3.1重组DNA技术的基本工具（第二课时）导学案-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

1 / 3 3.1重组DNA技术的基本工具--第2课时 学科网（北京）股份有限公司 学科 生物 年级 高二 时间 课题 3.1 重组DNA技术的基本工具 课型 新授课 课时 第2课时 主备教师 学习目标 1.运用结构与功能观，分析基因工程中三种基本工具各自的作用。 2.运用归纳与概括，分析基因工程载体需要具备的条件。 3.运用DNA的理化性质，分析DNA的粗提取与鉴定的原理。 二 、重组DNA技术的基本工具 （三）基因进入受体细胞的载体 — “分子运输车” 1.作用 将 送入 , 在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 2.种类 、 、 等。 它们来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大的差别。 3.常用载体—— 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 。 4.运载体需具备的条件（以质粒为例） 思考1：若用家蚕作为某基因表达载体的受体细胞，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中， 不选用 作为载体，其原因是 。 思考2：根据标记基因的作用，有同学认为在含有某种抗生素的培养基中筛选存活的受体细胞不一定是导入目的基因的受体细胞，这种说法是否合理？请解释。 5.标记基因的筛选原理 载体上的标记基因一般是 ，而受体细胞没有抵抗该抗生素的能力。将含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞，抗性基因在受体细胞内表达，受体细胞对该抗生素产生抗性。 在含有该抗生素的培养基上，能够生存的是 。 练一练： 1．作为基因的运输工具，载体必须具备的条件之一及理由是( ) A．能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B．具有多个限制酶切点，便于目的基因的表达 C．具有某些标记基因，使目的基因能够与其结合 D．对受体细胞无伤害，便于重组DNA的鉴定和选择 2．基因工程技术也称重组DNA技术，其实施必须具备的4个必要条件是( ) A．工具酶、目的基因、载体、受体细胞 B．重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶 C．模板DNA、mRNA、质粒、受体细胞 D．目的基因、限制酶、载体、受体细胞 3．下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，AmpR为氨苄青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因，箭头表示限制酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是( ) A．基因AmpR和TetR是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因 B．质粒是指细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和动植物病毒的DNA C．限制酶的作用部位是DNA分子上两个特定的核苷酸之间的氢键 D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长 4．（不定项）限制酶BamHⅠ和BglⅡ是两种常见的工具酶，它们的识别序列及切割位点依次为G↓GATCC 和A↓GATCT。研究中用BamHⅠ切割DNA获得目的基因，用BglⅡ切割质粒，并连接得到重组质粒，相关叙述不正确的是( ) A．酶切过程中，需控制好酶浓度、温度和反应时间等因素 B．目的基因经BamHⅠ切割后形成的黏性末端是—CTAGG C．用两种限制酶切割，保证了目的基因定向插入质粒 D．经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别 5．某线性DNA分子含有3 000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法错误的是( ) A．在该DNA分子中，酶a与酶b的识别序列分别有3个和2个 B．酶a与酶b切出的黏性末端可以相互连接 C．酶a与酶b切断的化学键相同 D．用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，序列会明显增多 三 、DNA的粗提取与鉴定 （一）实验原理 1.提取思路 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在 方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。 2.提取原理 ①DNA 酒精，但某些蛋白质 酒精，利用这一原理可以初步分离DNA与蛋白质。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于 mol/L的NaCl溶液。 3.鉴定原理 在一定温度下，DNA遇 会呈现 。因此二苯胺试剂可作为鉴定DNA的试剂。 （二）材料用具 不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。 新鲜洋葱（也可以选择香蕉、菠菜、菜花或猪肝等作为实验材料，提取DNA的方法可能稍有不同） 思考与讨论1:用洋葱做材料，为什么要充分研磨？ 思考与讨论2:猪血和鸡血，哪个适合用作提取DNA的材料？操作时如何防止血液凝固？ 思考与讨论3:如果用鸡血动物细胞做材料，也需要研磨裂解释放细胞中的DNA吗？ （三）实验步骤 1.取材、研磨 称取30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL 研磨液，充分研磨。 (1)研磨的目的 (2)研磨时间不宜太长 (3)有条件的可以在材料处理的过程中加入纤维素酶、果胶酶 (4)研磨不宜太用力 2.过滤 在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取 。也可直接将研磨液倒入塑料离心管中，1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。 (1)上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质？ (2)低温放置几分钟的作用？ 3.分离 在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，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搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；或将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干。 (1)搅拌时应轻缓、并沿一个方向； (2)酒精预冷的作用； 4.鉴定 取两支20mL的试管，各加入2mol/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于 中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。 ☛二苯胺需要现配现用的原因； （四）结果分析与评价 （五）进一步探究 本实验只是对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。 练一练： 1．某实验小组进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，如下为实验流程。下列相关叙述正确的是( ) 取材→破碎细胞→获得滤液→去除杂质→进一步提纯→DNA鉴定 A．取材时可选用猪血、洋葱、香蕉、菜花等富含DNA的材料进行实验 B．破碎细胞时可以加入洗涤剂，能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响 C．提纯时在滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液后会出现白色丝状物DNA D．DNA鉴定时可通过是否加入二苯胺试剂设置对照实验来观察实验现象 2．下图是“DNA的粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图。下列相关叙述不正确的是( ) A．选用植物细胞提取DNA时需先研磨破碎细胞 B．图2所示实验操作中有一处明显错误，可能导致试管2中蓝色变化不明显 C．图1所示操作的原理是DNA不能溶于酒精，而蛋白质等杂质能溶于酒精 D．图2试管1的作用是证明物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液遇二苯胺试剂出现蓝色