3.1重组+DNA+技术的基本工具【知识精讲精研】高二下学期生物人教版选择性必修3

第三章

基因工程第1节

重组DNA技术的基本工具视频：大肠杆菌生产人胰岛素基因工程定义（章首页）：基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。目的思考：1.视频中我们对大肠杆菌的什么物质进行了操作？

2.这种操作的目的是什么？思考：要完成重组DNA这一精细过程，我们至少需要哪些功能的“分子工具”来进行操作呢？操作水平别名变异类型（原理）：基因重组任务一：学习限制性内切核酸酶--“分子手术刀”

阅读课本P71，思考并小组讨论以下问题。1.限制酶的主要来源？推测其作用是什么？2.如何理解“限制性”？3.限制酶的作用部位？4.限制酶的识别序列特点？5.限制酶切割后产生怎样的末端？1.限制酶主要来源：2.如何理解“限制性”：主要是从原核生物中分离纯化出来的旁栏思考：限制酶是一种防御性工具，切割入侵的外源核酸，使之失效，以保证自身安全识别双链DNA分子的特定核苷酸序列。并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开3.限制酶的作用部位：任务一：学习限制性内切核酸酶--“分子手术刀”4.限制酶的识别序列特点：识别序列：大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成；少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。（回文序列）EcoRⅠ：SmaⅠ：任务一：学习限制性内切核酸酶--“分子手术刀”5′3′5′3′EcoRⅠ中心轴线5′3′5′3′SamⅠ黏性末端平末端5.限制酶切割后产生怎样的末端(AATT)任务一：学习限制性内切核酸酶--“分子手术刀”【小组活动一】模拟制作活动：模拟限制酶的作用

请各小组拿出材料包中的①、②序列，圈出EcoRI的识别序列并用剪刀模拟EcoRI进行切割。剪切后的①、②序列是否可以拼接起来？为什么可以拼接起来？切割时我们切断的是磷酸二酯键，那么我们拼接两个DNA片段时也需要恢复磷酸二酯键。这就需要第二种分子工具，我们形象的称之为“分子缝合针”的DNA连接酶。①②人胰岛素基因任务二：学习DNA连接酶——“分子缝合针”

阅读课本P72，思考并小组讨论以下问题。1.DNA连接酶的作用是什么？2.DNA连接酶有哪些种类？列出其异同点？能够将两个DNA片段连接起来的酶1.作用：碱基互补配对原则2.种类：E.coliDNA连接酶；T4DNA连接酶任务二：学习DNA连接酶——“分子缝合针”类型来源相同点区别E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶大肠杆菌T4噬菌体作用位点：只能连接黏性末端都能连(平末端效率较低)3.种类：旁栏思考：DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？磷酸二酯键任务二：学习DNA连接酶——“分子缝合针”在DNA复制时，将单个核苷酸连接到DNA片段上，形成磷酸二酯键。DNA连接酶：DNA聚合酶：DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？能够将两个DNA片段连接起来，形成磷酸二酯键。不同点：共同点：DNA聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸，需要模板；不需要模板；DNA连接酶连接的是DNA片段，都是催化磷酸二酯键形成的酶【小组活动二】模拟制作活动：模拟DNA连接酶的作用

请各小组拿出活动一切割的①、②序列，并将①、②序列用胶带连接起来。①②人胰岛素基因任务三：学习基因进入受体细胞的载体--“分子运输车”

阅读课本P72，思考并小组讨论以下问题。1.最常用的载体是质粒，质粒的定义是什么？2.质粒能作为载体需要具备哪些结构，这些结构存在的作用是什么？（结合质粒结构的模式图）3.除质粒外，还有哪些可以作为载体？4.天然的质粒和病毒可以直接用来当做载体吗？1.常用载体--质粒：质粒定义：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，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。2.质粒作为载体的条件：具有一个至多个限制酶切割位点进行自我复制便于重组DNA分子的鉴定和筛选标记基因任务三：学习基因进入受体细胞的载体--“分子运输车”真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。3.其他载体：噬菌体、动植物病毒等任务三：学习基因进入受体细胞的载体--“分子运输车”【小组活动三】模拟制作活动：完善质粒结构并且构建重组质粒

请各小组在材料包中找到质粒，并完善质粒结构模式图，并将人胰岛素基因插入质粒中构建重组质粒。载体需要具备的条件：基因可插入其中：具有一个至多个限制酶切割位点；复制的能力：能在受体细胞中复制并稳定保存；带有特殊的标记基因：便于筛选和鉴定；对受体细无害；易获得。(1)哪种限制酶切割B片段产生的DNA片段能与限制酶SpeⅠ切割的A片段产生的DNA片段相连接，为什么？2.有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段分别用限制酶HindⅢ、XbaⅠ、E