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第1节重组DNA技术的基本工具一、学习目标【生命观念】阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。
【科学探究】进行DNA的粗提取与鉴定。
【社会责任】认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
二、重点难点【教学重点】1.重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。
2.DNA的粗提取与鉴定。
【教学难点】1.基因工程载体需要具备的条件。
2.DNA的粗提取与鉴定。
三、学习过程基因工程是指按照人们的愿望，通过______等技术，赋予生物新的__________，创造出更符合人们需要的新的__________和__________。
从技术操作层面看，由于基因工程是在__________水平上进行设计和施工的，因此又叫作__________技术。
（1）原理：__________。
（2）操作水平：_________。
（3）操作环境：_________。
一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”1.来源：主要是从__________中分离纯化出来的。
2.作用：识别双链DNA分子的特定__________，并且使每一条链中特定部位的____________断开。
3.作用部位：__________，限制酶只切割两个核苷酸之间的__________。
4.限制酶的命名：用生物属名的头一个字母与种加词的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这个酶是从哪种生物中分离出来的。
例如，一种限制酶是从大肠杆菌( Escherichia coli)的R型菌株分离来的，就用字母EcoR表示；如果它是从大肠杆菌R型菌株中分离出来的第一种限制酶，则进一步表示成EcoRI。
【思考】你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？5.识别序列：大多数限制酶的识别序列由_____核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由_____、_____或__________的核苷酸组成。
限制酶所识别的序列的特点是：呈现_______________，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，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__________。
1.1 DNA重组技术的基本工具学习目标1.解释基因工程的概念2.说明三种基本工具的作用3.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术支持4.运用所学DNA重组技术的知识模拟制作重组DNA模型学习重点DNA重组技术所需的三种基因工具的作用知识回顾1、DNA含有指导生物体生命活动的，每个DNA分子包含着成百上千个基因，基因控制着的合成。
研究证实，遗传密码在动物、植物和微生物之间是的。
2、DNA的基本组成单位是，它包含3部分分别是、、。
在右侧画出由A、T、G、C四种碱基组成的四种核苷酸组成的DNA分子的平面结构图，并说出DNA分子结构的特点：①②③预习导学一、基因工程概念1、概念：基因工程又是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外______________和_________________等技术，赋予生物以新的_______________，从而创造出更符合人们需要的新的_______________和________________。
由于基因工程是在_____________________上进行设计和施工的，因此又叫做_____________。
2、理解：操作环境：；操作对象：；操作水平：；基本过程___________________________________________实质：_______________；结果：__________________。
二、DNA重组技术的基本工具1、“分子手术刀”——__________________________⑴来源：主要是从________________________________来的。
⑵作用：能够识别双链DNA分子的某种____________________________，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的__________________________断开。
⑶结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：_______________和________。
DNA分子重组技术的工具◆学习目标1.学生利用学具，尝试完成重组DNA分子的构建。
2.学生通过构建重组DNA分子模型，归纳出基因工程的三大工具的作用、特点、联系。
◆重、难点重点：基因工程的操作工具难点：载体的必备条件◆基础梳理——课前预习复习旧知1. 基因工程概念：又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是按照人们的意愿，把一种生物的基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
2. 操作步骤：提取目的基因；目的基因与运载体结合；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。
3.基因工程的工具：进行基因工程都需要哪些基本操作工具：限制酶、DNA连接酶、运载体。
新知预习基因工程的基本工具1. 基因的剪刀：限制性核酸内切酶，简称限制酶。
一种限制酶只能识别某种特定核苷酸序列，并将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。
如：EcoR I 识别序列GAA TTC，将G A两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；Sma I 酶识别GGGCCC 序列，将G C 两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
2. 基因的针线：DNA连接酶，连接DNA骨架上的磷酸二酯键。
括：E.coli DNA连接酶、T4DNA连接酶。
3. 基因的运载体：常用的有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。
