3.1重组DNA技术的基本工具（含闯关游戏）（教学课件）生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦重组DNA技术的基本工具，以番木瓜抗病毒案例导入，通过问题驱动引出“分子手术刀”“缝合针”“运输车”，系统阐述限制酶、DNA连接酶、载体的作用及DNA粗提取鉴定实验，构建完整知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过限制酶命名规则、同尾酶应用等实例培养结构与功能观，设计剪拼重组DNA动手活动和实验分析，提升学生理性思维与操作能力。教师可借助对比表格、习题巩固高效教学，学生能在真实情境中深化对基因工程的理解。

选必三 第1节 重组DNA技术的基本工具 第3章 基因工程 2019人教版·生物·选择性必修3 1 我国是棉花的生产和消费大国，棉花在种植过程中常常会受到棉铃虫的侵袭，使棉花大量减产，严重时甚至绝收。大量施用农药杀虫不仅提高了生产成本，还可能造成农产品和环境的污染。 思考：如何能培育出自身就能抵抗虫害的棉花新品种呢？ 基因工程育种 基因工程 棉花本身不具有“杀虫基因”，而苏云金杆菌有一种“杀虫基因”，它能通过编码产生抗虫蛋白来杀死棉铃虫。 普通棉花 转基因抗虫棉 将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因 转入普通棉花 是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，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。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 原理 ____________ 操作水平 水平 目的 _________地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的生物类型和生物产品 基因重组 DNA分子 基因工程 概念 定向 水母的绿色荧光蛋白基因 基因工程诞生的理论基础 思考 1. 为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？ ①DNA的组成单位相同，都是4种脱氧核苷酸。 ②空间结构相同，都是规则的双螺旋结构。 2. 为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？ 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。 相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。 ③都遵循碱基互补配对原则。 脱氧 核糖 含氮碱基 磷酸 DNA平面结构 DNA立体结构 番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。DNA双螺旋的直径只有2nm,对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。 课堂导入 思考：培育转基因番木瓜需要哪些“分子工具”呢？ 环斑病毒的 非转基因木瓜 转基因木瓜 “分子运输车” “分子手术刀” “分子缝合针” 剪：准确切割DNA分子 接：将DNA片段连接起来 运：将体外重组好的DNA分子导入受体细胞 01 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” 02 DNA连接酶—“分子缝合针” 目录 03 基因进入受体细胞的载体—“分子运输车” 04 DNA的粗提取与鉴定 重组DNA技术的基本工具 6 教材分析 一、学习目标 二、重难点 1.阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 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.重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 2.基因工程载体需要具备的条件。 3.DNA的粗提取与鉴定。 7 限制性内切核酸酶—“分子手术刀” 01 探究新知 8 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 1.来源 T G C C G T A A 5' 3' 5' 3' 主要来自原核生物 2.种类 数千种 3.作用特点 专一性(特异性) 能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 简称：限制酶 注意 （不是一种酶，而是一类酶） ①只能识别DNA双链,不识别RNA或DNA单链 ②识别特定的核苷酸序列非碱基序列 ③有专一性,但并非一种限制酶只识别一种特定的核苷酸序列 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 4.识别序列长度 大多数为6个核苷酸，少数为4个、8个或其他数量的核苷酸。 思考 中心轴线 限制酶所识别的序列有什么特点？ ①都可以找到一条中心轴线（如图虚线）。 ②中心轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 ，称为回文序列。 （中心对称、反向重复） ③正向读与另一条链反向读的碱基顺序完全一致。 EcoR Ⅰ (在G与A之间切割) 中心轴线 黏性末端 平末端 Sam Ⅰ (在G与C之间切割) 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 5.切割结果 形成黏性末端或平末端 在中心轴线两侧切割 在中心轴线处切割 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 5.切割结果 一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 6.