浙科版高中生物选修三1.1《工具酶的发现和基因工程的诞生》 学案 +课件 (共2份打包)

1.1 工具酶的发现和基因工程的诞生 一、学习目标： 1 说出基因工程的含义和主要内容 2 说出限制性核酸内切酶的含义和作用特点，以及DNA连接酶的作用 3 简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用 二、学习过程： （一）温故知新： ①转基因技术的两大优点 ②决定性状的原因 ③基因与DNA的关系和结构 ④基因可以在其它物种体内表达的原因 （二） 探究一：如何截取出荧光蛋白基因（目的基因）？ 结合课本、分析资料回答： 1 为什么将基因切成小的基因片段后，外源DNA就被“摧毁”了？ 2 可作为基因“剪刀”的物质是？含义和作用特点是？ 3 切断的是DNA的什么部位？ 【活动】：模拟切割含荧光蛋白基因的DNA序列 1 选择限制性核酸内切酶1（—G↓GATCC—）、酶2（—↓GATC—）、酶3（—G↓AATTC—）切割含目的基因的DNA序列。 2 我们选择用限制性核酸内切酶 切割序列，有 个酶切位点被切断，共断裂 个磷酸二酯键，暴露出的黏性末端是 ，共有 个。 【思考】 1 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？ 2 如果要截取出荧光蛋白基因（目的基因）应选择用酶 （三） 探究二：尝试构建一个含荧光蛋白基因的重组质粒 【活动】：模拟重组质粒的构建过程 1 材料：限制性核酸内切酶1（—G↓GATCC—）、酶2（—↓GATC—）、酶3（—G↓AATTC—）、DNA连接酶、质粒等 2 我们选择用 切割含荧光蛋白基因的DNA序列，得到荧光蛋白基因（目的基因），用 切开载体质粒，用 连接两者，得到重组质粒。 【思考】 形成重组质粒的过程中，一定是质粒和目的基因相连吗？如果不是，还有什么可能。 三．小试牛刀 1 科学家运用基因工程技术将人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并在大肠杆菌细胞内成功表达。这个过程用到的酶有 。以下形成的DNA片段中，具有互补粘性末端的一组是： 2 请在下表中对导入了三种重组质粒（插入点分别为a、b、c）的细菌在培养基上的生长情况/插入点进行合理推测： 插入位点 细菌在含氨苄青霉素培养基上的生长状况 细菌在含四环素培养基上的生长状况 能生长 能生长 b 不能生长 能生长 【资料】 几十年前，人们发现细菌可以抵御新噬菌体病毒的入侵，而这归功于细胞内部的限制性核酸内切酶。 这些酶可在特定位点切开DNA，将基因切割成小的基因片段，从而“摧毁”外源DNA（病毒DNA）。除了某些病毒以外，限制性内切酶普遍存在于原核生物中。 $$ 1.1工具酶的发现和基因工程的诞生 选修三 1 基因工程 义乌五中 傅爱仙 * 单倍体育种 杂交 育种 多倍体育种 转基因技术 诱变 育种 定向改造生物 克服远缘杂交不亲和 * 发光性状 直接原因 蛋白质 DNA 具体是？ 基因 为什么转基因技术可以？ 资料探讨： 几十年前，人们发现细菌可以抵御新噬菌体病毒的入侵， 而这归功于细胞内部的限制性核酸内切酶。 这些酶可在特定位点切开DNA，将基因切割成小的基因片 段，从而“摧毁”外源DNA（病毒DNA）。除了某些病毒以外，限 制性内切酶普遍存在于原核生物中。 1. 为什么将基因切成小的基因片段后，外源DNA就被 “摧毁”了？ 2. 可作为基因“剪刀”的物质是？说说它的含义和作用特点？ 3. 切断的是DNA的什么部位？ 基因是一段包含有一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段 限制性核酸内切酶 黏性末端 1、基因的 能说说被切割后暴露的粘性末端序列吗？ 磷酸二酯键 磷酸二酯键 模拟 “限制性核酸内切酶”的用法 活动一 * 1. 被同种限制性核酸内切酶切断的几个DNA是否具有相同的粘性末端？不同的限制酶呢？ 2. 如果要截取出荧光蛋白基因（目的基因）应选择用 哪种限制性核酸内切酶？ 相同 一般不同 用酶2（—↓GATC—）一种，或者， 用酶1（—G↓GATCC—）+酶2（—↓GATC—） 面临新的问题： DNA片段（荧光蛋白基因）难以在受体细胞中 稳定保存 运载体 运载体需具备的条件： 1）本身能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 质粒存在于许多细菌 和酵母菌等生物中, 是拟核或细胞核外能 够自主复制的很