2019-2020年高中生物《基因工程概述》学案 苏教版选修3

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1、2019-2020年高中生物《基因工程概述》学案苏教版选修3学习目标1、说出基因工程的概念（A）2、简述基因工程的诞生历程（A）3、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用（A）4、简述基因工程基本操作程序的四个步骤（B）基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973—1976年为，1977—1981年为，1982年以后为。1973年，美国科学家等将两种不同来源的DNA分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了的新技术———基因工程。二、基因工程的概念：是指在通过等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类所需的的技术。因此，基

2、因工程又称为。⑴操作环境：；⑵操作对象：；⑶操作水平：；⑷基本过程：剪切→拼接→导入→表达；⑸结果：人类需要的基因产物。三、基因工程的工具及作用㈠限制性核酸内切酶（简称限制酶）——“”1、来源：主要是从生物中分离纯化出来的。2、作用：能够识别双链DNA分子的，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开。3、特点:具有专一性，表现在两个方面：①识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列。②切割特定序列中的特定位点。4、结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：末端和末端。例1、下列有关基因工程中限制内切酶的描述，错误的是（）A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸

3、序列；B．限制性内切酶的活性受温度的影响；C．限制性内切酶能别和切割RNA；D．限制性内切酶可从原核生物中提取。思考：限制性核酸内切酶的本质是什么？限制酶与解旋酶有什么区别？（它的本质是蛋白质，它也具有高效性、专一性、温和性等酶的基本特点。限制酶主要作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而解旋酶主要作用于碱基对之间的氢键）㈡DNA连接酶——“”1、分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类2、作用：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的。【阅读】▲两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较：⑴相同点：都缝合磷酸二酯键⑵区别：E．c

4、oIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。▲DNA连接酶与DNA聚合酶作用的比较DNA连接酶DNA聚合酶不同点[]连接的DNA[双链]单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质㈢载体——“”1、载体的作用：。2、载体必须具备三个条件：⑴能在受体细胞中复制并稳定保存。⑵具有一至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。⑶具有某些标记基因，以便进行筛选。3、载体的种类：质粒、和等。最早应用最常应用的载体是质粒

5、，它是细菌细胞中的一种很小的。四、基因工程的基本过程㈠获得目的基因（目的基因的获取）1、获取方法主要有三种：⑴从自然界中已有的物种中分离出来，如可从基因文库中获取。⑵用人工的方法合成。⑶利用扩增目的基因。（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：DNA双链复制（4）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链；第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。（5）特点：指数形式扩增、★获得原核细胞的目的基因可采取直接分离，获取真核细

6、胞的目的基因一般是人工合成。★人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。㈡制备重组DNA分子（基因表达载体的构建）1、重组DNA分子的组成：除了目的基因外，还必须有标记基因。（标记基因的作用：鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来）2、方法：用分别切割载体和目的基因，再用把两者连接。㈢转化受体细胞（将导入受体细胞）1、转化的概念：。2、常用的转化方法：⑴将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌介导转化技术（农杆菌转化法），其次还基因枪介导转化技术（基因枪法）和花粉管通道技术（花粉管通道法）。⑵将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。

7、此方法的受体细胞多是受精卵。⑶将目的基因导入微生物细胞：Ca2＋处理法。㈣筛选出获得目的基因的受体细胞、培养受体细胞并诱导目的基因的表达（目的基因的检测与鉴定）1、分子水平的检测：⑴首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用。⑵其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用。⑶最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用。2、个体生物学水平的鉴定：有时还需进行个体生物学水平的鉴定，如抗虫或抗病的鉴定等。五、基因工程的意义：能够打