限制酶的命名 资料卡 限制酶是用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这个酶是从哪种生物中分离出来的。 例如，一种限制酶是从大肠杆菌( Escherichia coli)的R型菌株分离来的，就用字母EcoR表示；如果它是从大肠杆菌R型菌株中分离出来的第一种限制酶，则进一步表示成EcoRI。 练习：粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesens）中分离的第一种限制酶即_______；流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)的d菌株中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:__________________________。 SmaⅠ HindⅠ、HindⅡ、 HindⅢ 习题巩固 1.你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？（P71旁栏思考） 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。 2.想一想，为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？（P74拓展应用1） 含某种限制酶的细菌的DNA分子不具备这种限制酶的识别序列，或者甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。 切割外源DNA、使之失效，以保证自身安全 原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰 1.限制酶是原核生物的一种防御工具，用来切割侵入细胞的外源DNA，以保证自身安全。 2.该生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰。（如甲基化） 习题巩固 3.请写出下列限制酶切割形成的末端序列。 BamHⅠ EcoRⅠ__________________________ Hind Ⅲ Bgl Ⅱ _________________________ -G -CCTAG -G -CTTAA -A -TTCGA -A -TCTAG or GATCC- G- or AATTC- G- or AGCTT- A- or GATCT- A- 思考 ①同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同？ ②不同限制酶切割产生的黏性末端是否一定不同？ 相同 可能相同(比如BamHⅠ、BglⅡ) 同尾酶：识别的靶序列不同，但是酶切后形成的黏性末端相同。 习题巩固 4.请结合图示，推断限制酶切割一次可断开____个磷酸二酯键;产生____个游离的磷酸基团;产生____个黏性末端;消耗____分子水。 2 2 2 2 5.下图甲是一个DNA片段，箭头处代表不同限制酶的切点，据图回答： (1)用Eco RⅠ酶切，能得到 种DNA片段； (2)用PstⅠ完全酶切，能得到 种DNA片段； (3)要想获得抗病基因必须要用限制酶切_____个切口;可产生______个黏性末端。 2 3 2 4 用同种限制酶切割(EcoRⅠ) T G A A T T C G A C T T A A G C A G A A T T C T T C T T A A G A 缺口怎么办 想一想：把两种来源不同的DNA进行重组，应该怎样处理？ ③用相同的限制酶切割目的基因和运载体（产生相同末端，便于连接）； ④双酶切：确保目的基因与运载体定向连接（减少重组杂物）。 ★重组质粒的形成：用相同的限制酶处理目的基因和运载体，获得相同的末端，然后用DNA连接酶对其进行连接。 DNA连接酶—“分子缝合针” 02 探究新知 18 二、DNA连接酶——“分子缝合针” 二、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两个核苷酸之间的_____________。 磷酸二酯键 ★DNA连接酶没有识别特异性(相同或互补的黏性末端以及平末端都能连接) 2.种类 类型 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 功能 结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_________________ 大肠杆菌 T4噬菌体 缝合_________和_______ 磷酸二酯键 缝合_________和_______ （连接平末端效率远低于T4 DNA连接酶） 平末端 黏性末端 黏性末端 平末端 (效率低) A G T C A T T C G A T A (1)把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来； (2)两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来。 黏性末端的缝合作用 T C G A T C 注意： DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能将单个脱氧核苷酸连接到DNA链上！ 二、DNA连接酶——“分子缝合针” 平末端的缝合作用 C C C G G G G G G C C C 二、DNA连接酶——“分子缝合针” 把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低。 二 DNA连接酶 ——“分子缝合针” DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？(P72) ▲ DNA复制中DNA聚合酶发挥作用 A A T T G C A A T T A A T T DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶作用示意图 二、DNA连接酶——“分子缝合针” DNA聚合酶只能将单个核苷酸连接到已有的核苷酸链上，形成磷酸二酯键。 