1．1DNA重組技術的基本工具課程標準列舉DNA重組技術的基本工具。課標解讀1.簡述DNA重組技術所需三種基本工具的作用。2.說明基因工程載體應具備的條件。3.認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術創(chuàng)新。

1．基因工程的概念 基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過

和

等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。由于基因工程是在

水平上進行設計和施工的，因此又叫做DNA重組技術?；蚬こ痰母拍詈屠碚摶A

體外DNA重組轉基因DNA分子2．基因工程的理論基礎和技術支持理論基礎

是遺傳物質DNA雙螺旋結構和

的確立

的破譯技術支持基因轉移載體——

的發(fā)現(xiàn)多種

和

，以及

酶(工具酶)的發(fā)現(xiàn)DNA合成和

技術的發(fā)明

的實現(xiàn)、

的成功第一例轉基因動物問世、

技術的發(fā)明DNA中心法則遺傳密碼質粒限制酶連接酶逆轉錄測序DNA體外重組重組DNA表達實驗PCR[思維激活1]與其他生物變異相比，基因工程所導致的變異有何特點？ 提示變異一般是不定向的，但基因工程使生物產生新的性狀變異卻是定向的，是按照人們的實際需要進行的有目的的改造。基因工程概念的理解

基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→拼接→導入→表達結果人類需要的生物類型和生物產品特別提醒基因工程具有以下五個方面的特點：(1)它是一種按照人們的意愿，定向地改造生物遺傳特性的技術。(2)在DNA分子水平進行操作。(3)是在體外進行的人為的基因重組。(4)一旦成功，便可遺傳。(5)主要技術為體外DNA重組技術和轉基因技術。【鞏固1】科學家們經過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術——基因工程，實施該工程的最終目的是()。 A．定向提取生物體內的DNA分子 B．定向地對DNA分子進行人工“剪切” C．在生物體外對DNA分子進行改造 D．定向地改造生物的遺傳性狀解析基因工程的定義就是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需的基因產物，也就定向地改造了生物的遺傳性狀。答案D1．限制性核酸內切酶——“分子手術刀” (1)來源 主要來自于

。 (2)特點 ①識別雙鏈DNA分子的某種

序列； ②使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的

斷裂。 (3)作用結果 ①黏性末端：在所識別序列的

將DNA的兩條鏈分別切開時形成的末端。 ②平末端：在所識別序列的

處切開時形成的末端?；蚬こ痰墓ぞ呙冈松锾囟ê塑账崃姿岫ユI中心軸線兩側中心軸線2．DNA連接酶——“分子縫合針” (1)種類 (2)作用結果：恢復被

切開的兩個核苷酸之間的

，拼接成新的DNA分子。種類比較項目E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源

.

.特點只能“縫合”具有

的雙鏈DNA片段既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的

．又可以“縫合”雙鏈DNA片段的

.大腸桿菌T4噬菌體互補的黏性末端黏性末端平末端限制酶磷酸二酯鍵[思維激活2]

限制酶的存在對細菌的生存有何重要意義？它為何不切割自身的DNA? 提示限制酶是細菌的一種防御性工具，當外源DNA侵入時，會利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA，使之失效，從而達到保護自身的目的。細菌中限制酶之所以不剪切自身DNA，是因為微生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，對于外源入侵的DNA可以降解掉。1．限制酶與DNA連接酶比較 (1)區(qū)別作用應用限制酶使特定部位的磷酸二酯鍵斷裂用于提取目的基因和切割載體DNA連接酶在DNA片段之間重新形成磷酸二酯鍵用于基因表達載體的構建(2)兩者的關系可表示為2．DNA連接酶與DNA聚合酶的比較DNA連接酶DNA聚合酶相同點催化兩個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵不同點模板不需要模板需要DNA的一條鏈為模板作用對象游離的DNA片段單個的脫氧核苷酸作用結果形成完整的DNA分子形成DNA的一條鏈用途基因工程DNA復制特別提醒(1)由于氫鍵是分子間作用力，其斷裂與重新形成均與限制酶和DNA連接酶無關。(2)限制酶與DNA連接酶的化學本質均是蛋白質，其組成的基本單位是氨基酸?！眷柟?】下列關于限制酶和DNA連接酶的說法中，正確的是()。 A．其化學本質都是蛋白質 B．DNA連接酶可恢復DNA分子中的氫鍵 C．在基因工程中DNA聚合酶可以替代DNA連接酶 D．限制酶切割后一定能產生黏性末端 解析限制酶和DNA連接酶的化學本質都是蛋白質。 答案A1．載體的種類有

