3.1重組DNA技術(shù)的基本工具（第1課時(shí)）學(xué)習(xí)任務(wù)單高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

學(xué)習(xí)任務(wù)單基本信息單元名稱第三單元基因工程年級(jí)高二年級(jí)學(xué)期春季教材版本生物學(xué)選擇性必修3生物技術(shù)與工程人民教育出版社（2019年版）課時(shí)題目第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具（第1課時(shí)）學(xué)生信息姓名學(xué)校班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能夠說出重組DNA技術(shù)所需的三種基本工具及其特點(diǎn)和作用。2.通過模擬操作重組DNA分子，提高運(yùn)用知識(shí)解決相關(guān)問題的能力。3.認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。課前預(yù)學(xué)概念5基因工程賦予生物新的遺傳特性一、基因工程及其誕生與發(fā)展1．基因工程的概念(1)操作場(chǎng)所：_______。(2)操作技術(shù)：______等技術(shù)。(3)操作結(jié)果：賦予生物新的________，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的______和生物產(chǎn)品。(4)操作水平：_______水平。2．基因工程的誕生和發(fā)展(1)基因工程的誕生①1944年，艾弗里等人通過肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了________，還證明了___________________________。②1953年，沃森和克里克建立了________模型并提出了__________的假說。③1961年，尼倫伯格和馬太破譯了______________________。④20世紀(jì)70年代初，_______酶、___________酶和______酶被相繼發(fā)現(xiàn)，為DNA的切割、連接以及功能基因的獲得創(chuàng)造了條件。⑤1973年，科學(xué)家證明______可以作為基因工程的載體，構(gòu)建_____，使外源基因在原核細(xì)胞中成功表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流。(2)基因工程的發(fā)展①1982年，第一個(gè)基因工程藥物——_______被批準(zhǔn)上市。②1984年，我國(guó)科學(xué)家朱作言領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)培育出__________魚。③1985年，穆里斯等人發(fā)明______，為獲取目的基因提供了有效手段。④1990年，__________計(jì)劃啟動(dòng)。2003年，該計(jì)劃的測(cè)序任務(wù)順利完成。⑤21世紀(jì)以來，科學(xué)家發(fā)明了多種___________，可以實(shí)現(xiàn)低成本測(cè)定大量核酸序列，加速了人們對(duì)基因序列的了解。⑥2013年，華人科學(xué)家張鋒及其團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道利用最新的__________技術(shù)編輯了哺乳動(dòng)物基因組。二、DNA重組技術(shù)的基本工具1．限制性內(nèi)切核酸酶(又稱限制酶)—“分子手術(shù)刀”(1)來源：主要來自__________。(2)作用特點(diǎn)：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定__________，并使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的___________斷開。(3)結(jié)果：產(chǎn)生_________或_________。2．DNA連接酶—“分子縫合針”(1)作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的______________。(2)種類[填表]種類比較E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源①________②_________特點(diǎn)③只能連接________④既可以連接黏性末端，又可以連接_____3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(1)質(zhì)粒①質(zhì)粒的本質(zhì)：是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，獨(dú)立于____________________________之外，并具有__________能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。②質(zhì)粒適于作基因運(yùn)載體的特點(diǎn)Ⅰ.質(zhì)粒分子上有一個(gè)至多個(gè)___________位點(diǎn)，供外源DNA片段插入其中。Ⅱ.攜帶外源DNA片段的質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞后，能在細(xì)胞中_________，或_____________上，隨_________同步復(fù)制。