江苏省南京市高中生物第一章基因工程1.1.1基因工程概述导学案无答案苏教版选修32017072012.doc
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1、第一节 基因工程概述【课标要求】简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用【教学目标】1.简述基因工程所需3种基本工具的使用。 2.学习运用知识解决相关问题的能力。 3.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 【教学过程】知识点一、基因工程的诞生和发展(一)诞生和发展理论铺垫:艾弗里证明了 ;沃森和克里克阐明了 ; 尼伦贝格等 (二)基因工程的概念基因工程是指在 通过人工“ ”和“ ”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 中表达,产生 。包括 、 以及 。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具酶与载体1
2、、限制性核酸内切酶“分子手术刀”(1)这类酶在生物体内能将外来的DNA切断,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保持细胞原有的遗传信息。(2)由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性核酸内切酶(简称_)。(3)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段,末端通常有两种形式,即 和。【例1】下列关于限制酶的说法正确的是( )A.限制酶广泛存在于各种生物中,但微生物中很少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后都会形成黏性末端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展:根据DNA连接
3、酶的来源不同,可以将它分为两类:一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为Ecoli DNA连接酶。Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来,不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。另一类是从T4噬菌体中分离出来的,称为T4DNA连接酶。T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端,但连接平口末端之间的效率比较低。【例2】下图为DNA分子的切割和连接过程。(1)EcoRI是一种酶,其识别序列是,切割位点是与之间的 键。切割结果产生的DNA片段末端形式为。(2)不同来源DNA片段结合,在这里需要的酶应是连接酶,此酶的作
4、用是在与之间形成 键,而起“缝合”作用的。还有一种连接平口末端的连接酶是。3、载体“分子运输车”(1)基因操作过程中使用载体两个目的:一是用它作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。(2)现在通常使用的载体是,它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA之外的环状_,有的细菌中有一个,有的细菌中有多个。(3)质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移,可以复制,也可整合细菌拟核DNA中,随着拟核DNA的复制而复制。(4)其他载体还有和等。(5)作为载体必须具备以下条件:能够在宿主细胞中复制并稳定地保存,具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接
5、;具有某些标记基因,便于进行筛选,如对抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。【例3】以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段,分析回答问题。(1)其中和是由一种限制酶切割形成的末端,两者要重组成一个DNA分子,所用DNA连接酶通常是。(2)和是由另一种限制酶切割形成的末端,两者要形成重组DNA片段,所用DNA连接酶通常是。 【例4】图示限制酶切割某DNA分子的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列ACTTAAG BCUUAAG CGAATTC DGAAUUC三、基因工程的一般过程与技术1、获取目的基因 有两条途径:直接分离和人工合成。2、制备重组DNA分子 用 酶处理目的基因和运载体,
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