载体、DNA分子剪切、连接及复制的技术的实现 续表 DNA 遗传密码 二、重组DNA技术的重要工具 1．限制性内切核酸酶(限制酶) 来源 主要存在于_____等微生物中 功能特点 能够识别________________的一小段核苷酸序列，并催化其中特定的两个核苷酸之间的___________水解，使得DNA双链在特定的位置断开 作用结果 黏性末端 断开后的DNA末端有凸出的单链部分 平末端 断开后的DNA末端没有单链部分 细菌 双链DNA上特定 磷酸二酯键 2.DNA连接酶 (1)作用：将不同来源的2个DNA分子的双链通过_____________分别连接起来，形成一个稳定的重组DNA分子。 (2)种类 项目 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 _________ ____________ 特点 只能连接__________ 既可以连接黏性末端，又可以连接_______ 磷酸二酯键 大肠杆菌 T4噬菌体 黏性末端 平末端 3.载体 (1)概念：具备__________能力、能与__________相连接并将其送入受体细胞中进行扩增的DNA分子。 (2)理想载体的3个特征 ①含有__________ ，能够独立自主复制并稳定存在。 ②含有一种或多种_________________的识别序列，方便外源基因插入载体中。 ③具有筛选作用的__________ ，以便能够通过表型鉴别含有载体的细胞。 自主复制 外源DNA 复制起点 限制性内切核酸酶 标记基因 (3)常用载体——质粒 本质 独立于细菌拟核DNA之外的较小的___________分子 特点 质粒在细菌内可以独立自主复制，具有多种_________________识别序列，其携带的基因也会控制细菌的某些性状 (4)其他载体：有些__________病毒及噬菌体。 环状DNA 动、植物 限制性内切核酸酶 三、DNA的粗提取和鉴定 1．实验原理 (1)提取DNA的原理：利用_____与其他物质成分在物理和化学性质上的差异，通过一定的方法，去除其他成分，提取DNA。 ①DNA在NaCl溶液中的溶解性：DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，它在________的NaCl溶液中溶解度高。 ②DNA在酒精溶液中的溶解性：DNA _____于酒精，但某些蛋白质_____酒精。若在提取液中加入95%的冷酒精，能使DNA钠盐形成絮状沉淀物而析出。 (2)鉴定DNA的原理 在沸水浴的条件下，DNA遇_______会被染成蓝色。 DNA 2 mol/L 不溶 溶于 二苯胺 2．方法步骤 [预习效果自评] 1．判断下列说法的正误 (1)限制性内切核酸酶只能用于剪切目的基因。 ( ) 提示：限制性内切核酸酶可用于剪切目