旁栏思考题 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同 作用实质 化学本质 不 同 点 模板 作用对象 作用结果 用途 都能催化形成磷酸二酯键 都是蛋白质 不需要 需要DNA的一条链作模板 形成完整的重组DNA分子 形成DNA的一条链 基因工程 DNA复制 在两个DNA片段间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸连接到已有DNA片段，形成磷酸二酯键 二、DNA连接酶——“分子缝合针” DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？(P72) 旁栏思考题 　　　项目 种类　　　 作用部位 作用结果 图示 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA(水解)酶 解旋酶 磷酸二酯键 形成黏性末端或平末端 磷酸二酯键 连接DNA分子片段 磷酸二酯键 形成新DNA分子 磷酸二酯键 形成脱氧核苷酸 碱基对间的氢键 形成单链DNA分子 归纳小结 与DNA相关的五种酶的比较 A．DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶 B．限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶 C．解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶 D．限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶 1.如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（ ） C 习题巩固 解析:①处为氢键，是解旋酶的作用部位;②处为磷酸二酯键，是限制酶的作用部位;③处为两个DNA片段的缺口，是DNA连接酶的作用部位。 习题巩固 2.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述，错误的是（ ） A.一种限制酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列 B.DNA连接酶可催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 C.E.coliDNA连接酶是从大肠杆菌中分离出来的，可用于连接黏性末端 D.T4DNA连接酶既可连接黏性末端，也可连接平末端，但连接平末端的 效率与E.coliDNA连接酶相比较低 D 高 解析:限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，A正确; DNA连接酶可催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，B正确; E.coli DNA连接酶是从大肠杆菌中分离出来的，可用于连接黏性末端，C正确; T4DNA连接酶连接平末端的效率高于E.coli DNA连接酶，D错误。 基因进入受体细胞的载体—“分子运输车” 03 探究新知 28 三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1.作用 2.种类 将 送入 ，在受体细胞内对目的基因进行 。 外源基因 受体细胞 大量复制 在基因工程中使用的载体包括 等。 质粒、噬菌体和动植物病毒 种类 用途 不同点 质粒、噬菌体 植物病毒 动物病毒 将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞 将外源基因导入植物细胞 将外源基因导入动物细胞 来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有很大差别 动物病毒 噬菌体 三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 3.最常用的载体 质粒 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 能力的 。 自我复制 环状双链DNA分子 ①有一个至多个限制酶切割位点 便于插入目的基因 ④有特殊的标记基因 （便于鉴定和筛选含有重组DNA分子的细胞） ③对受体细胞无害， 不会影响受体细胞正常的生命活动 （以质粒为例） ②能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 （自我复制或者整合到受体DNA同步复制） 真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。 4.载体需具备的条件 三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 重组DNA分子的构建 请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoRI 的识别序列和切割位点。 然后，用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后，将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处，并用透明胶条将切口粘连起来。 …TATCGTACGATAGGTACTTAA …ATAGCATGCTATCCATG AATTCGGCATAC… GCCGTATG… …TCCTAG …AGGATCTTAA GAGCCATACTTAA AATTCTCGGTATG AATTCCATAC… GGTATG… GAGCCATACTTAA AATTCTCGGTATG 思考•讨论 重组DNA分子 动手剪一剪，拼一拼 讨论 1.剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？ 剪刀代表限制酶；透明胶条代表DNA连接酶。 