3.1重组DNA技术的基本工具（第1课时）学习任务单高二下学期生物人教版选择性必修3

学习任务单基本信息单元名称第三单元基因工程年级高二年级学期春季教材版本生物学选择性必修3生物技术与工程人民教育出版社（2019年版）课时题目第1节重组DNA技术的基本工具（第1课时）学生信息姓名学校班级学号学习目标1.能够说出重组DNA技术所需的三种基本工具及其特点和作用。2.通过模拟操作重组DNA分子，提高运用知识解决相关问题的能力。3.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。课前预学概念5基因工程赋予生物新的遗传特性一、基因工程及其诞生与发展1．基因工程的概念(1)操作场所：_______。(2)操作技术：______等技术。(3)操作结果：赋予生物新的________，创造出更符合人们需要的新的______和生物产品。(4)操作水平：_______水平。2．基因工程的诞生和发展(1)基因工程的诞生①1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌转化实验证明了________，还证明了___________________________。②1953年，沃森和克里克建立了________模型并提出了__________的假说。③1961年，尼伦伯格和马太破译了______________________。④20世纪70年代初，_______酶、___________酶和______酶被相继发现，为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。⑤1973年，科学家证明______可以作为基因工程的载体，构建_____，使外源基因在原核细胞中成功表达，并实现物种间的基因交流。(2)基因工程的发展①1982年，第一个基因工程药物——_______被批准上市。②1984年，我国科学家朱作言领导的团队培育出__________鱼。③1985年，穆里斯等人发明______，为获取目的基因提供了有效手段。④1990年，__________计划启动。2003年，该计划的测序任务顺利完成。⑤21世纪以来，科学家发明了多种___________，可以实现低成本测定大量核酸序列，加速了人们对基因序列的了解。⑥2013年，华人科学家张锋及其团队首次报道利用最新的__________技术编辑了哺乳动物基因组。二、DNA重组技术的基本工具1．限制性内切核酸酶(又称限制酶)—“分子手术刀”(1)来源：主要来自__________。(2)作用特点：能够识别双链DNA分子的某种特定__________，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的___________断开。(3)结果：产生_________或_________。2．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______________。(2)种类[填表]种类比较E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源①________②_________特点③只能连接________④既可以连接黏性末端，又可以连接_____3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)质粒①质粒的本质：是一种裸露的、结构简单，独立于____________________________之外，并具有__________能力的环状双链DNA分子。②质粒适于作基因运载体的特点Ⅰ.质粒分子上有一个至多个___________位点，供外源DNA片段插入其中。Ⅱ.携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中_________，或_____________上，随_________同步复制。Ⅲ.人工改造的质粒常带有____________，便于_____________。(2)在基因工程中使用的载体除质粒外，还有_____________________。课内探究【驱动任务1】如何获取Bt毒蛋白基因阅读以下两则资料，回答问题1、2：资料1:20世纪60年代，阿尔伯等人在研究噬菌体侵染大肠杆菌的机制时，发现某些类型的噬菌体对特定类型的大肠杆菌的感染效率很低，即该种噬菌体受到了这种大肠杆菌限制。资料2:1970年，史密斯等人将流感嗜血杆菌与噬菌体的DNA一起培养，发现噬菌体的DNA无法回收，说明这些DNA被细菌中的酶切割了。而利用细菌细胞粗提物消化外源DNA,发现流感嗜血杆菌的DNA没有变化。问：细菌的这种酶有何作用特点？1.根据你所掌握的知识推测限制酶存在于原核生物中作用是什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.原核生物体内的限制酶为什么不切割自身DNA？_____________________________________________________________________________3.大肠杆菌(E.coli)的EcoRⅠ限制酶能特异性识别_________序列，并切割____和____之间的____________，切割后产生__________。SmaI限制酶只能识别序列，切割____和____之间的_____________切开，切割后产生___________。4.写出下列限制酶切割形成的末端序列BamHⅠ_____________________EcoRⅠ______________________HindⅢ_____________________BglⅡ______________________5.模型构建：以下是常见的几种限制酶的识别序列及酶切位点，请拿出材料包中的“纸条一”模拟限制酶的作用，将Bt毒蛋白基因“切割”下来。EcoRⅠ：G↓AATTCBamHⅠ：G↓GATCCSmaⅠ：CCC↓GGG【驱动任务2】如何将Bt毒蛋白基因运送到棉花细胞结合P72图34，分析归纳“运载体”需要具备的条件：1.载体要与外源基因连接，需要具备什么条件？2.要使携带的外源基因在受体细胞中稳定存在，载体需要具备什么条件？3.我们用肉眼看不到载体是否进入受体细胞，为了便于筛选重组DNA分子，载体需要具备什么条件？4.能从破伤风杆菌中提取质粒作为基因工程的载体吗？【驱动任务3】如何使重组质粒的结构更牢固DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？请完成下表。DNA连接酶DNA聚合酶参与过程作用对象作用特点相同点课终归纳【总结目标】1.请在此基础框架上完善本课时内容的知识梳理。2.学习感悟：效果检测1．下列有关限制性内切核酸酶的叙述中正确的是()A．用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个B．限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端游离碱基数不同D．只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA片段和质粒，才能形成重组质粒2．限制酶EcoRⅠ对DNA的识别序列是G↓AATTC，当用它处理环状DNA分子时，可形成()A．两端相同的线性DNA，有黏性末端B．两端相同的线性DNA，无黏性末端C．两端不同的线性DNA，一端有黏性末端，一端无黏性末端D．两种末端无法判断3．下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是（）A．DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同 B．DNA连接酶连接的是两条单链上的磷酸和脱氧核糖 C．DNA连接酶可以将单个的脱氧核苷酸连接到主链上 D．DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键4．下列有关基因工程中载体的说法正确的是（）A．质粒是一种独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核外的链状DNA分子 B．所有的质粒都可以作为基因工程中的载体 C．在基因工程的操作中，除了质粒，各类细菌也常常作为“分子运输车” D．作为载体的质粒常有特殊的标记基因5．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