高中生物 第一章 基因工程 第1课时 基因工程的发展历程和工具学案 苏教版选修3-苏教版高二选修3生物学案

第 1 课时 基因工程的发展历程和工具[学习目标] 1.说出基因工程诞生的理论与实践依据、发展阶段和基因工程的含义及主要实验成果。2.举例说出限制性核酸内切酶的作用、特点。3.举例说出 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一、基因工程的发展历程1．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的，正是这些学科的基础理论和相关技术的发展催生了基因工程。阅读教材，填写下表：年份科学家主要成就1953沃森和克里克建立了 DNA 分子双螺旋结构 模型1957科恩伯格及其合作者在大肠杆菌中发现了 DNA 聚合酶 1958梅塞尔森和斯塔尔发现了 DNA 半保留复制 的机理克里克提出了描述遗传信息流向的中心法则1961～1966尼伦伯格和霍拉纳等成功破译全部 64 种遗传密码1967罗思和赫林斯基发现具有自我复制能力的质粒其他科学家在大肠杆菌细胞中发现了 DNA 连接酶 1970特明和巴尔的摩各自在 RNA 病毒中发现了逆转录酶史密斯等分离到第一种特异性很强的限制性核酸内切酶1977桑格测定噬菌体 φX174 的基因组序列2.我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，就是通过精心设计，用“分子工具”构建成的。培育抗虫棉首先要在体外对含有抗虫基因的 DNA 分子进行“剪切”和“拼接”，然后导入棉花体细胞内，并使重组 DNA 在细胞中表达(如图)。由上述资料填写下表，理解基因工程的概念。操作对象基因 (DNA) 操作环境生物体外操作水平DNA 分子 水平技术手段DNA 重组 和转基因等技术目的创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品3.分析 DNA 的平面结构，回答问题：(1)配对的碱基之间是如何连接的？什么条件会使该类化学键发生断裂？答案 碱基配对时，A 与 T 之间形成两个氢键，G 与 C 之间形成三个氢键。可用解旋酶断裂，也可高温断裂。 (2) 磷酸与脱氧核糖是如何连接的？该化学键的名称是什么？答案 每个脱氧核糖上连接着 2 个磷酸，分别在 3 号、5 号碳原子上。磷酸与脱氧核糖之间的化学键为磷酸二酯键。二、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)限制酶主要来源于什么生物？大约有多少种？答案 主要是从近 300 种微生物中分离纯化出来的。迄今从微生物中分离出了约 4000 种限制酶。(2)限制酶的功能特点是什么？其作用部位是什么化学键？答案 特异性很高，能够识别 DNA 分子上特定的脱氧核苷酸序列，其作用部位是每条链中特...