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。 不能，因为基因的长度一般在100个碱基对以上。 2.你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对？如果不能，可能是什么原因造成的？ 3.你插入的DNA片段能称得上一个基因吗？ …TATCGTACGATAGGTACTTAA …ATAGCATGCTATCCATG AATTCGGCATAC… GCCGTATG… GAGCCATACTTAA AATTCTCGGTATG 思考•讨论 重组DNA分子 动手剪一剪，拼一拼 …TATCGTACGATAGGTACTTAA …ATAGCATGCTATCCATG AATTCGGCATAC… GCCGTATG… GAGCCATACTTAA AATTCTCGGTATG 思考•讨论 重组DNA分子 进一步探究 思考 1. 从以上操作可推知，在切割含“目的片段”的DNA分子时，需用限制酶切割____次此DNA分子，产生____个黏性末端。 2. 目的片段翻转过来，可以连接吗？______ 3. 目的片段可以自身环化吗？_______ 4. 切割目的基因和载体时，一般需要用______限制酶，目的是__________________。 2 4 可以 可以 同种 产生相同的黏性末端 演示链接 演示链接 *必须用同一种限制酶吗？ 不一定，不同的限制酶切割可能形成相同的黏性末端。 返回链接 思考•讨论 重组DNA分子 进一步探究 载体 目的基因 自连 片段间的连接 目的基因自连 质粒自连 目的基因与质粒连接 目的基因与目的基因连接 质粒与质粒连接 正向连接 反向连接 1 1’ 2 2’ 1 2 2’ 1’ 2 2’ 1’ 1 思考•讨论 重组DNA分子 进一步探究 返回链接 习题巩固 1.有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶切speⅠ进行切割，B片段分别用限制酶HindⅢ、 XbaⅠ、EcoRⅤ和XhoⅠ进行切割。各限制酶的识别序列和切割位点如下。 教材P75拓展应用2 (1)哪种限制酶切割B片段产生的DNA片段能与限制酶speⅠ切割A片段产生的DNA片段相连接？为什么？ XbaⅠ。 因为XbaⅠ与SpeⅠ切割产生了相同的黏性末端。 习题巩固 教材P75拓展应用2 (2)不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端，这在基因工程操作中有什么意义？ 识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶使构建载体时，切割位点的选择范围扩大。 例如，我们选择了用某种限制酶切割载体，如果目的基因的核苷酸序列中恰好含有该限制酶的识别序列，那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA片段时，目的基因就很可能被切断；这时可以考虑用合适的同尾酶（目的基因的核苷酸序列中不能有它的识别序列）来获取目的基因。 习题巩固 2.下列操作中最好选用什么限制酶切割来构建重组质粒？ 图1 图2 BamH I 和 Hind III ① 防止目的基因、质粒自身环化 不能单用E.coRI的原因 ② 防止目的基因反向连接到载体 选择酶切位点的原则： 1.所选酶切位点不能破坏目的基因以及标记基因。 2.选目的基因两端和运载体都有的酶切位点。 （双酶切法优于单酶切法） 3.下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制原点，Amp为氨苄青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性内切核酸酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是（ ） C 习题巩固 解析:A图中酶切位点在ori序列上，该序列被破坏，重组质粒将无法进行复制，因此受体细胞既不能在四环素培养基上生长，也不能在氨苄 青霉素培养基上生长。 B图中限制性内切核酸酶没有破坏三个基因，因此含重组DNA的细胞既能在四环素培养基上生长，也能在氨苄青霉素培养基上生长。 C图中酶切位点在氨苄青霉素抗性基因上，氨苄青霉素抗性基因被破坏，则含重组 DNA的细胞能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。 D图中酶切位点在四环素抗性基因上，由于仅四环素抗性基因被破坏，则含重组 DNA的细胞能在氨苄青霉素培养基上生长而不能在四环素培养基上生长。 DNA的粗提取与鉴定 04 探究新知 42 四、DNA的粗提取与鉴定 1.实验原理 （1）提取DNA的原理 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精 DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，能溶于物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液 初步分离DNA和蛋白质 溶解DNA 0 DNA溶解度 NaCl浓度（mol/L） 0.14 2 （2）鉴定DNA的原理 在一定温度下（沸水浴），DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 溶解度最小，DNA析出。 溶解度大，DNA溶解。 四、DNA的粗提取与鉴定 2.目的要求 (1)了解DNA的物理和化学性质，理解DNA粗提取和鉴定的原理。 (2)学会DNA粗提取的方法以及用二苯胺试剂对DNA进行鉴定。 3.材料用具 （1）选材 DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等。 注意：不能选择哺乳动物成熟的红细胞(如猪血)，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA。 四、DNA的粗提取与鉴定 3.