人教版高中生物选修学案：1DNA重组技术的基本工具精品教学案

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.认可基因工程的出生和发展离不开理论研究和技术创新。

【自主学习】
一、基因工程的观点
1. 操作企图：依据人们的梦想，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：给予生物以新的，进而创建出更切合人们需要的新的和生物产品。

5．操作水平：是在水平长进行设计和施工的。

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：能够辨别双链 DNA分子的某种特定的核苷酸序列而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片段尾端。

限制酶切割 DNA分子产生的 DNA片段尾端有两种形式，
即和。

2． DNA连结酶——“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连结酶：从中分别获得，只连结双链DNA片段互补的末端。

② T4DNA连结酶：从中分别出来，对于两种尾端都能连结，但对的连结效率比较低。

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拥有，供重组DNA的判定和选择。

(2) 载体的种类
①质粒是一种裸露的、构造简单、独立于以外，并拥有能力的很小的链环状 DNA分子。

含有一个至多个，供外源基因插入此中，并带有特别的，是基因工程最常用的载体。

② λ 噬菌体的衍生物。

③动植物病毒。

思虑沟通
1．只有 DNA连结酶能连结形成磷酸二酯键吗？
2．假如受体细胞分别是动物细胞和细菌，所用的载体同样吗？
正误判断
1．限制性核酸内切酶能辨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连结酶作用位点同样，作用结果相反。

( ) 4．限制酶、 DNA连结酶和载体是基因工程中常用的工具酶。

( )
5．基因工程中的载体与细胞膜上的载体实质同样。

( )
6．不一样限制酶的辨别序列不一样，这属于酶的专一性特色。

( )
【合作研究】
一、如何理解基因工程的观点？
应用技术DNA重组、转基因等技术
操作环境
操作对象
操作水平
基本过程
结果
剪切→拼接→导入→表达人类需要的性状或基因产物
例1 以下表达不切合基因工程的是( )
A．将人的扰乱素基因重组到质粒后导入细菌的技术是转基因技
术B．基因工程是在分子水平长进行的生物技术
C．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
D．经过转基因技术能够将某些“特别”基因转移到受体生物中，进而获得人类需要的
产物
【答案】 C
二、基因工程中各样工具的详细作用有哪些？各样工拥有什么作用特色？
例 2现有一长度为 1 000 个碱基对 (bp) 的 DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoR Ⅰ酶切后获得的DNA分子还是1 000 bp ，用 Kpn Ⅰ独自酶切获得400 bp 和 600 bp 两种长度的DNA分子，
用
EcoR Ⅰ、 Kpn Ⅰ同时酶切后获得200 bp 和 600 bp 两种长度的DNA分子。

该
DNA分子的酶切图谱正确的选
项是
( )
(2)地点判断，新增添的一种酶将原有酶切开的DNA片段再次切开，消逝
的
DNA片段上有该酶的切点。

【答案】 D从题干中“用限制性核酸内切酶EcoR bp”，再联合选项中DNA分子的可能酶切图谱剖析可知，此Ⅰ酶切后获得的 DNA分子还是 1 000 DNA分子是环状，故 A、 B 清除。

同理，从“用Kpn Ⅰ独自酶切获得400 bp 和 600 bp 两种长度的DNA分子”，又可推知图谱
中应有两个Kpn Ⅰ酶切位点，应选D。

三、列表比较
1.两类 DNA连结酶的比较
种类E· coli DNA 连结酶T4 DNA 连结酶根源大肠杆菌T4噬菌体
功能特征只好将双链 DNA片段互补的黏性末缝合两种尾端，但连结平尾端之间端之间的磷酸二酯键连结起来的效率较低
同样点都能缝合
2.DNA 连结酶与 DNA聚合酶的比较
比较项目DNA连结酶DNA聚合酶同样点催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
不一样点
不需要模板需要 DNA的一条链为
模板
模板作用对象
作用结果形成完好的 DNA分子
用途基因工程DNA复制
三、运载体的作用在基因工程中的作用是什么？作为运载体应具备哪些条件？
【达标检测】
讲堂达标
1科学家们经过多年的努力，创办了一种新兴生物技术——基因工程，实行该工程的最
终目的是 ()
A．定向提取生物体的DNA分子C．在生物体外对DNA分子进行改造B
D
．定向地对 DNA分子进行人工“剪
切”．定向地改造生物的遗传性状
2．以下属于“分子缝合针”的是( ① E· coilDNA 连结酶②T4DNA连结酶
A．①②③B．①②)
③ DNA聚合酶④解旋酶
C．①②⑤ D
⑤ RNA聚合酶
．②④
3．以下相关基因工程中限制性核酸内切酶的描绘，错误的选项
是
( )
A．一种限制性核酸内切酶只好辨别一种特定的脱氧核苷酸序
列B．限制性核酸内切酶的活性受温度的影响
C．限制性核酸内切酶能辨别和切割RNA
D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取
4．以下哪项不是基因工程中常常使用的运载目的基因的载体 ( A．细菌质粒 B．λ噬菌体 C ．细菌核区中的
)
DNA D．动植
物病毒
GAATTC
5．一 DNA分子碱基对序列片段为：，有一种酶能辨别GAATTC序列，并在 G
CTTAAG
和 A 之间将 DNA分子切开。

