3.1 重组DNA技术的基本工具（原卷版）.docx

第三章基因工程

第1节重组DNA技术的基本工具

（课前+课中+课后，三案一体）

课前案

【预习新知】

一、基因工程的概念

二、基因工程操作的基本工具

1.限制性内切核酸酶——“分子手术刀”

2.DNA连接酶——“分子缝合针”

3.载体——“分子运输车”

三、DNA的粗提取与鉴定实验

1.实验原理

（1）不溶于酒精，但某些溶于酒精。利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。

（2）DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于的NaCl溶液。

（3）在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现，因此二苯胺试剂可作为鉴定DNA的试剂。

2.实验步骤

（1）称取约30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL，充分研磨。

（2）在漏斗上垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取。也可以直接将研磨液倒入塑料离心管中，在1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。

（3）在上清液中加入体积相等的、溶液，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物就是。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；或在1000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物晾干。

（4）DNA的鉴定：取两支20mL的试管，各加入的NaCl溶液5mL。将溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4mL的。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。

【预习自测】

1.限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。（）

2.限制酶只能用于切割目的基因。（）

3.限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。（）

4.将制备的含有DNA的滤液加入预冷的95%酒精溶液，静置2-3min，可以将DNA析出。（）

5.在DNA的粗提取与鉴定实验中，将丝状物溶解在2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色。（）

第1节重组DNA技术的基本工具课中案

【导】

番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭，当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。

DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各具有什么特征呢？

科学家用到了限制酶、DNA连接酶、载体等“分子工具”。限制酶能识別双链DNA分子的特定核苷酸序列，并将DNA双链切断，形成具有黏性末端或平末端的片段。DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，即催化一个DNA片段3端的羟基与另ー个DNA片段5端的磷酸基团上的羟基连接起来形成酯键。载体上可以插入外源基因，它能携带该基因进入受体细胞，并在受体细胞中进行自我复制，或者整合到受体DNA上，随着受体DNA同步复制。载体一般还带有标记基因，以便进行重组DNA分子的筛选。

【思】

1.重组DNA技术所需的三种基本工具是什么？它们的作用分别是什么？

2.基因工程载体需要具备什么条件？

【议】

1.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？

2.DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？

3.阅读课本73页思考讨论“重组DNA分子”的资料，，剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？

4.质粒作为载体应该具备的条件有哪些？具备这些条件有什么意义？

5.为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？

【展】学生展示讨论结果

【评】

与DNA分子相关的酶

名称

作用部位

作用底物

作用结果

限制酶

磷酸二脂键

DNA

形成带黏性末端或平末端的DNA片段

DNA连接酶

磷酸二脂键

DNA片段

形成重组DNA分子

DNA聚合酶

磷酸二脂键

脱氧核苷酸

以单链DNA为模板，将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端，形成子代DNA

DNA水解酶

磷酸二脂键

DNA

将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸

解旋酶

碱基对之间的氢键

DNA

将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链

RNA聚合酶

核糖核苷酸

核糖核苷酸

以单链DNA为模板，将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端，形成单链RNA

【检】引导学生总结本节课内容

【练】完成课后案

第1节重组DNA技术的基本工具课后案

1．下列关于DNA的粗提取和PCR的叙述，错误的是（????）

A．