第1節(jié)

重組DNA技術的基本工具高二-人教版-生物學選擇性必修3第三章

基因工程教學目標1.知識與能力目標：說出對基因工程概念的理解和重組DNA技術的三種基本工具的作用；能用紙卡模型構建重組DNA分子，解決實際問題。2.學科素養(yǎng)目標：生命觀念：闡明重組DNA技術所需的三種基本工具的作用科學思維：說出限制酶的作用及作用位點、基因進入受體細胞的載體所具

備的條件科學探究：探究實踐模擬重組DNA分子第1節(jié)

重組DNA技術的基本工具棉鈴棉鈴棉鈴蟲能否培育出自身能抵抗蟲害的棉花新品種呢？蘇云金桿菌

蘇云金桿菌含有一種Bt毒蛋白基因。

Bt毒蛋白基因轉基因抗蟲棉轉基因技術基因工程在農牧業(yè)生產上的應用之一

指按照人們的愿望，通過

等技術，賦予生物

，創(chuàng)造出更符合人們需要的

和生物制品。

從技術操作層面看，由于基因工程是在DNA

上進行設計和施工的，因此又叫作

。轉基因新的遺傳特性新的生物類型分子水平重組DNA技術體外DNA分子水平基因操作環(huán)境：操作水平：操作對象：遺傳學原理：基因重組基因工程：

重組DNA技術所需的三種基本工具限制性內切核酸酶“分子手術刀”DNA連接酶“分子縫合針”基因進入受體細胞的載體“分子運輸車”限制性內切核酸酶——“分子手術刀”限制酶的命名：兩種常用的限制酶：資料卡（P72）大腸桿菌R型菌株分離出來的第一種限制酶限制性內切核酸酶簡稱：例如：EcoRⅠ簡單來說，表示從某種微生物中分離出來的第幾種限制酶限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ一、限制性內切核酸酶—“分子手術刀”3、作用：專一性能識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。1、來源：主要來自原核生物2、種類：數千種（不是一種，是一類酶）TGCCGTAA5′3′3′5′磷酸二酯鍵氫鍵特定的核苷酸之間思考1、仔細觀察以下四種限制酶識別的特定序列有何特點？EcoRⅠ……G-A-A-T-T-C…………C-T-T-A-A-G……HindⅢ……A-A-G-C-T-T…………T-T-C-G-A-A……BamHⅠ……G-G-A-T-C-C…………C-C-T-A-G-G……TaqⅠ………T-C-G-A………………A-G-C-T………②在識別序列中，一條鏈正向讀的堿基順序與其互補鏈反向讀的順序完全一致，稱為“回文序列”。①大多數限制酶的識別序列由

個脫氧核苷酸組成，少數限制酶的識別序列由4個、8個或其他數量的核苷酸組成。6切點切點中軸線粘性末端平末端4、切割結果：

產生黏性末端或平末端模擬實踐1：用剪刀模擬限制酶的切割作用EcoRⅠ在G和A之間切割SamⅠ在C和G之間切割小組合作，動手探究

思考2、推測限制酶存在于原核生物中的作用是什么？用來切割外源DNA使之失效，從而達到保護自身的目的思考3、試推測限制酶為什么不會切割自身的DNA？原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已被修飾思考

討論（課本P71）1、寫出下列限制酶切割形成的黏性末端BamHⅠ____EcoRⅠ___HindⅢ___BglⅡ___GATCAATTAGCTGATC學以致用不同限制酶作用可以產生

黏性末端相同的一個酶切位點AGGTACTTAATCCATGAATTCATGCGTACGGTC...基因.......TGGACTTAAAATTCAG...目的.......ACCTG

在切割含目的基因的DNA分子時，需要在目的基因的兩端都用限制性核酸內切酶切割，會產生4個末端。模擬實踐2

：模擬EcoRI提取目的基因

TCCATGAATTCAG......目的.........ACCTGAATTCATGCAGGTACTTAAGTC......基因.........TGGACTTAAGTACG小組合作，動手探究識別序列GAATTCEcoRI思維拓展：1、目的基因能首尾相連嗎？2、目的基因能和原兩端的片段反向連接嗎？DNA連接酶——分子縫合針二、“分子縫合針”——

DNA連接酶

(1)作用：類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源________________________功能只縫合____________縫合____________和____________結果恢復被限制酶切開的兩個脫氧核苷酸之間的_________________大腸桿菌T4噬菌體黏性末端黏性末端平末端(效率較低)磷酸二酯鍵(2)類型：連接雙鏈DNA片段，恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵?；蜻M入受體細胞的載體—“分子運輸車”將外源基因送入受體細胞。1.作用：質粒動植物病毒噬菌體2.種類：三、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外，并具有自我復制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。質粒的化學本質：3、質粒作為載體需具備的條件：問題1：如何將目的基因插入到質粒中？

問題2：如何鑒定重組質粒是否進入了受體細胞？

問題3：重組質粒進入受體細胞后，要使目的基因能遺傳給子代，質粒需要有什么功能？

問題4：能從破傷風桿菌中提取質粒作為基因工程的載體嗎？?

有一個至多個限制酶切割位點，

便于插入目的基因；?

具有標記基因，便于重組DNA分子的篩選

?

能自我復制或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復制；?

對受體細胞無害真正被用作載體的質粒，都是在天然質粒的基礎上進行過人工改造的。思考討論突破難點模擬實踐3、重組質粒的模擬操作假如在實際實驗操作中，將若干質粒和目的基因片段進行DNA重組，關于連接類型，你有什么發(fā)現(xiàn)？（前后兩個小組合為一個進行探究）；構建重組質粒。5’................pBI121

................GAATTC........3’3’................質粒................CTTAAG........5’小組合作，動手探究GTC...基因.......TGGACTTAAAATTCAG...目的.......ACCTG

深化拓展目的基因自身環(huán)化、質粒的自身環(huán)化、目的基因和質粒的正反向連接，目的基因和目的基因、質粒和質粒相連接。1、請各組展示目的基因和質粒會出現(xiàn)哪些不同的連接方式？2、為避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以采用什么方法？分別使用兩種限制酶去切割目的基因和運載體正向反向原因：由同種限制酶切割，形成相同的粘性末端2、選用下圖載體將目的基因導入細菌中并將含有目的基因的細菌篩選出來。（1）在培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基中添加

抗生素B，則應該選擇的限制酶

為_______。（2）在培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基中添加

抗生素A，則應該選擇的限制酶

為_____。①或②①學以致用3、A、BamHⅠ

B

、HindⅢ

C、PstⅠ

D、PstⅠ和HindⅢD限制酶DNA連接酶載體①對受體細胞無害；②有一個至多個限制酶切割位點；③有特殊的標記基因；④能