材料用具 （2）试剂 ①研磨液 ②体积分数为95%的酒精 ③2mol/L 的NaCl溶液 ④二苯胺试剂 ⑤蒸馏水 溶解并提取DNA 研磨液成分 作用 SDS 使蛋白质变性 EDTA 抑制DNA酶 Tris-HCl缓冲液 稳定DNA 析出DNA 溶解DNA 鉴定DNA，要现配现用 四、DNA的粗提取与鉴定 4.方法步骤 四、DNA的粗提取与鉴定 4.方法步骤 破碎细胞 过滤 析出DNA 鉴定DNA 称取洋葱，切碎，放入研钵，倒入研磨液，充分研磨。 思考 1.如果研磨不充分会对实验结果产生怎样的影响？ DNA分子不能从细胞核中释放出来，从而使研磨液中的DNA含量较低，影响最终提取的DNA量。 四、DNA的粗提取与鉴定 4.方法步骤 破碎细胞 过滤 析出DNA 鉴定DNA 思考 2.过滤能否用滤纸代替纱布？ 不可以。因为DNA会被吸附到滤纸上而大量损失，影响最终提取的DNA量。 在漏斗中垫上纱布过滤研磨液，4℃冰箱中静置后取上清液；或将研磨液倒入塑料离心管中离心取上清液。 3.此步骤获得的上清液中可能含有哪些细胞成分？ 可能含有DNA、RNA以及蛋白质、脂质、糖类等。 四、DNA的粗提取与鉴定 4.方法步骤 破碎细胞 过滤 析出DNA 鉴定DNA 思考 4.酒精预冷的作用？ ①抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解； ②抑制分子运动，使DNA易形成沉淀析出； ③低温有利于增加 DNA分子的柔韧性，减少断裂。 5.为什么要用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌？ 减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子。 在上清液中加入体积相等的预冷的酒精溶液, 静置2~3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌，卷起丝状物；或将溶液倒入塑料离心管中离心，取沉淀物晾干。 实验组 对照组 水浴加热 四、DNA的粗提取与鉴定 4.方法步骤 破碎细胞 过滤 析出DNA 鉴定DNA 思考 6.如何评价结果？ （1）DNA纯度：看提取物颜色 （2）DNA的量：看与二苯胺反应颜色的深浅 将丝状物或沉淀物溶于2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min 空白对照：在等体积的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，将试管置于同等沸水浴中加热5min。 四、DNA的粗提取与鉴定 5.结果分析与评价 (1)你提取出白色丝状物或沉淀物了吗？用二苯胺试剂鉴定的结果如何 观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。 (2)你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？ 本实验粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。 四、DNA的粗提取与鉴定 5.结果分析与评价 (3)与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。 实验结果不明显的可能原因： ①材料中的核物质没有充分释放出来，如研磨不充分或蒸馏水的量不够。 ②加入酒精后摇动或搅拌时过猛，DNA被破坏。 ③二苯胺最好现用现配，否则二苯胺变成浅蓝色， 影响鉴定效果。 四、DNA的粗提取与鉴定 6.进一步探究 本试验只是对DNA进行了粗提取，请查阅资料，了解实验室提取纯度较高的DNA的一种方法，并与本实验中所使用的方法进行比较，总结两种方法的异同。 方法一：可以先添加质量分数为25%的SDS溶液，使蛋白质变性后与DNA分开；随后，加入氯仿—异丙醇混合液(体积比为24：1)，通过离心将蛋白质及其他杂质除去，取上清液；可重复上述操作几次，直至上清液变成透明的黏稠液体。 方法二：由于苯酚可以迅速使蛋白质变性，抑制核酸酶的活性，因此还可以先用苯酚处理，然后离心分层，这时DNA溶于上层水相，蛋白质变性后存在于酚层中，用吸管、微量移液器等实验用具就可以将两者分开。 习题巩固 1.(2024·安徽高考)下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误 的是（     ） A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C.DNA在不同浓度NaCI溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 D 鉴定DNA 【详解】研磨液有利于DNA的溶解并保护DNA不被破坏，若换为蒸馏水，则DNA提取的效率会降低，A正确; DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可初步分离DNA，B正确; DNA在不同浓度的NaCI溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物，C正确; 在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，二苯胺试剂用于鉴定DNA，不能检测溶液中是否有蛋白质杂质，D错误。 习题巩固 1.(2023·广东高考)“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是(　　) A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质 B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度 D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 D 沸水浴加热 【详解】DNA主要存在于细胞核内，而裂解的目的是使细胞破裂，释放出DNA等物质，A正确； DNA、RNA、蛋白质和多糖等物质在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，通过适当的分离方法去除混合物中的多糖、蛋白质等，B正确； DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度使DNA溶解或析出，可反复多次以提高DNA的纯度，C正确； 进行DNA鉴定时可以使用二苯胺试剂，但要进行沸水浴加热后才能观察到颜色变化，D错误。 