质粒主要存在于原核生物的细胞内，是拟核或细胞核外具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
作为运载体的条件：标记基因、目的基因插入位点、复制原点。
◆问题探究——课中归纳探究活动一通过模拟活动，探究限制酶和DNA连接酶的作用和特点。
1. 来源：主要来源于原核生物。
2. 识别序列：一般为6个脱氧核苷酸组成的回文序列。
3. 作用：催化磷酸二酯键的水解。
4. 切割方式：平切形成平末端；错位切形成黏性末端。
5. 作用结果：作用一次，在特点的DNA分子序列的两侧位点产生两个切口。
探究二通过模拟活动，探究运载体的作用、条件。
1.1 DNA重组技术的基本工具目标导航 1.结合课本插图，记住DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2.结合图1－5，识记基因工程中，作为载体需要具备的条件。
重难点击 1.DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2.基因工程载体需要具备的条件。
一、基因工程的概念、理论基础及技术支持1.基因工程的概念(1)操作环境：生物体外。
(2)操作对象：基因。
(3)操作水平：____________水平。
(4)主要技术：________________和__________________等技术。
(5)操作结果：赋予生物以新的____________，创造出更符合人们需要的新的____________和生物产品。
(6)操作原理：____________。
2. 基因工程的理论基础和技术支持合作探究1.基因工程操作导致的基因重组与有性生殖中的基因重组的主要区别是什么？2.不同生物的DNA分子能拼接起来的原因是什么？3.外源基因能够在受体内表达，并使受体表现出相应的性状，为什么？1.判断正误(1)基因工程的原理是基因重组，只不过所发生的变异是定向的()(2)基因工程育种与杂交育种相比的优点是打破了生殖隔离()(3)基因工程是一种可以定向改造生物遗传特性的人工诱变()2. 科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是()A.定向提取生物体内的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状问题导析(1)基因工程是在体外进行____________，然后导入受体细胞内。
(2)重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需的________________，也就________地改造了生物的遗传性状。
二、基因工程操作的两种工具酶1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”2.DNA连接酶——“分子缝合针”(1)作用：将____________“缝合”起来，恢复被__________________切开的两个核苷酸之间的____________。
选修3 专题1基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具——学案(第一课时)一．基因工程:是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外和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。
由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫做二．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（1）限制性内切酶的来源：主要是从生物中分离纯化来的。
（2）限制性内切酶的功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的序列，并能将每一条链上特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的键切开。
（3）限制性内切酶的切割方式：①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是末端。
②沿着中心轴线切开DNA，切口是末端三．DNA连接酶——“分子缝合针”（1）DNA连接酶的分类：连接酶和连接酶。
（2）作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA连接酶作用于末端和末端被切开的磷酸二酯键，但连接之间的效率比较低。
四．几种酶的比较：（1）酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
（2）酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
注意：使DNA解成两条长链的方法除用酶以外，在适当的高温（如94℃）重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。
（3）酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
（4）酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
注意：比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。
课堂反馈练习：一．1.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种二．1、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.下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．CTTAAC，切点在C和T之间三．1.以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答问题。
专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具课前预习学案一、预习目标简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
二、预习内容1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过____________________ 和________ 等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在___________ 水平上进行设计和施工的，因此又叫做 ______________________ 。
2、培育转基因抗虫棉的操作过程至少需要三种工具，即__________________ 的“手术刀”、__________________________ 的“缝合针”、将体外重组好的DNA导入受体细胞的“__________________________ ”。