Ⅲ.人工改造的質(zhì)粒常帶有____________，便于_____________。(2)在基因工程中使用的載體除質(zhì)粒外，還有_____________________。課內(nèi)探究【驅(qū)動(dòng)任務(wù)1】如何獲取Bt毒蛋白基因閱讀以下兩則資料，回答問題1、2：資料1:20世紀(jì)60年代，阿爾伯等人在研究噬菌體侵染大腸桿菌的機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些類型的噬菌體對(duì)特定類型的大腸桿菌的感染效率很低，即該種噬菌體受到了這種大腸桿菌限制。資料2:1970年，史密斯等人將流感嗜血桿菌與噬菌體的DNA一起培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)噬菌體的DNA無(wú)法回收，說明這些DNA被細(xì)菌中的酶切割了。而利用細(xì)菌細(xì)胞粗提物消化外源DNA,發(fā)現(xiàn)流感嗜血桿菌的DNA沒有變化。問：細(xì)菌的這種酶有何作用特點(diǎn)？1.根據(jù)你所掌握的知識(shí)推測(cè)限制酶存在于原核生物中作用是什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.原核生物體內(nèi)的限制酶為什么不切割自身DNA？_____________________________________________________________________________3.大腸桿菌(E.coli)的EcoRⅠ限制酶能特異性識(shí)別_________序列，并切割____和____之間的____________，切割后產(chǎn)生__________。SmaI限制酶只能識(shí)別序列，切割____和____之間的_____________切開，切割后產(chǎn)生___________。4.寫出下列限制酶切割形成的末端序列BamHⅠ_____________________EcoRⅠ______________________HindⅢ_____________________BglⅡ______________________5.模型構(gòu)建：以下是常見的幾種限制酶的識(shí)別序列及酶切位點(diǎn)，請(qǐng)拿出材料包中的“紙條一”模擬限制酶的作用，將Bt毒蛋白基因“切割”下來。EcoRⅠ：G↓AATTCBamHⅠ：G↓GATCCSmaⅠ：CCC↓GGG【驅(qū)動(dòng)任務(wù)2】如何將Bt毒蛋白基因運(yùn)送到棉花細(xì)胞結(jié)合P72圖34，分析歸納“運(yùn)載體”需要具備的條件：1.載體要與外源基因連接，需要具備什么條件？2.要使攜帶的外源基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，載體需要具備什么條件？3.我們用肉眼看不到載體是否進(jìn)入受體細(xì)胞，為了便于篩選重組DNA分子，載體需要具備什么條件？4.能從破傷風(fēng)桿菌中提取質(zhì)粒作為基因工程的載體嗎？【驅(qū)動(dòng)任務(wù)3】如何使重組質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)更牢固DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？請(qǐng)完成下表。DNA連接酶DNA聚合酶參與過程作用對(duì)象作用特點(diǎn)相同點(diǎn)課終歸納【總結(jié)目標(biāo)】1.請(qǐng)?jiān)诖嘶A(chǔ)框架上完善本課時(shí)內(nèi)容的知識(shí)梳理。2.學(xué)習(xí)感悟：效果檢測(cè)1．下列有關(guān)限制性內(nèi)切核酸酶的敘述中正確的是()A．用限制酶切割一個(gè)DNA分子中部，獲得一個(gè)目的基因時(shí)，被水解的磷酸二酯鍵有2個(gè)B．限制酶不能切割煙草花葉病毒的核酸C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性內(nèi)切核酸酶切出的黏性末端游離堿基數(shù)不同D．只有用相同的限制性內(nèi)切核酸酶處理含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，才能形成重組質(zhì)粒2．限制酶EcoRⅠ對(duì)DNA的識(shí)別序列是G↓AATTC，當(dāng)用它處理環(huán)狀DNA分子時(shí)，可形成()A．兩端相同的線性DNA，有黏性末端B．兩端相同的線性DNA，無(wú)黏性末端C．兩端不同的線性DNA，一端有黏性末端，一端無(wú)黏性末端D．兩種末端無(wú)法判斷3．下列關(guān)于DNA連接酶的敘述中，正確的是（）A．DNA連接酶和DNA聚合酶的作用相同 B．DNA連接酶連接的是兩條單鏈上的磷酸和脫氧核糖 C．DNA連接酶可以將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到主鏈上 D．DNA連接酶連接的是兩條鏈堿基對(duì)之間的氫鍵4．下列有關(guān)基因工程中載體的說法正確的是（）A．質(zhì)粒是一種獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核外的鏈狀DNA分子 B．所有的質(zhì)粒都可以作為基因工程中的載體 C．在基因工程的操作中，除了質(zhì)粒，各類細(xì)菌也常常作為“分子運(yùn)輸車” D．作為載體的質(zhì)粒常有特殊的標(biāo)記基因5．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