限制酶 作用部位： 种类 E.coli DNA连接酶 载体 条件 ③ 有一个至多个限制酶切割位点 质粒、噬菌体、动植物病毒 DNA连接酶 作用部位： 切开DNA分子的磷酸二酯键 来源： 主要存在于原核生物中 特点： 具有专一性（能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列） T4 DNA连接酶 ① 对受体细胞无害 ② 能自我复制或整合到宿主DNA上。 ④ 常有特殊的标记基因 种类： 磷酸二酯键 作用结果： 产生黏性末端或平末端 课堂小结 基因工程的基本工具 56 趣味交互活动 单击上方链接 1.活动链接 2.操作方法 打开界面 点击左侧卡片 → 再点击右侧对应卡片进行连线 3.活动界面预览 基因工程实验室大冒险 57 练习与应用 04 58 1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是（ ） A. 能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键 B. 能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键 C. 能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键 D. 只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，不能连接双链DNA片段的平末端 教材P74 练习与应用 C 2. 在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是（ ） A. 大肠杆菌的质粒 B. 切割DNA分子的酶 C. DNA片段的黏性末端 D. 用来识别特定基因的DNA探针 教材P74 练习与应用 A 3.有关基因工程操作工具的叙述正确的是（     ） A.一种限制酶一般只能识别一种特定的核苷酸序列 B.质粒是基因工程中唯一的载体 C.载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点，以便与外源基 因连接 D.DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键 练习与应用 A 动植物病毒或噬菌体等 一个或多个 磷酸二酯键 【详解】限制酶具有专一性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，A正确; 质粒是基因工程中最常用的载体，此外还可以用动植物病毒或噬菌体等，B错误; 载体必须具备的条件之一是具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接，C错误; DNA连接酶的作用部位是磷酸二酯键，D错误。 故选A。 4.下列有关基因工程中载体的叙述，错误的是（     ） A.载体将目的基因带入受体细胞中，可自我复制或整合到受体DNA上 B.基因工程的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体等 C.携带目的基因的载体不必有标记基因 D.能表达目的基因的载体必须有RNA聚合酶识别和结合的特定部位 练习与应用 C 【详解】载体将目的基因导入受体细胞，使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用，A正确;基因工程的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体等，B正确; 携带目的基因的载体需要有标记基因，以便于筛选重组后含有目的基因的受体细胞，C错误; 能表达目的基因的载体必须有RNA聚合酶识别位点和结合的特定部位，以便与RNA聚合酶结合发生转录，从而使目的基因得以表达，D正确。 5.某研究所的研究人员拟将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，已知质粒中存在两个抗性基因：A是链霉素抗性基因，B是氨苄青霉素抗性基因；目的基因要插入到基因B中，且大肠杆菌本身不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是（     ） A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒 B．抗生素抗性基因是目的基因表达的必要条件 C．成功导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基上生长 D．能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌不一定符合生产要求 练习与应用 D 可能为普通质粒 与目的基因表达无关 不能 【详解】导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A错误； 抗生素抗性基因是标记基因，是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，与目的基因表达无关，B错误；由于目的基因要插入到基因B中，即氨苄青霉素抗性基因被破坏，工程菌不能抗氨苄青霉素，因此成功导入重组质粒的大肠杆菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，C错误； 能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌可能含有重组质粒或普通质粒，因此不一定符合生产要求，D正确。 6.