3、切割DNA的工具是_____________________ ，又称_______ 。
这类酶主要是从___________ 中分离纯化而来的。
它们能够________________________________________________ ，并且使每一条链中特定部位的____________________ 的_____________ 断开。
DNA分子经过限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——__________ 和________ 。
4、将切割下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，是靠______________________ 来完成的。
根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：一类是从_______________ 中分离得到的，称为E • coliDNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为____________________ 。
这两类酶都可以恢复被限制酶切开了的_________________________________ 。
5、质粒是一种裸露的、________________ 、独立于细菌染色体(即拟核DNA)之外，并具有___________________ 的________________ 分子。
1.1 DNA重组技术的基本工具【学习目标】1．说出基因工程的含义并指出基因工程的主要内容。
2．说出限制性核酸内切酶的含义及作用特点。
3．说出DNA连接酶的作用。
4．简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。
【重点难点】重点: 1.限制性核酸内切酶的含义及作用特点。
2.说出DNA连接酶的作用3.运载体的种类及需具备的条件难点：1.限制性核酸内切酶与DNA连接酶的作用与区别2. 运载体的种类及需具备的条件【自主学习】一、基因工程诞生的理论基础（回忆有关遗传知识）1、是生物的主要遗传物质。
2、DNA的基本组成单位都是。
3、双链DNA分子的空间结构都是。
4、遗传信息的传递都遵循。
5、生物界共用一套。
二、基因工程的基本工具（一）限制性核酸内切酶——分子手术刀1、来源：主要从中分离。
2、功能：能够识别双链DNA分子的某种序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的（氢键或磷酸二酯键）断开。
3、切割后的末端有和。
（选一选）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（二）DNA连接酶——分子缝合针1、功能：DNA连接酶能够将的（即具有黏性末端）两个片段连接起来，拼接的位置是由限制酶断开的。
2、种类：从中分离得到的从T4噬菌体中分离得到的。
3、两种DNA连接酶的区别：。
4、DNA连接酶与DNA聚合酶的比较（三）运载体——分子运输车（1）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。
（2）质粒具有作为载体必须具备的条件：①在受体细胞中可以复制，也可整合细菌拟核DNA中，随着拟核DNA的复制而复制。
②具有一个至多个切点，以便与；③具有某些，供重组DNA的，如抗性基因。
（3）其他载体还有和等。
（4）真正被用做载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过。
1.1 DNA重组技术的基本工具学习目标1.简述限制性核酸内切酶的种类及其作用(重点)。
2.说出DNA连接酶与DNA聚合酶的区别、黏性末端与平末端的区别(重难点)。
3.简述DNA连接酶的种类及其作用(重点)。
4.理解作为基因工程的载体应具备的条件(重难点)。
|基础知识|一、基因工程的概念二、基因工程的基本操作工具1.限制性核酸内切酶(也称“限制酶”)——“分子手术刀”2.DNA连接酶——“分子缝合针”(1)种类种类比较项目E·coli DNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体特点只能“缝合”具有互补的黏性末端的双链DNA片段既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端(2)作用结果：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磷酸二酯键。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)作用：将目的基因送入受体细胞中。
(2)常用种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)质粒适合作为载体的特点a.质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中。
b.携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。
c.质粒DNA分子上有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
|自查自纠|1.基因工程的原理是基因重组，不过这种变异是定向的。
(√)2.DNA重组技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。
(×)3.DNA聚合酶也可以用作DNA重组技术的工具。
(×)4.限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身有害。
(×)5.DNA连接酶可以连接目的基因与载体的氢键，形成重组DNA。
(×)6.E·coli DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端。
(×)7.载体的种类有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等，其中动植物病毒必须是DNA病毒。
选修三专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具一、学习目标1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
二、教学建议1.课时数：本节教学建议用1课时。
2.课时侧重点：（1）DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
3.教学策略（1）设置问题情境，引导学生在思索中学习新知识。
