高中生物 第一章 基因工程 第1节 工具酶的发现和基因工程的诞生教案 浙科版选修3.doc

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1、第一节工具酶的发现和基因工程的诞生课　标　解　读重　点　难　点1.联系遗传工程的含义，说出基因工程的主要内容。2.结合“工具酶作用示意图”说出限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用。3.结合“质粒分子结构示意图”明确质粒的本质及特性。1.DNA重组技术所需3种基本工具的作用。(重点)2.基因工程载体需要具备的条件。(重难点)遗传工程的概念1.狭义的遗传工程指基因工程。2．广义的遗传工程泛指把一种生物的遗传物质(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。基因工程的理论基础和技术保障理论基础DNA是遗传物质的发现

2、DNA双螺旋结构的确立中心法则的认定和遗传密码的破译技术保障基因转移载体——质粒的发现多种限制性核酸内切酶和连接酶以及逆转录酶(工具酶)的发现DNA合成和测序技术的发明DNA体外重组的实现、重组DNA表达实验的成功第一例转基因动物问世、PCR技术的发明DNA重组技术的基本工具1.基因的——限制性核酸内切酶(1)作用：对DNA分子上不同的特定的核苷酸序列进行识别和切割。(2)作用特点：专一性。(3)作用结果：产生粘性末端，使DNA的重组成为可能。1.左图中打开G与C化学键的酶c的名称是什么？工具a使哪种化学键断裂？【提示】　解旋酶；磷酸二酯键。2．基因的——DNA连接酶

3、(1)发现：1967年。(2)作用：将具有末端碱基互补配对的两个DNA分子片断连接在一起。(3)过程如图所示：3．基因工程的载体(如图)大肠杆菌质粒的分子结构示意图(1)种类①质粒：是一种小型的环状DNA分子。②λ噬菌体。③动植物病毒等。(2)特点①能自我复制。②具有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点。③具有标记基因。④对受体细胞无害。(3)作用结果携带外源基因进入受体细胞。2.尝试写出图示中的酶a及X的名称？【提示】　酶a是DNA连接酶，X是能合成胰岛素的细菌细胞。1．一种限制性核酸内切酶可识别多种特定的核苷酸序列。(×)【提示】　一种限制性核酸内切酶只识别一种核苷

4、酸序列。2．基因工程的载体与物质跨膜转运所需要的载体化学本质相同。(×)【提示】　前者的化学本质是DNA，后者的化学本质是蛋白质。3．不同限制性核酸内切酶切割DNA后形成的粘性末端可能相同。(√)4．DNA连接酶可将任意两个DNA片断连接在一起。(×)【提示】　可将两个粘性末端相同的DNA片断连接在一起。5．质粒上抗性基因的存在有利于目的基因表达的鉴定。(×)【提示】　有利于导入目的基因的受体细胞的筛选。对限制性核酸内切酶的认识【问题导思】①限制性核酸内切酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？②限制性核酸内切酶作用于DNA的何种部位？③限制性核酸内切酶作用的产物叫什

5、么？1．来源多数来自微生物。2．特点具有专一性，表现在以下两个方面：(1)识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列。(2)在特定位点切割特定的序列，特定序列表现为中心对称，如EcoRⅠ限制性核酸内切酶的切割序列(如图所示)。3．作用切开DNA链中的磷酸二酯键(即连接相邻脱氧核苷酸的键)，而不是碱基间的氢键。4．产物——粘性末端粘性末端：是限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开形成的。(如图)从图中可看出，经限制性核酸内切酶一次切割，可产生出两个粘性末端，而且两个末端反向并且可互补(图中箭头表示粘性末端方向)。1．不同种类的限制性核酸内切酶识别与切

6、割的位点不同，这与酶催化作用的专一性特点是一致的。2．限制性核酸内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列，也就是在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致。3．限制性核酸内切酶切点数与切后DNA条数的关系(1)线形DNA分子：切后DNA分子数＝切点数＋1。(2)环状DNA分子：切后DNA分子数＝切点数。　下表为常用的限制性核酸内切酶及其识别序列和切割位点，由此推断的以下说法中，正确的是(　　)限制性核酸内切酶名称识别序列和切割位点限制性核酸内切酶名称识别序列和切割位点BamHⅠG↓GATCCKpnⅠGGTAC↓CEcoRⅠG↓AATTCSau3

7、AⅠ↓GATCHindⅡGTY↓RACSmaⅠCCC↓GGG(注：Y＝C或T，R＝A或G)A．限制性核酸内切酶切割后不一定形成粘性末端B．限制性核酸内切酶的切割位点一定在识别序列的内部C．不同限制性核酸内切酶切割后一定形成不同的粘性末端D．一种限制性核酸内切酶一定只能识别一种核苷酸序列【审题导析】　限制性核酸内切酶是一类酶，含有多种酶，区分这些酶种类的依据是识别序列与切割位点，而不是粘性末端。【精讲精析】　由表中信息可知，HindⅡ能识别不同的核苷酸序列；核苷酸序列经限制性核酸内切酶切割后不一定形成粘性末端，可形成平末端，如SmaⅠ切割DNA形成的末