下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，错误的是（     ） A.用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近 B.DNA析出过程中，搅拌操作要轻柔以防DNA断裂 C.预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提的DNA D.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热 练习与应用 A 哺乳动物(如兔)成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，细胞内基本不含DNA 【详解】哺乳动物(如兔)成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，细胞内基本不含DNA，故兔血不宜作为该实验的材料，A错误; DNA析出过程中，搅拌要轻柔且沿着一个方向，以防止DNA断裂，B正确; DNA不溶于冷乙醇，向DNA提取液中加入适量预冷的乙醇，会使DNA析出，从而进一步提纯DNA，C正确; 向溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴加热数分钟，溶液出现蓝色，D正确。 故选A。 7.“SDS法”是提取DNA的常用方法，其提取液成分中的SDS能使蛋白质变性，EDTA是DNA酶抑制剂，Tris作为缓冲剂。下列说法错误的是（     ） A.SDS能破坏蛋白质空间结构，从而促进DNA和蛋白质分离 B.EDTA能减少DNA水解，提高DNA的完整性 C.Tris作为缓冲剂能维持pH的稳定，保证DNA结构正常 D.提取到的DNA可在常温下用二苯胺试剂进行鉴定 练习与应用 D 沸水浴条件 【详解】由题干可知，SDS能使蛋白质变性，破坏蛋白质空间结构，从而促进DNA和蛋白质分离，A正确; EDTA是DNA酶抑制剂，能减少DNA水解，提高DNA的完整性和总量，B正确; Tris作为缓冲剂能维持pH的稳定，可以防止DNA结构被破坏，保证DNA结构正常，C正确; 鉴定DNA的方法是沸水浴条件下用二苯胺试剂鉴定，D错误。 THANKS 2019人教版·生物·选择性必修3 作业 完成课时作业 66 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf55.48.100 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS Marker-2248 Marker-9851 Marker-7277 Marker-8679 Marker-7755 Marker-2537 Marker-8182 Marker-6592 Marker-8185 Marker-1850 Marker-5951 Marker-8412 Marker-2020 Marker-7699 Marker-4481 Marker-1427 Marker-1595 Marker-7508 Marker-2774 Marker-3921 Marker-9599 Marker-2372 Marker-8452 Marker-3087 Marker-2949 Marker-8434 Marker-9700 Marker-3049 Marker-5542 Marker-6372 Marker-3378 Marker-9469 Marker-5163 Marker-8192 Marker-2275 Marker-5605 Marker-9760 Marker-4764 Marker-7282 Marker-2710 Marker-3750 Marker-7018 Marker-5567 Marker-5404 Marker-6931 Marker-8157 Marker-4714 Marker-7948 Marker-6293 Marker-9351 Marker-5163 Marker-8261 Marker-9420 Marker-7960 Marker-2068 Marker-1162 Marker-4598 Marker-5131 Marker-7057 Marker-6212 Marker-7418 Marker-6477 Marker-7004 Marker-2284 Marker-6439 Marker-6756 Marker-9961 Marker-8108 Marker-9981 Marker-9794 Marker-5015 Marker-3069 Marker-7746 Marker-6877 Marker-5692 Marker-4837 Marker-7194 Marker-1738 Marker-4815 Marker-1342 Marker-9346 Marker-3215 Marker-3832 Marker-3044 Marker-7354 Marker-7788 Marker-8335 Marker-3894 Marker-7460 Marker-5892 Marker-3150 Marker-6690 Marker-5362 Marker-3542 Marker-3149 Marker-1437 Marker-4593 Marker-9736 Marker-9537 Marker-1572 Marker-6989 Marker-6208 Marker-2220 Marker-9652 Marker-9615 Marker-5353 Marker-9177 Marker-3104 基因工程实验室大冒险 欢迎æ�¥åˆ°åŸºå› å·¥ç¨‹å®žéªŒå®¤ã€‚我们需è¦�生产一批人胰岛素æ�¥æ•‘治病人，但实验室的工具被打乱了ï¼� 作为首席研究员，你需è¦�通过三é�“å…³å�¡ï¼Œæ‰¾å›žå¹¶æ­£ç¡®åŒ¹é…�“分å­�工具â€�，完æˆ�基因é‡�组。 🎮 æ“�作说明： 1. 选择：点击左侧的一个“工具å�¡ç‰‡â€�。 2. 连线：å†�点击å�³ä¾§å¯¹åº”的“功能æ��述框â€�。 