本节内容主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。
如果我们采用直白、平淡的方式介绍，不利于调动学生学习的积极性，也不利于限制酶──“分子手术刀”，主要是介绍限制酶的作用，切割后产生的结果。
可在进入这部分内容学习时，设置学生关心的问题“限制酶从哪里寻找”，诱导学生联想从前学过的内容──噬菌体侵染细菌的实验，进而认识细菌等单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。
那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有何保护机制？进而诱导学生产生“可能是有什么酶来切割外源DNA，而使之失效，达到保护自身的目的”。
这样就将书中直白的“这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来”的写法，变成了一个自主探索的思想活动。
DNA连接酶──DNA片段的“分子缝合针”，写得比较简洁。
我们可以从原有的知识出发，诱发学生思考，达到辨析、明理的作用。
要想连接被切割开的DNA，学生根据从前学过的知识，第一反应就想到“DNA聚合酶”。
学生这种想法的产生是很自然的。
但实际上并不能用这种酶进行DNA片段的连接。
应引领学生分析DNA聚合酶与DNA连接酶的不同作用，从而达到更深层次认识DNA连接酶的目的。
基因进入受体细胞的载体──“分子运输车”的学习内容，提到作为载体必需的四个条件。
教学不能仅仅着眼于让学生记住这几个条件，而应该通过诱导思索，明确为什么要有这四个条件才能充当载体。
（2）让抽象的语言在直观的插图中找到注释，在实际动手中形成正确认识。
语言文字具有抽象、概括的特点；插图等信息媒体，具有形象、直观的特点，容易被感知和理解，但抽象、概括功能差。
DNA重组技术的基本工具【学习目标】1.简述基因工程原理及基本操作程序；2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。
【重点和难点】重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用；难点：基因工程载体需要具备的条件。
【学习过程】预习﹒交流一、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，通过和技术，赋予生物以，创造出更符合人们需要的和。
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。
基因工程原理：二、基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开，该酶具有。
（3）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。
2.“分子缝合针”——（1）功能：缝合键。
（2）E．coli DNA连接酶从中分离，连接末端；T4DNA连接酶从中分离，连接末端和末端。
（3）与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①能进行复制②具个限制酶切点，供插入③具基因，供重组DNA ④对受体，易分离。
（2）最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于，并具有的双链DNA分子。
（3）其它载体：新知﹒巩固1、基因工程的基本工具[判断正误](1)限制酶只能用于切割目的基因。
( )(2)限制酶切割DNA分子具有特异性。
( )(3)限制酶切割DNA后可产生黏性末端和平末端两种类型。
( )(4)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。
( )(5)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。
( )(6)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。
( )(7)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。
1.1 DNA 重组技术的基本工具【导学目标】1.简述 DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
【自主学习】一、基因工程的概念1. 操作意图：按照人们的愿望，进行严格的。
2．操作场所：在外进行。
3．操作技术：利用了体外DNA重组和等技术。
4．操作结果：赋予生物以新的，从而创造出更符合人们需要的新的和生物产品。
5．操作水平：是在水平上进行设计和施工的。
二、 DNA重组技术的基本工具1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1) 主要。
(2)作用：能够识别双链 DNA分子的某种特定的核苷酸序列并且能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开。
(3)结果：形成 DNA片段末端。
限制酶切割 DNA分子产生的 DNA片段末端有两种形式，即和。
2． DNA连接酶——“分子缝合针”(1) 作用：将切下的双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的，拼接成新的DNA分子。
(2) 种类：① E·coli DNA连接酶：从中分离得到，只连接双链DNA片段互补的末端。
② T4DNA连接酶：从中分离出来，对于两种末端都能连接，但对的连接效率比较低。
3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1) 载体的条件①能够在细胞中。
②有一个至多个，便于外源基因的插入。
③具有，供重组DNA的鉴定和选择。
(2) 载体的种类①质粒是一种裸露的、结构简单、独立于之外，并具有能力的很小的链环状 DNA分子。
含有一个至多个，供外源基因插入其中，并带有特殊的，是基因工程最常用的载体。
②λ噬菌体的衍生物。
③动植物病毒。
思考交流1．只有 DNA连接酶能连接形成磷酸二酯键吗？2．如果受体细胞分别是动物细胞和细菌，所用的载体相同吗？正误判断1．限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列。
( )2．天然的质粒可直接用作基因工程的载体。
( )3．限制性核酸内切酶与DNA连接酶作用位点相同，作用结果相反。
1.1 DNA重组技术的基本工具一、学习目标：1.简述基因工程的概念和原理。
2.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
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。
二、学习重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
