3.1重组DNA技术的基本工具的学案-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

3.1重组DNA技术的基本工具的学案 【学习目标】 1.说出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。 2.模拟重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。 3.关注基因工程的社会议题，参与讨论基础理论和技术发展如何催生基因工程。 【学习重难点】 教学重点 1.重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 2.DNA的粗提取与鉴定。 教学难点 1.基因工程载体需要具备的条件。 2.DNA的粗提取与鉴定。 【预习新知】 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” (1)来源：主要来自原核生物。 (2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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。 (3)结果：产生黏性末端或平末端。 (4)应用：已知限制酶EcoR Ⅰ和Sma Ⅰ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，在图中写出两种限制酶切割DNA后产生的末端并写出末端的种类。 EcoR Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶识别的碱基序列不同，切割位点不同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。 DNA连接酶—“分子缝合针” 1.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。 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 作用 特点 只能将具有互补　黏性末端    的DNA片段连接起来,不能连接具有　平末端    的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    ,但连接平末端的效率相对较低 基因进入受体细胞的载体—“分子运输车” 1. 载体的作用： 1. 作为 ，将目的基因导入受体细胞中 1. 在受体细胞内对目的基因进行大量 1. 质粒的化学本质—— 1. 作为载体必须具备的条件： 1. 质粒DNA分子上有 限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中 1. 携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中进行 ，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步 1. 质粒上常有 ，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选 1. 常用载体的种类及用途 种类 用途 质粒 将外源基因导入 等受体细胞 λ噬菌体的衍生物 植物病毒 将外源基因导入 动物病毒 将外源基因导入 【易错提示】 细胞膜上的载体与基因工程中的载体的两个“不同” (1)化学本质不同 ①细胞膜上的载体化学成分是蛋白质。 ②基因工程中的载体可能是物质，如质粒(DNA)，也可能是生物，如噬菌体、动植物病毒等。 (2)功能不同 ①细胞膜上的载体功能是协助细胞膜控制物质进出细胞。 ②基因工程中的载体是一种“分子运输车”，把目的基因导入受体细胞。 【深化探究】 1．(生命观念)图1和图2分别表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。请据图回答： 图1 图2 请说出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列及切割的位点；EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶作用的结果分别是什么？ 提示：EcoR Ⅰ限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在G和C之间。EcoR Ⅰ限制酶将DNA切割成黏性末端，Sma Ⅰ限制酶将DNA切割成平末端。 2．(科学思维)质粒作为目的基因的载体，其本质是什么？所有质粒都是载体吗？为什么？ 提示：DNA。不是。作为载体必须具备一定的条件，条件不具备，则不能作为载体。 3．(科学思维)载体在基因工程中的作用是什么？ 提示：作为运输工具，将外源(目的)基因导入受体细胞，携带外源(目的)基因在受体细胞内大量复制。 4．(科学思维)分析质粒载体结构模式图，回答下列问题： 大肠杆菌及质粒结构模式图 (1)质粒上氨苄青霉素抗性基因的作用是什么？ (2)为使外源基因插入质粒中，质粒需具备的条件是什么？ (1)提示：作为标记基因，便于重组DNA分子的筛选。 (2)提示：有一个至多个限制性内切核酸酶的切割位点。 【巩固训练】 1.如图所示是5种限制酶所识别的DNA序列和酶切位点（↓表示酶切位点，切出的断面为黏性末端或平末端）。 限制酶1：—↓GATC— 限制酶2：—CATG↓— 限制酶3：—G↓GATCC— 限制酶4：—CCC↓GGG— 限制酶5：—AG↓CT— 下列有关说法错误的是( ) A.不同的限制酶可以切出相同的黏性末端 B.限制酶