(完整word版)人教版高中生物选修三学案：1.1DNA重组技术的基本工具.docVIP

1.1 DNA 重组技术的基本工具 【导学目标】 简述 DNA重组技术所需三种基本工具的作用。 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 【自主学习】 一、基因工程的概念 1. 操作意图：按照人们的愿望，进行严格的 。 2．操作场所：在 外进行。 3．操作技术：利用了体外 DNA重组和 等技术。 4．操作结果： 赋予生物以新的 ，从而创造出更符合人们需要的新的 和 生物产品。 5．操作水平：是在 水平上进行设计和施工的。 二、 DNA重组技术的基本工具 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1) 主要 。 作用：能够识别双链 DNA分子的某种特定的核苷酸序列并且能使每一条链中特定部 位的两个核苷酸之间的 断开。 结果：形成 DNA片段末端。限制酶切割 DNA分子产生的 DNA片段末端有两种形式， 即 和 。 2． DNA连接酶——“分子缝合针” (1) 作用：将切下的双链 DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的 ，拼 接成新的 DNA分子。 (2) 种类： ① E·coli DNA连接酶：从 中分离得到，只连接双链 DNA片段互补的 末 端。 ② T4DNA连接酶： 从 中分离出来， 对于两种末端都能连接， 但对 的连接 效率比较低。 3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1) 载体的条件 ①能够在细胞中 。 ②有一个至多个 ，便于外源基因的插入。 ③具有 ，供重组 DNA的鉴定和选择。 (2) 载体的种类 ①质粒是一种裸露的、结构简单、独立于 之外，并具有 能 力的很小的 链环状 DNA分子。含有一个至多个 ，供外源基因 插入其中，并带有特殊的 ，是基因工程最常用的载体。 ②λ噬菌体的衍生物。 ③动植物病毒。 思考交流 1．只有 DNA连接酶能连接形成磷酸二酯键吗？ 2．如果受体细胞分别是动物细胞和细菌，所用的载体相同吗？ 正误判断 1．限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列。 ( ) 2．天然的质粒可直接用作基因工程的载体。 ( ) 3．限制性核酸内切酶与 DNA连接酶作用位点相同，作用结果相反。 ( ) 4．限制酶、 DNA连接酶和载体是基因工程中常用的工具酶。 ( ) 5．基因工程中的载体与细胞膜上的载体本质相同。 ( ) 6．不同限制酶的识别序列不同，这属于酶的专一性特点。 ( ) 【合作探究】 一、如何理解基因工程的概念？ 应用技术  DNA重组、转基因等技术 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果  剪切→拼接→导入→表达 人类需要的性状或基因产物 例  1  下列叙述不符合基因工程的是  (  ) A．将人的干扰素基因重组到质粒后导入细菌的技术是转基因技术B．基因工程是在分子水平上进行的生物技术 C．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA整合到细菌 DNA上 D．通过转基因技术可以将某些“特殊”基因转移到受体生物中，从而得到人类需要的 产物 【答案】 C 二、基因工程中各种工具的具体作用有哪些？各种工具有什么作用特点？ 例 2 现有一长度为 1 000 个碱基对 (bp) 的 DNA分子，用限制性核酸内切酶 EcoR Ⅰ酶 切后得到的 DNA分子仍是 1 000 bp ，用 Kpn Ⅰ单独酶切得到 400 bp 和 600 bp 两种长度的 DNA分子，用  EcoR  Ⅰ、 Kpn  Ⅰ同时酶切后得到 200 bp 和 600 bp 两种长度的  DNA分子。该 DNA分子的酶切图谱正确的是  (  ) (2) 位置判断， 新增加的一种酶将原有酶切开的  DNA片段再次切开， 消失的  DNA片段上 有该酶的切点。 【答案】 D 从题干中“用限制性核酸内切酶 EcoR bp”，再结合选项中 DNA分子的可能酶切图谱分析可知，此  Ⅰ酶切后得到的 DNA分子仍是 1 000 DNA分子是环状，故 A、 B 排除。 同理，从“用 Kpn Ⅰ单独酶切得到 400 bp 和 600 bp 两种长度的 DNA分子”，又可推知图谱 中应有两个 Kpn Ⅰ酶切位点，故选 D。 三、列表比较 两类 DNA连接酶的比较 种类 E· coli DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶 来源 大肠杆菌 T4 噬菌体 功能特性 只能将双链 DNA片段互补的黏性末 缝合两种末端，但连接平末端之间 端之间的磷酸二酯键连接起来 的效率较低 相同点 都能缝合 2.DNA 连接酶与 DNA聚合酶的比较 比较项目 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同点 催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 不同点 不需要模板 需要 DNA的一条链为 模板 模板 作用对象 作用结果 形成完整的 DNA分子 用途 基因工程 DNA复制 三、运载体的作用在基因工程