三、学习难点：基因工程载体需要具备的条件。
四、知识复习1、DNA含有指导生物体生命活动的，每个DNA分子包含着成百上千个基因，基因控制着的合成。
研究证实，遗传密码在动物、植物和微生物之间是的。
2、DNA的基本组成单位是，它包含3部分分别是、、。
画出由A、T、G、C四种碱基组成的四种核苷酸组成的DNA分子的平面结构图，并说出DNA分子结构的特点3.原核生物的结构特点是什么？五、自主学习与思考探究一、基因工程的概念是二、科技探究之路——基础理论和技术的发展催生了基因工程，了解基因工程的发展与哪些理论发现和技术发明有紧密的关系？三、DNA重组技术的基本工具1、分子手术刀—— ，又称为。
（1）主要来源（分布）：（2）功能：（3）特点：（4）（作用结果）切割末端类型和特点：（5）限制酶与DNA水解酶是一回事吗？作用分别是什么？2、分子缝合线——（1）功能：（2）根据酶的来源，可以分为哪些类型？有什么异同？（3）DNA连接酶和DNA聚合酶的异同？3、分子运输车——（1）通常用作为载体，还可以用作为载体，作用是（2）质粒的结构特点是：通过质粒的结构可以推测出具备什么条件才能充当分子运输车吗？各个条件的作用是什么？4、阅读“模拟制作”，了解各步骤的做法。
5、尝试完成“思考与探究”【预习自测】1.在基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其作用是( )A.将目的基因从染色体上切割出来B.识别并切割特定的DNA核苷酸序列C.将目的基因与运载体结合D.将目的基因导入受体细胞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，在微生物细胞中分布最多B.不同的限制酶识别不同的核苷酸序列C.限制酶能识别不同的核苷酸序列，体现了酶的专一性D.限制酶的作用只是用来提取目的基因3．下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是：（）4.作为基因的运输工具——运载体，必须具备的条件之一及理由是( )A.能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C.具有某些标记基因，以便目的基因能够与其结合D.它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存5.人们常选用的细菌质粒分子往往含有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用（）A.提高受体细胞的自然环境中的耐药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测C.增加质粒分子的分子量D.便于与外源基因连接【课后检测】1.下列对基因工程的理解，正确的是()①它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程②对基因进行人为改造③是体外进行的人为的基因重组④在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA⑤主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术⑥在DNA分子水平进行操作⑦一旦成功，便可遗传A.①②③④⑤⑥B.①③④⑤⑥⑦C.①②③⑤⑥⑦D.①③⑤⑥⑦2.关于限制性内切酶识别序列和切开部位的特点，叙述错误的是()A.所识别的序列都可以找到一条中轴线B.中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列C.只识别和切断特定的核苷酸序列D.在任何部位都能将DNA切开3.下列有关限制性核酸内切酶的说法，正确的是()A.限制酶主要从真核生物中分离出来B.限制酶的识别序列只能由6个核苷酸组成C.限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并使链间的氢键断裂D.限制酶切割产生的DNA片段末端有两种形式4.DNA连接酶的作用是()A.识别DNA分子上的特定碱基序列B.将DNA分子长链切开C.将碱基进行配对D.将来源不同的两个DNA片段进行连接5.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，以便目的基因可以插入到载体上②载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制③必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选④必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去⑤大小应合适，太大则不易操作A.①②③④B.①②③⑤C.①②④⑤D.①②③④⑤6.大肠杆菌的质粒常被用来做基因工程中的载体，这与它的哪项优点有关( )A.具有黏性末端B.分子呈环状，便于限制酶切割C.对宿主细胞的生存没有决定性作用D.分子小，能自主复制，有标记基因7.下列说法中，正确的是( )A.DNA 连接酶最初是从人体细胞中发现的B.限制酶的切口一定是GAATTC 碱基序列C.质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的运载体D.利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”8.番茄在运输过程中，由于过早成熟而易腐烂。
本文由一线教师精心整理/word 可编辑1 / 1选修3 专题1基因工程1.1 DNA 重组技术的基本工具——学案(第一课时)一．基因工程:是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外和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。
由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫做基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果二．限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （1）限制性内切酶的来源：主要是从 生物中分离纯化来的。
（2）限制性内切酶的功能：能够识别双链DNA 分子的某种特定的 序列，并能将每一条链上特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的 键切开。
（3）限制性内切酶的切割方式：①在中心轴线两侧将DNA 切开，切口是 末端。
②沿着中心轴线切开DNA ，切口是 末端三．DNA 连接酶——“分子缝合针”（1）DNA 连接酶的分类： 连接酶和 连接酶。