据此，回答以下问题：
(1)该酶损坏的是哪一种化学键？ ________________ 。

该酶的名称叫 ________。

(2)DNA 分子经该种酶切割产生的DNA分子片段尾端往常有两种形式，上述DNA分子经切割后形成的尾端是哪一种？________________ 。

(3)若想把切口从头连结起来，则需要用________酶，依据酶的根源不一样，能够将这些
酶分为两类，该题中应当用哪一类？___________________________________ 。

课外加强
1．美国科学家培养出生界上首只转基因夜光猫，这是美国新奥尔良德班濒危物种研究
中心的一项基因试验。

夜光猫的培养施工是在 DNA分子水平长进行的。

以下相关说法中正确的
选项是
A．基因工程中的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连结酶和载体
B． DNA连结酶可将随意的 DNA片段经过形成磷酸二酯键而连结起来
C．质粒上一定有标志基因才可作为载体
D．质粒是原核生物细胞质中的环状DNA分子
2．在基因工程顶用来修饰、改造生物基因的工具是()
A．限制酶和水解酶B．限制酶和DNA连结酶
C．限制酶和载体D．DNA连结酶和载体
3．质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于很多细菌体内。

质粒上有标志基因以下
图所示，经过标志基因能够推知外源基因( 目的基因 ) 能否转入成功。

外源基因插入的地点不同，细菌在培养基上的生长状况也不一样，下表是外源基因插入地点( 插入点有a、 b、c) ，请依据表中供给的细菌生长状况，推断①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()
①②③细菌在含氨苄青霉素的
培养基上的生长状况
能生长
能生长
不可以生长
细菌在含
四环素的
培养基上
的生长状
况
能生长
不可以生长
能生长
A. ①是 c；②是 b；③是 a B．①是C．①是 a 和 b；②是 b；③是 a D．①是4．以下图为 DNA分子在不一样酶的作用下所发生的变化，a 和 b；②是 a；③是 b
c；②是 a；③是 b
图中挨次表示限制性核酸内切酶、
DNA聚合
酶、
DNA连结酶、解旋酶作用的正确次序是( )
A．①②③④ B ．①②④③C．①④②③D．①④③②5．以下图为重组DNA分子建立的表示图，回答以下问题。

(1)图中，数字 1、2、3、4 代表 ____________________________ ，过程 A、过程 B 和过程
C 所需要的工具分别是 ____________、 ____________ 和______________ 。

(2)写出构造 5、 6、 7 的名称。

构造 5：________ ；构造 6：_______________________ ；构造 7：________________ 。

(3)进行过程 A 和过程 B 使用的工具一定是 ________________ ，它们主要从 ________中
分别和提纯。

(4)图中整个操作环境是 ________。

A．细胞内B．细胞外C．细胞内和细胞外
(5)构造 5 主要来自于 ________( 生物 ) ，在基因工程中所起的作用是
________________________________________________________________________ 。