、

的衍生物、

等。2．常用載體——質粒 (1)質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，并具有

能力的

分子。 (2)質粒DNA分子上有一至多個

位點，供

DNA片段插入其中。 (3)質粒上有特殊的

，供重組DNA的

。 (4)在基因工程操作中，真正被用作載體的質粒，都是在天然質粒的基礎上經過

的?；蜻M入受體細胞的載體——“分子運輸車”

質粒λ噬菌體動植物病毒自我復制雙鏈環(huán)狀DNA限制酶切割外源標記基因鑒定和選擇人工改造3．重組DNA分子的模擬操作 (1)所用材料用具中，剪刀代表

，透明膠條代表

。 (2)用剪刀切割時，應找出

序列，并在

之間作切口進行“切割”。 (3)若操作正確，不同顏色的黏性末端應能

。EcoRⅠDNA連接酶G—A—A—T—T—CG—A互補配對[思維激活3]在重組DNA分子的模擬操作中，剪刀所剪位置應屬何種部位？ 提示剪刀所剪位置應為3,5-磷酸二酯鍵。1．載體的作用 (1)用它作為運載工具，將目的基因送入受體細胞中去。 (2)利用它在受體細胞內對目的基因進行大量復制。2．作為載體的必備條件 (1)有一個或多個限制酶切割位點，供外源DNA片段插入。 (2)具備自我復制能力，且能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。 (3)帶有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。 (4)必須是安全的，不會對受體細胞有害。3．載體的種類 (1)細菌質粒，它是細菌擬核DNA以外的小型雙鏈環(huán)狀DNA，有的細菌只有一個，有的細菌有多個。 (2)λ噬菌體的衍生物和某些動植物病毒的DNA。 一般來說，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據(jù)不同的目的和需求，對某些天然的載體進行人工改造。特別提醒(1)質粒是基因工程中最常用的載體，它并非只存在于原核細胞中，某些真核細胞(如酵母菌)中也存在質粒，質粒上的基因屬于細胞質基因。它能自我復制，既可在自身細胞、受體細胞復制，也可在體外復制。(2)供目的基因插入的酶切位點所處的位置必須是在載體本身需要的基因之外，這樣才不至于因目的基因的插入而使其失活。【鞏固3】質粒是基因工程中最常用的載體， 它存在于許多細菌體內，某細菌質粒上 的標記基因如圖所示，通過標記基因可 以推知外源基因(目的基因)是否轉移成功。 外源基因插入的位置不同，細菌在培養(yǎng)基 上的生長情況也不同，如圖所示，外源基因在質粒中可插入的位置有a、b、c點。某同學根據(jù)實驗現(xiàn)象對其插入的位點進行分析，其中分析正確的是()。實驗現(xiàn)象實驗推論在含青霉素培養(yǎng)基上生長情況在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長情況目的基因插入位置A能生長能生長aB不能生長能生長bC能生長不能生長cD不能生長不能生長c解析若外源基因插入a或b點，則會破壞抗四環(huán)素基因或抗青霉素基因，則在含有四環(huán)素或青霉素的培養(yǎng)基上不能生長，若質粒插入c點，兩種基因保持完整，在分別含有每種抗生素的培養(yǎng)基上都能生長。答案B【例1】下列有關基因工程的敘述，正確的是()。 A．基因工程是細胞水平上的生物工程 B．基因工程的產物對人類都是有益的 C．基因工程產生的變異屬于人工誘變 D．基因工程育種的優(yōu)點之一是目的性強基因工程的概念及特點

思維導圖：深度剖析本題考查基因工程的概念?；蚬こ淌窃谏矬w外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造(目的性強)和重新組合(基因重組)，然后導入受體細胞內進行繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。但并不是所有的基因產物對人類都有益。基因工程是分子水平上的生物工程。答案D思維深化基因工程的原理：(1)不同生物DNA分子得以重新拼接的基礎：①DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸；②雙鏈DNA分子的空間結構都是規(guī)則的雙螺旋結構；③所有生物DNA堿基對均遵循嚴格的“互補配對”原則，即A總與T配對，G總與C配對——如此，方可使具相同末端(黏性末端或平末端)的不同DNA分子得以連接在一起。(2)外源基因在受體內表達的理論基礎：①基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構和功能單位，具相對獨立性；②遺傳信息的傳遞都遵循中心法則所闡述的信息流動方向；③生物界共用一套遺傳密碼。

【例2】基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是()?；蚬こ痰牟僮鞴ぞ?/p>

A．目的基因和質粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和質粒均用限制酶Ⅰ切割C．質粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．質粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割思維導圖：1、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替