（2）作用及作用部位：E.coliDNA 连接酶作用于 末端被切开的磷酸二酯键，T 4DNA连接酶作用于 末端和 末端被切开的磷酸二酯键， 但连接之间的效率比较低。
四．几种酶的比较：（1） 酶：能够将DNA 水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
（2） 酶：能够将DNA 或DNA 的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
注意：使DNA 解成两条长链的方法除用 酶以外，在适当的高温（如94℃）重金属盐的作用下，也可使DNA 解旋。
（3） 酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA 长链。
（4） 酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA 的缺口。
注意：比较DNA 聚合酶和DNA 连接酶的异同点。
课堂反馈练习：一．1.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是 A ．单倍体育种B ．杂交育种C ．基因工程育种D ．多倍体育种二．1、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.下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 ．CTTAAC ，切点在C 和T 之间三．1.以下是两种限制酶切割后形成的DNA 片段，分析回答问题。
导学案课题：第1课时DNA重组技术的基本工具编制人：张传龙审核人：领导签字：【学习目标】1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2 .认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
【学习重点】DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
【学习难点】基因工程载体需要具备的条件。
【教学建议】先研读教材，并从教材中勾画出要点，然后根据学案助读中的问题提示，思考并回答，遇有疑难，再查阅教材，加深理解，最后完成自测题。
课前预习案：【问题导学】1、DNA分子的组成2、DNA的平面结构(1)配对的碱基,A与T之间形成个氢键，G与C之间形成个氢键。
比例越大DNA结构越稳定；H O；（2）脱氧核昔酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核昔酸→DNA＋2(3)○和之间的化学键为键；(4) 之间的化学键为，可用断裂，也可加热断裂；（5）每个脱氧核糖连接着个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接。
3.基因与DNA的关系【预习自测】1．下图为DNA分子的切割和连接过程。
(1) EcoR I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末端片段形式为。
(2)不同来源的DNA片段结合，在这里需要的酶是连接酶，此酶的作用是在和之间形成键而起缝合作用的。
还有一种连接平末端的连接酶是。
2.下列关于DNA连接酶的作用的叙述，正确的是（）A．将单个核昔酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二醋键B．将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二醋键C. 连接两条DNA链上碱基之间的氢键D．只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来3．质粒之所以能做基因工程的载体，是由于它（）A．含蛋白质，从而能完成生命活动B．能够自我复制，且能保持连续性C．含RNA,能够指导蛋白质的合成D．具有环状结构，能够携带目的基因【我的疑惑】【课内探究案】探究点一基因工程的概念及工具酶1．基因工程的概念2．基因工程的工具酶（1）“分子手术刀”———限制性核酸内切酶（限制酶）①来源：主要是从中分离纯化出来的。
1.1DNA重组技术的基本工具学案辽宁省瓦房店市第八高级中学徐秀云【学习目标】1。
简述基因工程用到的工具、工具酶分别有哪些。
2。
简述明限制酶的作用特点。
3. 举例说明限制酶的种类、识别序列、切割位点以及切割结果.4。
说明DNA连接酶的种类及其区别.5. 简述作为载体应具备哪些条件，并写出载体的常见种类。
【学法指导】首先翻看目录，整体了解一下选修3《现代生物科技专题》所涵盖的知识。
读一读“致同学们"──生物科技创造美好的未来。
阅读章首页，找到基因工程的概念。
阅读“科学探索之路”了解基因工程的发展历程。
专题1 基因工程 1．1 DNA重组技术的基本工具的学习：快速浏览教材的标题文字（包括一级标题蓝色字,及二级标题黑色字）,整体了解本节内容，然后5分钟内整体（不间断地)阅读一遍教材内容，包括文字以及图（这样做很有必要，可以帮助你系统地了解知识的来龙去脉),再带着预习案中所列的问题，再次有效阅读，提取有用的信息动笔回答问题。
有能力的同学(指预习案中的问题自己都找到了答案的同学或寻求简单帮助后也很好地解决了的同学）可以尝试完成探究案，寻找解题的依据。
【预习案】(方法指导:“阅读”是学习一切知识的必要方法,带着这些问题好好的阅读，范围是从教材开始读到第7页.书中的文字及图形，甚至包括“生物技术资料卡"、旁栏思考题等，运用你的智慧思考并解决下列问题）。
时间30分钟内，记录完成的时间。
并完成预习自测.（温馨提示：问题的答案写在背面）〉〉思考题：所用时间：分钟.1。
什么是基因工程？2. 限制酶的来源及其作用特点?3。
列表比较2种限制酶的识别序列、切割位点以及其切割的结果。
4。
联系必修1“酶”的有关知识，说出限制酶的化学本质、特性以及合成场所。
5。
DNA连接酶的作用？6。
列表比较DNA连接酶的2种类型、来源及其连接的末端.7. 联系必修2“DNA复制"的相关知识,说出DNA连接酶与DNA聚合酶区别。
1.1 DNA重组技术的基本工具一、课标解读二、导学指导与检测导学指导检测与课堂展示情景导航转基因夜光猫美国新奥尔良奥德班濒危物种研究中心为探索一些人类疾病的治疗方法，以猫为实验对象(猫的基因构成与人类相似)进行了一系列实验。
为了了解外源基因是否可以安全地移植到猫科动物的基因序列中，该研究中心利用基因工程技术培育出美国首只转基因夜光猫。
紫外线灯光下夜光猫的眼睛、牙床和舌头会发出鲜艳的橙黄色的荧光。
夜光猫的培育施工是在DNA分子水平上进行的，在微小的DNA分子上进行的操作，需要专门的工具。
这些工具是什么？各自的作用是什么？让我们一起来了解一下吧！一、基因工程的概念阅读教材相关内容，思考并讨论：1、概念①基因工程的别名：DNA重组技术。
②操作环境：生物体外。
③操作对象：________________。
④操作水平：________________。