生态工程的基根源理
【导学目标】
1.简述生态工程的观点，关注生态工程的建设。

2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。

3.试试运用生态工程原理，剖析生态环境问题及解决对策。

【自主学习】
一、关注生态工程建设
1.生态工程
(1) 波及的学科知识：包含学、学、学和学等。

(2) 运用到的技术手段或方法有：、调控和技术组装。

(3) 最后目的：促使人类社会和的和睦发展。

2．生态经济的观点
(1) 依据的原则：“”。

(2) 特色：使一个系统产出的，能够成为本系统或许另一个系统的，进而实现荒弃物的。

(3) 重要手段之一：。

(4)模式：实现“原料― →产品― →原料― →产品”的无荒弃物生产系
统。

二、生态工程所依据的基根源理
1.物质循环重生原理
(1) 含义：物质能够在各种生态系统中，进行和，循
环来去，分层分级利用，进而达到取之不尽、用之不停的成效。

(2) 实例：“”。

2．物种多样性原理
(1) 内容：物种众多而复杂的生态系统拥有较高的
，能够在有限的资源条件下，产生或容纳更多的，提高系统生产力。

(2)实例①反面：辽宁西部章古台地域的樟子松林，因为没有一条昆虫与其天敌
相克相生
的，使得有时滋长的松毛虫暴虐一时。

②正面：由珊瑚虫和共生构成的珊瑚礁区，物种众多，系统稳固。

3．协调与均衡原理
办理好生物与环境的协调与均衡，需要考虑，即某种环境所能养活的的最大数目。

假如生物的数目超出了环境承载力的限度，就会惹起系统的。

4．整体性原理
(1) 含义：进行生态工程建设时，不只需考虑到的规律，更重要的是，
还要考虑到经济和等系统的影响力。

(2)实例：在进行林业工程建设时，一方面要呼吁农民种树，另一方面要考虑贫穷地域
农民的生活问题，如粮食、烧柴及收入等问题。

5．系统学和工程学原理
(1) 系统的构造决定功能原理
①含义：生态工程需要考虑系统内部之间的构造，经过改变
和优化构造，达到的目的。

②实例：我国南方水网地域的。

(2)系统整体性原理：系统各组分之间要有合适的比率关系，只有这样才能顺利达成能
量、物质、信息等的，而且实现整体功能大于的成效，即“1
＋1＞2”。

正误判断
1．在成立不一样的生态工程时，要依据不一样的设计原理，不可以互相照搬，
应就地取材。

( )
2．生态工程的基根源理有：物质循环重生原理、物种多样性原理、协调与均衡原理
和整体性原理等。

( )
3．有了生态工程，我们就能够先污染、损坏，后治理。

( )
4．退田还湖属于大地区生态系统恢复工程。

( )
【合作研究】
一、生态工程所依据的原理比较
原理理论基础内容举例
物质
物质能够在各种生态系统中进行地区小循环和全世界地质
循环
物质循环大循环，周而复始，分层分级利用，进而达到取之不尽、
再生
用之不停的成效
原理
物种物种多，营养关系复杂的生态系统拥有较高的抵挡力稳“三北防备林”
多样定性，生物多样性程度高，能够为各种生物供给多种机建设中的问题；珊
性原会和条件。

营养关系越复杂，有限资源下就能够容纳更瑚礁区生态系统
理多的生物量的多样性
协调
太湖的富营养化与平生物与环境的指生物与环境均衡，需要考虑，即环境所能
问题；东北一些地衡原协调与均衡养活的生物种群的最大数目
区的防备林问题理
林业建设中自然整体
社会、自然、经生态工程的建设，既要考虑自然生态系统的规律，又要生态系统与社会、性原
济复合系统考虑社会和经济等系统的影响力经济系统的关系理
问题
①系统的构造决
系统定功能原理：生态工程需要考虑系统内部不一样组分之间的构造，经过
桑基鱼塘
学和改变和优化构造，达到改良系统功能的目的
工程
学原②系统整体性原系统各组分之间要有合适的比率关系，只有这样才能顺
理理：整体大于部利达成能量、物质、信息等的变换和流通，而且实现总
分体功能大于各部分之和的成效
例 1 在社会主义新乡村建设中，某县踊跃发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱家产。

在生产总量不停提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化
利用，走出了一条合适当地域可连续发展的生态工程之路。

