2015-2016学年高中生物专题一基因工程第1课时DNA重组技术的基本工具学案新选修3

1、专题一基因工程 第1课时 DNA重组技术的基本工具 目标导读1.结合课本插图，简述 DNA 重组技术所需三种基本工具的作用。 图 1-5，简述基因工程中载体需要具备的条件。 重难点击DNA1 组技术三种基本工具的作用和特点。 知识储备区 1 . DNA 分子的组成 2 . DNA 勺平面结构 (1)配对的碱基，A 与 T 之间形成两个氢键， G 与 C 之间形成三个氢键。 分子结构越稳定。 (2)脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸T DNA- HzQ O 和之间的化学键为磷酸二酯键。 ？之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。 (5)每个脱氧核糖连接着 2 个磷酸，分

2、别在 3 号、5 号碳原子上相连接。 3 .基因与 DNA 的关系 U眼 ： ； - s - I 1 i AG Ajrr - - - - e ra AG CIC I G A AC - - - G GT A CCGG G AC - - - - I-I AAC 4 I 4 I TCTAA GAC!T GACTTGi A 血 TTO 从上图可知，S 基因是有遗传效应的 DNA 片段。 课堂导入 2.结合教材 P6 温扳追本C G 比例越大，DNA 如图为“黄金水稻”， 是将类胡萝卜素基因导入水稻内培育而成的， 这种技术就是基因工程,3 是一种精细的 DNA 拼接技术，需要一些特殊的工具才能进行，今天

3、我们就来学习 术的基本工具。 学习探究区 探究点一基因工程的概念及工具酶 1 基因工程的概念 图 1 为我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，就是通过精心设计，用“分子工具”构建成 的。培育抗虫棉首先要在体外对含有抗虫基因的 DNA 分子进行“切割”、改造、修饰和“拼 接”，然后，导入棉花体细胞内，并使重组 DNA 在细胞中表达。 由上述资料填写下表，理解基因工程的概念。 操作对象 基因(DNA) 操作环境 生物体外 操作水平 DNA 分子水平 技术手段 DNA 重组和转基因等技术 目的 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 2. 基因工程的工具酶 （1） “分子手术刀”一一限制性核酸内

4、切酶 （限制酶） 来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 功能：能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个 核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 小贴士 限制酶所识别序列的特点 呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图所 示，中心轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。如 GCCGGCCG 以中心线为DNA 重组技 基础自学落实逐点互动探究 中心轴技 图I抗虫棉:右删为对照） 4 轴，两侧碱基互补对称； CGCGATGCGCAT 为轴，两侧碱基互补对称。作用结果：形成 DNA 片段末端。 a黏性末端 b 平末端

5、是限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线处切开时形成的，如图所示。 1 c C G G - 1 G G G C C C G G G 1 - 1 1 1 C C C G G G C C C 屮心軸红 观察图 2,说明限制酶切割的位置在 2、4(处)。 (2) “分子缝合针” 一一 DNA 连接酶 作用：将双链 DNA 片段之间的磷酸二酯键连接起来。 DNA 连接酶种类和作用的区别 种类 来源 作用 E COli DNA 连接酶 大肠杆菌 缝合黏性末端被切开的磷酸二酯键，不能连接平末端 T4 DNA 连接酶 T4噬菌体 缝合黏性末端和平末端，但平末端之间连接的效率比 较低 【归纳提炼】 1 DNA

6、连接酶与限制性核酸内切酶的比较 区别是限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时形成的，如图所 示。 G A A; LTi T T C G AAj J T C G- A A T T C A G- C TT A A- G 乙： 5 G- T TA A C 3 C A A T T G- Hpal , - J G T T AA C C A- A TT G (1) 图中甲和乙代表 _ 。 (2) EcORI、Hpai 代表 _ 。 图中甲和乙经过相应操作均形成两 个片段，切口的类型分 另悦 _ 由图解可以看出，限制酶的作用特点是 _ 答案（1）有特殊脱氧核苷酸序列的 DNA

7、 片段（2）两种不同的限制酶 （3）黏性末端 平末 端（4）每种限制酶都能识别特定的脱氧核苷酸序列并从特定的位点将 DNA 分子切开 解析 从图解可以看出，甲和乙代表的是不同的 DNA 片段，在相应的限制酶（EcoRI、Hpai） 的作用下，在特定的位点被剪切成两部分。前者是在识别序列的中心轴线两侧分别切开，形 成的末端是黏性末端；后者是在识别序列的中心轴线处切开，则产生平末端。 EcoRI能将甲 片段以图中方式剪切成两部分，但不能将乙片段剪切成两部分，说明每种限制酶的识别序列 和切点具有高度的专一性。 【个性拓展】 15 根据模拟制作重组 DNA 分子的活动，甲 DNA 分子、乙 DNA 分

8、子被EcoRI酶（识别序列为 17 GAATTC 并在 G 与 A 之间切开）切后，即可获得所需的目的基因和质粒，回答以下问题： （1）绿色硬纸板（甲 DNA 分子）的碱基序列为： ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC TATCGTACGATAGGTACTTAAGC-CGTATG 红色硬纸板（乙 DNA 分子）的碱基序列为: TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG 其中， _ DNA 分子含有“目的基因”， _ DNA 分子是“质粒”。 用“剪刀”进行切割。酶切割位点在 _ ( “a 处”还是“b 处”)，请用在甲、 乙两 DNA 分子上标出EccRI酶的作用位点。 (3) _ 你模拟插入的 DNA 片段能称得上一个基因吗？ _ 。 答案 (1) 乙 甲 (2)a 处 绿色硬纸板(甲 DNA 分子)的碱基序列为： A TAGCATGCTATCCATG