高中生物 第一章 基因工程导学案 苏教版选修3.doc

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1、基因工程【学习目标】【知识目标】1、掌握基因工程的概念2、把握基因工程操作步骤【能力目标】尝试运用基因工程技术和原理，提出解决某一实际问题的方案【情感态度价值观目标】关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。(1)优点①克服了远源杂交不亲和的障碍。②定向改造生物遗传性状。(2)操作水平：分子水平。(3)原

2、理：基因重组。（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。对位练习：1、右图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（）A．CTTAAG，切点在C和T之间B．CTTAAG，切点在G和A之间C．GAATTC，切点在G和A之间D．C

3、TTAAC，切点在C和T之间2、下列关于限制酶的说法不正确的是（）A．限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C．不同的限制酶切割DNA的切点不同D．限制酶的作用之一是用来提取目的基因3、下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取2.“分子缝合针”——DNA连接酶（1）作用：缝

4、合磷酸二酯键。(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。(3)限制酶与DNA连接酶的关系对位练习据右图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是（）A．限制性内切酶可以切断a处B．DNA聚合酶可以连接a处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标

5、记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒对位练习作为基因工程中的“分子运输车”——载体，应具备的条件是（）①必须有一个或多个限制酶的切割位点②必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随之同步复制③必须带有标记基因④必须是安全的⑤大小应合适A．①②③④⑤B．①②③⑤C．①②④⑤D．①②③④(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取第二步：基因表达载体的构建第三步：将目的基因导入受体细

6、胞第四步：目的基因的检测和表达第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。2.获取目的基因的方法（1）通过基因文库获取。（2）通过化学方法人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和直接合成法_。（3）PCR技术扩增a、原理：DNA复制(碱基互补配对原则)b、过程：第一步：DNA变性：加热至90～95℃DNA解链；第二步：退火（复性）：冷却到55～65℃，引物与DNA模版结合，形成局部双链；第三步：延伸：加热至70～75℃，在热稳定DNA聚合酶的作用下，合成与模版互补的DNA链第二步：基因表达载体的构建1.方法：同种

7、限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA连接酶把两者连接。2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，能终止转录。标记基因的作用：是为了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。常用的标记基因是抗性基因。第三步：将目的基因导入受体细胞_（又叫转化受体细胞）常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：农杆菌转化法。将目的基因导入动物细胞

8、：显微注射法。此方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：感受态细胞法：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。先用Ca2+处理细胞，使其成为