请剖析以下图回答以下问题：
(1) 该生态工程所依据的基根源理有_____________( 起码写 2 种) 。

(2) 该生态系统的能量流动从________________ 开始，图中属于花费者的生物有
_____________________ 。

(3)与传统农业生态系统对比，该生态系统更能净化环境，主要原由是
__________________________ 。

【答案】(1) 物质循环重生原理、物种多样性原理、协调与均衡原理
(2) 桑等生产者固定的太阳能蚕、禽、畜(3)粪便等“荒弃物”被实时利用
二、教材正文中议论题
【“关注生态工程建设”资料剖析1】
1.致使 1998 年长江洪水泛滥的主要原由是什么？
根根源因：
直接原由：
解决长江洪水泛滥的举措有：
2.洪灾的发生反应出经济发展模式存在什么问题？
【“关注生态工程建设”资料剖析2】
1.你对“石油农业”是如何理解的？
2.你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？
3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
4.石油农业的生产模式应当如何改良？
【“物种多样性原理”资料剖析】
1.为何樟子松林的松毛虫会暴虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀罕的深海中，保持着很高的生物多样性？
2.从上边正面和反面的实例，你能得出如何的结论？你认为生物多样性的损坏有人为因素吗？
【“协调与均衡原理”资料剖析】
“西部大开发”是国家为复兴西部而提出的宏观决议，此中很重要的一项内容就是生态工程建设。

从协调与均衡原理出发，想想，在我国西北地域进行防备林建设时，应选择哪些树种？假如在该地域发展畜牧养殖业，你认为应当注意什么问题？
三、旁栏思虑题
你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？
四、《实践活动》思虑题
1.为何我国要鼎力发展沼气工程？
2.当前沼气工程还有哪些亟待解决的问题？
【达标检测】
1．设计良性循环的农业生态系统时，应依据的基根源则是()
A．充足利用自然界的物质和能量B．追求经济效益的最大化
C．尽量减罕有害生物的种类D．提高沼气池的转变效率
2．以下对于生态工程的表达，不正确的选项是()
A．当人类赖以生计的生态系统出现严重的问题时，生态工程应运而生
B．生态工程能够减少环境污染
C．生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品
D．生态工程力争达到生态效益、经济效益和社会效益的协调一致
3．以下图是“无荒弃物农业”物质和能量流动图，该图所表现的主要生态工程原理是()
A．物种多样性原理 B ．整体性原理
C．物质循环重生原理 D ．协调与均衡原理
4．“生物圈 2 号”实验失败的直接原由主假如 ( )
①温度失调②CO2含量增高③ O2含量减少④生物群落不全
A．①②B．②③C ．①②③ D ．①②③④
别想一下造出海洋，一定先由小河川开始。

