第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

第1节　重组DNA技术的基本工具

学习目标

知识点一　基因工程及其操作的工具酶

1.基因工程及其诞生与发展

（1）基因工程的概念

（2）基因工程的诞生和发展（连线）

2.基因工程的工具酶

（1）限制性内切核酸酶（简称限制酶）——“分子手术刀”

（2）DNA连接酶——“分子缝合针”

①作用：将　两个DNA片段　连接起来，恢复被　限制酶　切开的两个核苷酸之间的　磷酸二酯键　。

②种类及特点

【微思考】　DNA连接酶与DNA聚合酶作用的异同是什么？

提示：两种酶作用的相同点是：都能形成磷酸二酯键。

两种酶作用的不同点是：DNA聚合酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到已经形成的脱氧核苷酸链上，DNA连接酶的作用是连接DNA分子的两个片段。

（教材P71“旁栏思考”）你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？

提示：原核生物容易受到外源DNA的入侵，限制酶可以切割外源DNA，使之失效，从而保证自身的安全。

（1）基因工程的原理是基因重组，不过在这里这种变异是定向的。（　√　）

（2）DNA聚合酶也可以用作DNA重组技术的工具。（　×　）

提示：DNA重组技术的工具有限制酶、DNA连接酶和载体，没有DNA聚合酶。

（3）DNA重组技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。（　×　）

提示：DNA重组技术所需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶，载体并非工具酶。

（4）不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端相同。（　√　）

（5）限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身有害。（　×　）

提示：限制酶在原来的原核细胞内用于切割外源DNA，使之失效，从而保护自身。

（6）DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来。（　×　）

提示：DNA连接酶能将两个DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

探究一｜探究基因工程的理论基础

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：有性生殖中的基因重组是随机的，并且只能在　同一物种　间进行重组；基因工程可以实现遗传物质在　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.为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？

提示：（1）DNA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.为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？

提示：（1）基因是控制生物性状的独立遗传单位。（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。

探究二｜基因工程中的工具酶的探究

4.请结合限制酶的作用特点，回答以下问题：

（1）限制酶能切开RNA分子的磷酸二酯键吗？

提示：不能。

（2）请结合图示推断，限制酶切割一次可断开　2　个磷酸二酯键；产生　2　个游离的磷酸基团；产生　2　个黏性末端；消耗　2　分子水。