第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材生物选择性必修三同步学习指导(人教版2019)

第３章　 基因工程 第 １ 节　 重组 ＤＮＡ 技术的基本工具 课标要求 １. 简述重组 ＤＮＡ 技术所需的三种基本工具及其作用ꎮ 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ꎮ ３. 进行 ＤＮＡ 的粗提取与鉴定ꎮ 核心素养 １. 科学思维———模拟重组 ＤＮＡ 分子的操作过程ꎬ说出合成新 ＤＮＡ 分子的基本原理ꎮ ２. 社会责任———关注基因工程的社会议题ꎬ参与讨论基础理论和技术发展如何催生了基因工 程ꎮ 知识点一　 基因工程的概念与限制性内切核酸酶 基础知识􀅰双基夯实 　 　 一、基因工程的概念 １. 操作场所:　 生物体外　 ꎮ ２. 操作技术:　 转基因　 等技术ꎮ ３. 操作结果:赋予生物新的　 遗传特性　 ꎬ 创造出更符合人们需要的新的　 生物类型　 和 生物产品ꎮ ４. 操作水平:　 ＤＮＡ 分子　 水平ꎮ 二、重组 ＤＮＡ 技术的基本工具 限制性内切核酸酶(又称限制酶)———“分 子手术刀” １. 来源:主要来自　 原核生物　 ꎮ ２.功能:能够识别双链 ＤＮＡ 分子的某种特 定　 核苷酸序列　 ꎬ并使每一条链中特定部位 的两个核苷酸之间的　 磷酸二酯键　 断开ꎮ ３. 结果:产生　 黏性末端　 或　 平末端　 ꎮ 活 学 巧 练 　 　 １. 基因工程的原理是基因重组ꎬ不过在这 里这种变异是定向的ꎮ ( √ ) ２. 限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身 有害ꎮ ( × ) ３. 不同 ＤＮＡ 分子用同一种限制酶切割形 成的黏性末端相同ꎮ ( √ ) 合 作 探 究 　 　 为什么限制酶主要从原核生物中分离纯化 而来? 推测它在原核生物中的作用是什么? 它 会不会切割自己的 ＤＮＡ 分子? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 065 课内探究􀅰名师点睛 　 　 １. 限制酶作用特点 (１)切割外源 ＤＮＡꎬ对自身的 ＤＮＡ 不起作 用ꎬ从而达到保护自身的目的ꎮ (２)专一性:能够识别双链 ＤＮＡ 分子的特定 核苷酸序列ꎬ并且使每一条链中特定部位的磷酸二 酯键断开ꎮ ２. 限制酶作用结果:经限制酶切割产生的 ＤＮＡ 片段末端通常有两种形式———黏性末端和 平末端ꎮ (１)黏性末端:错位切ꎬ在识别序列的中心 轴线两侧将 ＤＮＡ 分子的两条链分别切开ꎬ产生 的是黏性末端ꎬ如下图ꎮ (２)平末端:平切ꎬ沿着识别序列的中心轴 线切开ꎬ产生的是平末端ꎬ如下图ꎮ ３. 限制酶的识别序列和切割末端的判断 (１)识别序列的特点:呈现碱基 互补对称ꎬ无论是奇数个碱基还是偶 数个碱基ꎬ都可以找到一条中心轴线ꎬ 如右图ꎬ中轴线两侧的双链 ＤＮＡ 上的碱基是反 向对称重复排列的ꎮ 如 以中心线为轴ꎬ两 侧碱基互补对称ꎻ ＣＣＡＧＧ ＧＧＴＣＣ 以 Ａ Ｔ 为轴ꎬ两侧碱基互 补对称ꎮ (２)同一种限制酶一定能切出相同的黏性 末端ꎬ相同的黏性末端不一定来自同一种限制 酶的切割ꎬ但同样能相互连接ꎮ 　 　 典例 １ 如图表示限制酶切割某 ＤＮＡ 分子的过程ꎬ从图中可知ꎬ该限制酶能识别的碱 基序列及切割位点是 ( Ｃ ) 　 　 Ａ. ５′ － ＣＴＴＡＡＧ －３′ꎬ切点在 Ｃ 和 Ｔ 之间 Ｂ. ５′ － ＣＴＴＡＡＧ －３′ꎬ切点在 Ｇ 和 Ａ 之间 Ｃ. ５′ － ＧＡＡＴＴＣ － ３′ꎬ切点在 Ｇ 和 Ａ 之间 Ｄ. ５′ － ＣＴＴＡＡＣ －３′ꎬ切点在 Ｃ 和 Ｔ 之间 　 　 变式训练❶ 对下图所示黏性末端的说 法ꎬ正确的是 ( Ｃ ) Ａ. 甲、乙、丙黏性末端是由两种限制性内切 核酸酶作用产生的 Ｂ. 图乙中的酶切位点在 Ａ 与 Ｇ 之间 Ｃ. 如果甲中的 Ｇ 突变为 Ａꎬ则原限制性内 切核酸酶不能识别该切割位点 Ｄ. 构建基因表达载体所用的限制酶和 ＤＮＡ 连接酶分别作用于 ａ 处和 ｂ 处 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 知识点二　 ＤＮＡ 连接酶及与 ＤＮＡ 分子相关的几种酶的分析 基础知识􀅰双基夯实 　 　 (１)作用:将双链 ＤＮＡ 片段“缝合”起来ꎬ恢复 被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键ꎮ (２)种类[填表]