⑤基本过程：____________________。
⑥结果：人类需要的新的生物类型和生物产品。
课题专题一：基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具学习目标1.简述基因工程的概念和原理。
2.简述DNA重组技术所需三种基本工具的特点和用途。
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。
考点解读一、、简单描述基因工程的概念及目的。
二、说出DNA重组技术的三个工具及各工具的特点和用途。
三、利用DNA重组技术的工具解答有关题目。
学习重点DNA重组技术的三个工具及各工具的特点和用途学习难点黏性末端和平末端；载体的特点。
三、课堂训练1、基因工程中，须使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。
已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－↓GATC－。
根据图示判断下列操作正确的是()A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割2、下列关于DNA连接酶的叙述正确的是()①催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接②催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成④催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成A．①③B．②④C．②③D．①④3、两个具有相同黏性末端的DNA片段，在条件适宜时，经酶的作用合成一个重组DNA分子。
1．1 DNA重组技术的基本工具1．了解基因工程的概念、诞生及发展。
2.掌握限制酶及DNA连接酶的作用。
(重、难点) 3．理解载体需具备的条件。
(重点)一、基因工程(阅读专题1前言部分)基因工程的别名DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平结果新的生物类型和生物产品461．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)来源：主要来自于原核生物。
(2)特点：具有专一性。
①识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
②切割特定核苷酸序列中的特定位点。
(3)作用：断开每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(4)结果：产生黏性末端和平末端。
限制酶有特性，“特定”突显专一性。
2．DNA连接酶——“分子缝合针”(1)种类⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧E ·coli DNA 连接酶⎩⎪⎨⎪⎧来源：大肠杆菌特点：只能“缝合”具有互补的黏性末端的双链DNA 片段T 4DNA 连接酶⎩⎪⎨⎪⎧来源：T 4噬菌体特点：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 片段的平末端(2)作用：形成磷酸二酯键。
(3)结果：形成重组DNA 分子。
3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1)作用：将外源基因送入细胞中。
(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。
(3)三、重组DNA 分子的模拟操作(阅读教材P 6～P 7)1．材料用具：剪刀代表Eco R Ⅰ，透明胶条代表DNA 连接酶。
2．切割位点(1)分别从两块硬纸板上的一条DNA 链上找出G —A —A —T —T —C 序列，并选G —A 之间作切口进行“切割”。
(2)再从另一条链上互补的碱基之间寻找Eco R Ⅰ相应的切口剪开。
3．操作结果：若操作正确，不同颜色的黏性末端应能互补配对；否则，说明操作有误。
连一连判一判(1)通过基因工程产生的变异是不定向的。
(×)分析：该变异类型按人们的意愿进行，是定向的。
(2)通过基因工程改造成的生物为新物种。
(×)分析：通过基因工程改造成的生物，使该生物产生新的性状，不属于新物种。
(3)限制酶和DNA解旋酶的作用部位相同。
(×)分析：限制酶作用于磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于氢键。
(4)(2018·洛阳高二期末)DNA连接酶起作用时不需要模板。
(√)(5)载体(如质粒)和细胞膜中的载体蛋白的成分相同。
(×)分析：前者为DNA，后者为蛋白质。
(6)(2018·大连二十四中高二检测)作为载体，必须要有标记基因。
(√)基因工程的工具酶探究1限制酶的切割方式(1)上下交错切割：限制酶在DNA双链的不同位置切割DNA(即在识别序列的中轴线两侧切割)，产生的DNA片段末端不是平齐的，即黏性末端，如下图：该Eco RⅠ限制酶的识别序列为—GAATTC—，切点是在G和A之间。
(2)上下对称切割：限制酶在DNA双链的相同位置切割DNA分子(即沿着识别序列的中轴线切割)，这样产生的DNA片段末端是平齐的，即平末端，如下图：该SmaⅠ限制酶的识别序列为—CCCGGG—，切点是在C和G之间。
探究2DNA连接酶的作用E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶均可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，相当于把梯子两边的扶手的断口连接起来。
即：(1)DNA连接酶的作用部位为①(填“①”或“②”)形成磷酸二酯键。
(2)与限制酶的关系观察下图，讨论限制酶切割和DNA连接酶的位置在________(填“1”“2”“3”或“4”)处。
提示：2、4与DNA分子相关的四种酶的比较种类项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键作用特点切割目的基因及载体，特异性识别核苷酸序列，使特定部位的磷酸二酯键断开将双链DNA片段“缝合”起来，恢复磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上将DNA两条链之间的氢键打开作用结果形成黏性末端或平末形成重组DNA分形成新的DNA形成单链DNA分端子分子子应用基因工程DNA复制突破1限制酶的来源、特点及作用1．下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是()A．一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列B．限制酶的活性受温度、pH的影响，总有一个最合适的条件C．限制酶能破坏相邻脱氧核苷酸之间的化学键D．限制酶不只存在于原核生物中，其合成场所是核糖体[解析]选A。
