高中生物 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具素材 新人教版选修3-新人教版高二选修3生物素材

基因工程 1.1 DNA 重组技术的基本工具情境导入课程目标使大米拥有某些细菌才具有的抗虫基因能够减少化学杀虫剂的使用量，既高产又环保。你知道拥有某些细菌抗虫基因的大米是通过何种技术培育出来的吗？该技术需要哪些基本的工具？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．列表比较限制酶、DNA 连接酶、DNA聚合酶、DNA 酶和解旋酶。4．运用所学 DNA 重组技术的知识，模拟制作重组 DNA 模型。5．尝试运用基因工程的原理，提出解决某一实际问题的方案。6．认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。一、基因工程的定义基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过 体外 DNA 重组 和转基因等技术，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 DNA 分子 水平上进行设计和施工的，因此又叫作 DNA 重组技术 。轻松判断基因工程作为一种新型的育种方法，依据的遗传学原理主要是什么？提示：基因重组。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）主要来源：原核生物。（2）作用：能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。（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，即黏性末端和平末端。2．DNA 连接酶——“分子缝合针”（1）作用：将切下来的双链 DNA 片段“缝合”，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，拼接成新的 DNA 分子。（2）3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”（1）载体的条件：① 能够在细胞中进行自我复制。② 有一个至多个限制酶切割位点，便于外源基因的插入。③ 具有标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择。④ 在宿主细胞内友好借居，不影响宿主细胞的生命活动。⑤ 分子大小应合适，以便提取和体外操作。（2）载体的种类：① 常用的载体——质粒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA 之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状 DNA 分子。②λ 噬菌体的衍生物。③ 动植物病毒。自主思考 小麦是我国北方地区主要的粮食作物。为了减少尿素的施用量，避免过多增施化肥对土壤造成的负面影响，最好通过何种技术培育出具有何种优良性状的小麦新品种？提示：通过基因工程技术培育出具有固氮新性状的新品种。