3. å��馈：匹é…�正确会连æˆ�绿线并é”�定，错误则会闪红æ��示。 接å�—任务 第一关：寻找“分å­�手术刀â€� 第二关：å�¯åŠ¨â€œåˆ†å­�ç¼�å�ˆé’ˆâ€� 第三关：呼å�«â€œåˆ†å­�è¿�输车â€� 任务圆满æˆ�功ï¼� 太棒了ï¼�ä½ æˆ�功构建了人胰岛素基因表达载体。 现在，这些é‡�组质粒将被导入大肠æ�†è�Œï¼Œæº�æº�ä¸�断地生产出救命的胰岛素ï¼� å†�次挑战 Marker-5499 Marker-6714 Marker-8241 Marker-5607 Marker-3882 Marker-8061 Marker-1961 Marker-8009 Marker-3333 Marker-5180 Marker-9878 Marker-2290 Marker-2163 Marker-8182 Marker-3719 Marker-5258 Marker-1146 Marker-2304 Marker-4165 Marker-7717 Marker-2304 Marker-7226 Marker-2261 Marker-6237 Marker-9246 Marker-1734 Marker-4019 Marker-1338 Marker-4824 Marker-2184 Marker-6609 Marker-7331 Marker-8112 Marker-8553 Marker-6363 Marker-7777 Marker-9973 Marker-5431 Marker-3586 Marker-6026 Marker-7583 Marker-2199 Marker-5056 Marker-5568 Marker-4230 Marker-5197 Marker-5112 Marker-7923 Marker-6913 Marker-5763 $首先我们来进行DNA的提取，称取约30克洋葱切碎，然后放入研钵中。两曲十毫升研磨液。倒入研钵中。研磨。接下来过滤DNA，在漏斗中垫上纱布。将洋葱研磨液过滤到烧杯中。在四摄氏度冰箱中放置十分钟，十分钟后取上清液，95%的酒精提前放入冰箱进行预冷。紧接着在上清液中加入体积相等的遇冷的酒精溶液，静置2到3分钟。溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA，用玻璃棒沿一个方向搅拌。卷起丝状物用滤纸，吸去上面的水分。最后我们来鉴定DNA。先取两支20毫升的试管，分别加入5毫升的2摩尔每升的氯化钠溶液。将上述步骤中获得的丝状物加入其中一支试管，并用玻璃棒搅拌使其溶解。丝状物溶解后，要往两支试管中各加入四毫升的二苯胺试剂。由于二苯胺试剂需现配现用，因此我们现在来配置二苯胺试剂。吸取A液十毫升加入到试管中。再加入0.1毫升毕业。震荡混匀，即得二本案世纪。现在往两支试管中各加入四毫升的二苯胺试剂，震荡混合均匀。将试管置于沸水中加热五分钟。待试管冷却后，观察并比较两支试管内溶液颜色的变化。实验结果表明，溶解有丝状物的试管中的溶液变成蓝色，另一支试管中的溶液不变色。 你知道你平时吃的木瓜都是转基因的吗？大家好，我是植物人顾小荣。今天来和大家聊聊番木瓜。番木瓜的名字里面有一个番字，意味着它是从国外来的，和我们中国土生土长的木瓜不是一个物。这种植物原产中南美洲，现在已经在全世界的热带和亚热带地区广泛栽培。它是世界上最重要的几种热带水果之一，从产量上来看仅次于香蕉、柑橘和芒果。番木瓜有一个特点，就是它是一种长得很快的高大的草本植，虽然长得像树，但实际上是草。这种植物的生命力非常顽强，而且栽培管理很容易，产量又高。但是它有一个致命的缺点，就是很容易感染一种病毒疾病，叫做环斑病。感染了这种疾病的帆布刮会在果实的表面出现环状的斑纹，然后整个果实又开始腐烂。在上个世纪，黄斑病是影响全世界番木瓜产量的一个最重要的因素。所以后来科学家就把抗环斑病毒的基因转移进了番木瓜的基因组中间，让这种疾病对番木瓜来说再也不构成威胁了。番木瓜是世界上最早上市的转基因果树，也是到目前唯一一种合法上市的转基因果树。现在转基因帆布瓜已经占了全世界帆布瓜产量的90%以上，可以说这个技术挽救了番木瓜这种水果。当然了，也有一些人会比较害怕转基因那几个字儿。实际上从食品安全的角度来说，转基因木瓜和非转基因木瓜并没有实质性的差别。如果从味道的角度来说，科学家转进番木瓜基因组的基因是抗病毒的基因，它并不会影响到番木瓜的口感、味道还有香气。我们吃到的这些不同品质的番木瓜，更多的是由于品种和栽培管理的差异造成。当然这个世界是多样化的，除了那些大规模种植的转基因番木瓜之外，还有很多小规模的地方性品种。这些品种很可能是非转基因的。我也注意到我手上这个非转基因木瓜的产品，它是由都乐生产的。都乐是一家跨国的大型水果企业，这说明这种大企业，它也在推出这样的小众化的产品。这个是对消费者选择权的尊重，是一件好事儿。当然你要是问我在非转基木瓜和转基因木瓜之间怎么挑的话，我肯定还是去选择转基木瓜，因为便宜。我是植物人。顾有容，你还想了解哪些水果，可以在评论里告诉我。 限制性核酸内切酶简称为限制酶，是基因的剪刀，能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子式。限制酶切开的是每条链中两个核苷酸之间的磷酸二酯键，切开后的DNA链会产生粘性末端或者平末端。粘性末端是指被限制酶切开的DNA2条链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫做粘性末端，例如左边的切口，平末端是指限制没从识别序列的中心轴线处切开形成的DNA2条链的切口是平齐的，这样的切口叫做平末端。例如右边的切口。 DNA连接酶又称DNA粘合没相当于基因的针线，可以将限制酶切割下来的DNA片段连接成DNA分子式。限制酶切割形成的粘性末端只能使互补的碱基通过氢键连接起来，但是脱氧核糖与磷酸之间会形成一个缺口，需要DNA连接酶缝合。所以DNA连接酶作用的部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯酯键。DNA连接酶有两种，大肠杆菌连接酶和T4DNA连接酶。 nullnull