限制酶只能够识别双链DNA分子的某种特定的脱氧核苷酸序列，不能识别RNA分子的核糖核苷酸序列，A项错误；同其他的酶一样，限制酶同样受温度和pH的影响，而且具有发挥最大催化效率的最适温度和最适pH，B项正确；限制酶催化的是特定部位磷酸二酯键的断裂，属于水解反应，C项正确；限制酶主要从原核生物中分离纯化，也有来自真核细胞的，其本质是蛋白质，在核糖体上合成，D项正确。
2．下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，以下说法中，推断正确的是()限制性核酸内切酶识别序列和切割位点限制性核酸内切酶识别序列和切割位点Bam HⅠ↓GGA TCCKpnⅠ↓GGTACCEco RⅠ↓GAA TTCSau3AⅠ↓GATCHindⅡ↓GTYRACSmaⅠ↓CCCGGGA．一种限制酶只能识别一种核苷酸序列B．限制酶切割后一定形成黏性末端C．不同的限制酶可以形成相同的黏性末端D．限制酶的切割位点在识别序列内部[解析]选C。
根据表格内容可以推知，每种限制酶都能识别特定的核苷酸序列，但不一定是一种序列，如限制酶HindⅡ，A项错误；限制酶切割后能形成黏性末端或平末端，B 项错误；不同的限制酶切割后可能形成相同的黏性末端，如限制酶Bam HⅠ和Sau3AⅠ切割后露出的黏性末端相同，C 项正确；限制酶的切割位点可以位于识别序列的外侧，如Sau 3A Ⅰ，D 项错误。
限制酶的识别序列和切割末端的判断(1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。
如GC,CG)⎪⎪⎪GC CG )以中心线为轴，两侧碱基互补对称；CCAGG,GGTCC)以A,T)为轴，两侧碱基互补对称。
(2)同一种限制酶一定能切出相同的黏性末端，相同的黏性末端不一定来自同一种限制酶的切割，但同样能相互连接。
突破2 DNA 连接酶的作用3．下列关于DNA 连接酶作用的叙述，正确的是( ) A ．将单个核苷酸加到某个DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键 B ．将断开的2个DNA 片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键 C ．连接2条DNA 链上碱基之间的氢键D ．只能将双链DNA 片段互补的黏性末端连接起来，而不能将两者之间的平末端进行连接[解析]选B 。
DNA 连接酶和DNA 聚合酶都是催化2个脱氧核苷酸分子之间形成磷酸二酯键。
但DNA 连接酶是在2个DNA 片段之间形成磷酸二酯键，将2个DNA 片段连接成重组DNA 分子；DNA 聚合酶是将单个的核苷酸分子加到已存在的核酸片段上形成磷酸二酯键，合成新的DNA 分子。
DNA 连接酶无识别的特异性，对于相同或互补的黏性末端以及平末端都能连接。
所以，限制酶种类多，DNA 连接酶种类少。
“分子运输车”——载体下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，探究以下问题：(1)a 代表的物质和质粒的化学本质都是DNA ，都能进行自我复制。
(2)若某目的基因切割末端为—A—TGCGC，则与之相连的质粒上至少有一段核苷酸序列为—ACGCGT ——TGCGCA —。
该质粒DNA 分子的切割末端为CGCGT —A —，可使用DNA 连接酶把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因，能控制某物质的合成，该物质能抵抗氨苄青霉素，使含有该基因的生物能在含氨苄青霉素的环境中存活。
氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA 上称为标记基因，其作用是供重组DNA 的鉴定和选择。
作为载体应具备的条件(1)载体DNA 必须有一个至多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入载体。
这些供目的基因插入的限制酶的切点，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。
(2)载体DNA 必须具备自我复制的能力，或能整合到受体染色体DNA 上随染色体DNA 的复制而同步复制。
(3)载体DNA 必须带有标记基因，便于重组DNA 的鉴定和选择。
原理如下图所示：高中生物学中的“载体”(1)物质跨膜运输的载体：细胞膜上的一种____________。
(2)基因工程中目的基因的载体：种类有_______、λ噬菌体的衍生物和__________等。
(3)细胞中遗传信息的载体：细胞生物遗传信息的载体是____________。
(4)真核细胞中遗传物质的主要载体是____________。
(5)细胞间信息传递的载体：细胞释放的信号分子，如：激素、神经递质等。
[答案](1)蛋白质(2)质粒动植物病毒(3)DNA(4)染色体1．质粒是基因工程中最常用的目的基因运载工具。
下列有关叙述正确的是()A．质粒是只存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状双链DNA分子B．在所有的质粒上总能找到一个或多个限制酶切割位点C．携带目的基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制D．质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的鉴定和选择[解析]选D。
质粒不只分布于原核生物中，在真核生物——酵母菌细胞内也有分布，A 项错误；并不是所有的质粒都能找到限制酶的切割位点而成为合适的运载目的基因的工具，B项错误；重组质粒进入受体细胞后，可以在细胞内自我复制，也可以整合后复制，C项错误；质粒上抗性基因常作为标记基因，D项正确。
2．(经典题)质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。
某细菌质粒上有标记基因如右图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。
外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长状况细菌在含四环素的培养基上的生长状况①能生长能生长②能生长不能生长③不能生长能生长B．①是a和b；②是a；③是bC．①是a和b；②是b；③是aD．①是c；②是a；③是b[答案]A(1)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同，前者的实质是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞，后者是蛋白质，与细胞膜的选择透过性有关。
(2)一般来说，天然载体不能同时满足上述条件，要对其进行人工改造才可以使用。