成功不是只有未来才有，而是从决定做的那一刻起，连续累积而成！
人若脆弱就是自己最大的仇敌，人若英勇就是自己最好的朋友。

成功就是每日进步一点点！
假如要挖井，就要挖到水出为止。

即便爬到最高的山上，一次也只好脚扎实地地迈一步。

今日拼搏努力，改日谁与争锋。

在你不惧怕的时候去斗牛，这不算什么；在你惧怕的时候不去斗牛，这没什么了
不起；只有在你惧怕的时候还去斗牛才是真切的了不起。

行动不必定带来快乐，但无行动决无快乐。

只有一条路不可以选择 -- 那就是放弃之路；只有一条路不可以拒绝 -- 那就是成长之路。

坚韧是成功的一大体素，只需在门上敲得够久够高声，终会把人唤醒的。

只需我努力过，全力过，哪怕我失败了，我也能拍着胸膛说： "我心安理得。

" 用
今日的泪播种，收获明日的浅笑。

人生重要的不是所站的地点，而是所朝的方向。

弱者只有千难万难，而勇者则能历尽艰险；愚者只有声声哀叹，智者却有千路万路。

坚韧不拔，直到成功！
最淡的墨水也赛过最强的记忆。

将就将就，自己负责。

有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。

我中考，我自信！我全力我无悔！
遵从命运安排的是凡人；主宰自己命运的才是强者；没有主见的是盲从，深思熟
虑的是智者。

相信自己能打破重围。

努力造就实力，态度决定高度。

把自己当傻瓜，不懂就问，你会学的更多。

人的活动假如没有理想的激励，就会变得空虚而微小。

安乐给人予舒坦，却又给人予早逝；劳作给人予磨砺，却能给人予长远。

眉毛上的汗水和眉毛下的泪水，你一定选择同样！
若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。

相信自己我能行！
任何业绩的质变都来自于量变的累积。

明日的希望，让我们忘了今日的难过。

世界上最重要的事情，不在于我们身在哪处，而在于我们朝着什么方向走。

爱拼才会赢努力拼搏，青春无悔！
脚扎实地地学习。

失掉金钱的人损失甚少，失掉健康的人损失很多，失掉勇气的人损失全部。

在真切的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。

旁观者的姓名永久爬不到竞赛的计分板上。

感觉自己做的到和不做的到，其实只在一念之间。

人的才干就如海绵的水，没有外力的挤压，它是绝对流不出来的。

流出来后，海绵才能汲取新的源泉。

没有等出来的绚烂；只有走出来的漂亮。

我成功，因为我志在成功！
记着！只有一个时间是最重要的，那就是此刻。

回避现实的人，未来将更不理想。

昆仑纵有千丈雪，我亦誓把昆仑截。

假如我们想要更多的玫瑰花，就一定栽种更多的玫瑰树。

没有热忱，人间将不会进步。

彩虹总在风雨后，阳光总在乌云后，成功总在失败后。

假如我们都去做我们能力做获得的事，我们真会叫自己大吃一惊。

外在压力加强时，就要加强内在的动力。

假如有山的话，就有条超出它的路。

临中考，有何惧，看我今朝奋力拼搏志！让壮心与智慧在六月闪光！
成功绝不喜爱会见懒汉，而是唤醒懒汉。

成功的人是跟他人学习经验，失败的人是跟自己学习经验。

抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。

欲念以提高热忱，毅力以磨平高峰。

向理想出发！别忘了那个商定！自信努力坚持坚毅！
拼搏今朝，收获六月！
成功就是屡遭挫折而热忱不减！
我相信我和我的学习能力！
生活之灯因热忱而点燃，生命之舟因拼搏而前行。

好好使用我们的大脑，相信奇观就会到临！
我们没有退却的选择，只有行进的使命。

明日是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。

好好饰演自己的角色，做自己该做的事。

在世界的历史中，每一位伟大而尊贵的时辰都是某种热忱的成功。

困难，激发行进的力量；挫折，磨炼奋斗的勇气；失败，指明成功的方向。

拥有梦想不过一种智力，实现梦想才是一种能力。

什么都能够丢，但不可以丢人；什么都能够再来，惟独生命不可以再来；什么都能够抛去，惟有崇奉不可以抛去；什么都能够接受，惟独辱没不可以接受。

今朝好学苦，明朝跃龙门。

成功是他人失败时还在坚持。

踏平崎岖成大道，推倒阻碍成浮桥，熬过黑暗是拂晓。

每日清晨醒来后，你荷包里的最大财产是 24 个小时。

-- 你生命宇宙中还没有制造
的资料。

我奋斗了，我无悔了。

此时不搏何时搏？倾尽全力，铸我绚烂！
别想一下造出海洋，一定先由小河川开始。

成功不是只有未来才有，而是从决定做的那一刻起，连续累积而成！
人若脆弱就是自己最大的仇敌，人若英勇就是自己最好的朋友。

成功就是每日进步一点点！
假如要挖井，就要挖到水出为止。

即便爬到最高的山上，一次也只好脚扎实地地迈一步。

今日拼搏努力，改日谁与争锋。

在你不惧怕的时候去斗牛，这不算什么；在你惧怕的时候不去斗牛，这没什么了
不起；只有在你惧怕的时候还去斗牛才是真切的了不起。

行动不必定带来快乐，但无行动决无快乐。

只有一条路不可以选择 -- 那就是放弃之路；只有一条路不可以拒绝 -- 那就是成长之路。

坚韧是成功的一大体素，只需在门上敲得够久够高声，终会把人唤醒的。

只需我努力过，全力过，哪怕我失败了，我也能拍着胸膛说："我心安理得。

"
用今日的泪播种，收获明日的浅笑。

人生重要的不是所站的地点，而是所朝的方向。

弱者只有千难万难，而勇者则能历尽艰险；愚者只有声声哀叹，智者却有千路万路。

坚韧不拔，直到成功！
最淡的墨水也赛过最强的记忆。

将就将就，自己负责。

有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。

我中考，我自信！我全力我无悔！
遵从命运安排的是凡人；主宰自己命运的才是强者；没有主见的是盲从，深思熟虑的是智者。

相信自己能打破重围。

努力造就实力，态度决定高度。

把自己当傻瓜，不懂就问，你会学的更多。

人的活动假如没有理想的激励，就会变得空虚而微小。

安乐给人予舒坦，却又给人予早逝；劳作给人予磨砺，却能给人予长远。

眉毛上的汗水和眉毛下的泪水，你一定选择同样！
若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。

相信自己我能行！
任何业绩的质变都来自于量变的累积。

明日的希望，让我们忘了今日的难过。

世界上最重要的事情，不在于我们身在哪处，而在于我们朝着什么方向走。

爱拼才会赢努力拼搏，青春无悔！。