第三章 第一节 基因工程及其技术（课件 学案 练习，共12份）苏教版（2019）选择性必修3 生物技术与工程

第一节　基因工程及其技术 第1课时　基因工程的发展历程和基本工具 课时概念解析　本课时的概念为“基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的”“DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具”，这两个概念的建构需要以下基本概念或证据的支持： 1.基因工程是在多学科的基础上发展而来。 2.DNA重组技术的实现需要限制酶和DNA连接酶对DNA进行剪切和连接。 3.外源基因的导入、稳定遗传和表达离不开载体的作用。 1.基因工程的诞生和发展 2.基因工程的概念 3.基因工程的基本工具 (1)限制性内切核酸酶(又称限制酶)———�分子剪刀” 　　　　是一类酶而不是一种酶 【知识拓展】 1.回文序列 限制酶所识别的序列的特点：碱基反向互补对称，其识别序列无论是含奇数个碱基还是含偶数个碱基，都可以找到一条中轴线。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。如：以中轴线为轴，两侧碱基反向互补对称；以中轴线为轴，两侧碱基反向互补对称。 2.同尾酶 切割不同的DNA片段但产生相同的黏性末端的一类限制性内切核酸酶。其特点是①识别的序列不同，但可以切割出相同的黏性末端，且切割出的黏性末端可以相互配对；②两个同尾酶切割的DNA片段连接后，一般情况下不能再被原来的限制酶识别。 如图： BamHⅠ和BglⅡ识别序列不同，黏性末端均为GATC，因此二者为同尾酶。 对所连接的DNA片段两端的碱基序列没有专一性要求 (2)DNA连接酶———�分子黏合剂” 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 (3)载体———�分子搬运工” ①概念：将外源基因导入_____，并使其在受体细胞中稳定_____，还需要一定的“分子搬运工”，基因工程上将它们称为载体。 ②常用载体———质粒 a.化学本质：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_____分子。 b.质粒作为载体所具备的条件及原因 ③其他载体：λ噬菌体的衍生物、动物病毒等。 提醒：①基因工程用作载体的质粒一般都是经过人工改造过的。 ②注意区分基因工程中的载体和细胞质膜上的载体蛋白，二者本质、功能均不相同。 [辨正误] (1)基因工程是人工操作导致的染色体变异，变异是不定向的。(　　) (2)限制酶和解旋酶的作用部位相同。(　　) (3)E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端。(　　) (4)载体的作用是携带外源基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。(　　) (5)作为载体的质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。(　　) 1.现有5种不同的限制酶①HindⅢ、②XbaⅠ、③EcoRⅤ、④SpeⅠ和⑤XhoⅠ，它们的识别序列和切割位点如图所示： (1)尝试写出XbaⅠ和XhoⅠ切割DNA之后形成的末端。 _____ _____ _____ (2)限制酶_____切割某一DNA片段后产生的DNA片段能与SpeⅠ切割另一DNA片段产生的DNA片段相连接，原因是_____ _____ _____。 这两个DNA片段连接后一般_____(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶识别。 2.如图所示为大肠杆菌及质粒的结构模式图，据图回答以下问题： (1)将外源基因直接导入受体细胞可行吗？为什么？ _____ _____ _____ (2)为使外源基因插入质粒中，质粒需具备什么条件？ _____ _____ _____ 载体上标记基因的标记原理 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因，目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。原理如图所示： 【学以致用】 1.(2024·江苏扬州期中)下列有关限制酶的叙述，正确的是(　　) A.限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越小 B.—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同 C.只有用相同的限制酶处理含目的基 ... ...