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重组DNA技术的基本工具基因工程高中生物高二年级人教版选择性必修三棉花的自白我是一朵棉花，虽不艳丽，但很洁白。我为人们制造华丽的外衣，保护人们不受寒冷的侵袭。我很有用，但是我很脆弱。棉铃虫是我挥之不去的伤痛，他们啃噬我的躯体，毁坏我漂亮的容颜。我束手无策，只能哀声叹息！感谢人们的奇思妙想，Bt基因给我穿起了一身铠甲。如今的我已焕然一新，棉铃虫你来吧，我不再怕你！第三章基因工程基因工程　　指按照人们的愿望,通过转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。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。【归纳】1.原理：2.操作环境：3.操作水平：4.操作对象：5.结果：6.优点:基因重组基因DNA分子水平获得符合人们需要的新的生物类型和生物产品生物体外克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的性状第一节重组DNA技术的基本工具阐明DNA重组技术的实现是利用限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。核心素养：新课标的要求：科学思维—模拟重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。社会责任—关注基因工程的社会议题，参与讨论基础理论和技术发展如何催生了基因工程。01“分子手术刀”“分子缝合针”03“分子运输车”第一节重组DNA技术的基本工具02【自主学习】阅读教材P71页本部分内容回答以下问题，完成学案相关内容的填写。1.限制酶的来源、种类、特点2.限制酶识别序列的特点3.限制酶切割的结果01限制性内切核酸酶——“分子手术刀”【精讲点拨】1.限制酶的特点能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。限制酶磷酸二酯键TGCCGTAA5'3'5'3'01限制性内切核酸酶——“分子手术刀”【精讲点拨】2.限制酶识别序列的特点②都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 ，称为回文序列。几种常见的限制酶的识别序列及切割位点①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。01限制性内切核酸酶——“分子手术刀”【精讲点拨】3.限制酶作用的结果产生黏性末端或平末端01限制性内切核酸酶——“分子手术刀”【合作探究】小组合作讨论以下问题（3分钟）1.要想从苏云金杆菌的DNA上获得Bt基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？增添几个游离的磷酸分子？2.如果把两种来源不同的DNA用同种限制酶来切割，会怎样？3.限制酶存在于原核生物的主要作用？为什么不切割自身的DNA分子？01限制性内切核酸酶——“分子手术刀”切割外源DNA使之失效，从而达到保护自身的目的；含有某种限制酶的细胞的DNA分子或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。【针对练习】①…CTGCA…G②…G…CTTAA③G…ACGTC…④AATTC…G…A.①③；②④ B. ①②；③④ C. ①④；②③ D.以上都不对01限制性内切核酸酶——“分子手术刀”1.作用：2.种类：⑴E·coli DNA连接酶⑵T4 DNA连接酶将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。①②DNA连接酶——“分子缝合针”023.E·coli DNA连接酶与T4DNA连接酶比较：类型来源E·coliDNA连接酶T4 DNA连接酶大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只能连接互补的黏性末端既能连接互补的黏性末端也能连接平末端(效率较低)DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？功能相同点差别DNA连接酶——“分子缝合针”0202A A TTGCAATTAATTDNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶的作用DNA连接酶——“分子缝合针”02催化形成磷酸二酯键DNA连接酶——“分子缝合针”02类型DNA连接酶DNA聚合酶相同点不同点模板作用过程需要以DNA的一条链为模板将单个核苷酸加在已存在的核苷酸片段的3’端的羟基上，形成磷酸二酯键在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键不需要模板催化形成磷酸二酯键4.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较：将外源基因送入受体细胞,在受体细胞内对目的基因进行大量复制。1.作用：质粒动植物病毒噬菌体2.种类：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。03基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”3、运载体需具备的条件（1）有一个至多个限制酶切割位点（2）能够在受体细胞中复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制（3）有某些标记基因（4）对受体细胞无害、易分离大肠杆菌及质粒结构模式图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。03基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”【实践活动】用剪刀（刀片）和透明胶条模拟抗虫棉培育工程中重组质粒的构建过程苏云金杆菌的DNAEcoRⅠ【合作探究】1.剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？2.用同种限制酶处理目的基因和质粒，在构建重组质粒时会出现什么问题？如何解决这些问题？质粒可以用BamHⅠ和HindⅢ或者EcoRⅠ和HindⅢ【针对练习】限制酶DNA连接酶载体①对受体细胞无害；②有一个至多个限制酶切割位点；③有特殊的标记基因；④能自我复制或能整合到宿主DNA上。质粒、λ噬菌体衍生物 、动植物病毒基因工程的基本工具作为载体的条件种类：磷酸二酯键来源：主要来源于原核生物特点：作用部位：具有特异性结果：形成黏性末端或平末端连接部位：磷酸二酯键种类：E.coliDNA连接酶、T4 DNA连接酶作用： 把两条双链DNA片段拼接起来课堂小结1.限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示，下列有关说法正确的是(　　)A.一个DNA分子中，酶a与酶b的识别序列可能有多个B.酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接C.酶a与酶b切断的化学键不完全相同D.用酶a切割有3个识别位点的质粒，得到4种切割产物随堂练习A随堂练习2.下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是(　　)A．T4DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来B．E.coliDNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接C．DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸3.作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是(　　)A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合D．对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择CA随堂练习4.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（ ）A．①④②③ B．①②④③ C．①②③④ D．①④③②A谢谢大家

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