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- 2023-05-15 09:16:08 发布
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生物
第十一单元
生物技术与工程
第35讲 基因工程
【内容要求】
概念5基因工程赋予生物新的遗传特性
5.1基因工程是一种重组DNA技术
5.1.1概述基因工程是在遗传学、微生
物学、生物化学和分子生物学等学科
基础上发展而来的
5.1.2阐明DNA重组技术的实现需要利
用限制性内切核酸酶(限制性核酸内切
酶)、DNA连接酶和载体三种基本工具
【素养解读】
1.生命观念:能结合生活或生产实例,举例说
出基因工程的基本原理。能以系统思想、
结构与功能适应观、物质与能量观以及生
物与环境统一观等生命观念为指导,综合运
用科学、技术、工程和数学,设计方案,解决
特定问题,解释基因工程的基本步骤原理;结
合特定情境对目的基因的检测与鉴定、利
用转基因改良某种植物品质等问题,提出简
单的解决思路。
【内容要求】
5.1.3阐明基因工程的基本操作程
序主要包括目的基因的获取、基
因表达载体的构建、目的基因导
入受体细胞和目的基因及其表达
产物的检测鉴定等步骤
5.1.4举例说明基因工程在农牧、
食品及医药等行业的广泛应用改
善了人类的生活品质
【素养解读】
2.科学思维:面对日常生活或社会热点话题中与
基因工程有关的话题,基于证据运用基因工程基
本概念和原理进行分析论证,举例说明基因工程
的原理及其与社会之间的关系,针对基因工程相
关问题,能运用科学思维方法展开讨论、审视或
论证。能对基因工程的原理、技术、目的等开
展分析、讨论和评价;能认识基因工程对农牧、
食品及医药等行业的影响。
【内容要求】
5.2蛋白质工程是基因工程的延伸
5.2.1概述人们根据基因工程原理,进行
蛋白质设计和改造,可以获得性状和功
能更符合人类需求的蛋白质
5.2.2举例说明依据人类需要对原有蛋
白质结构进行基因改造,生产目标蛋白
的过程
【素养解读】
3.科学探究:针对人类生产或生活的
某一需求,在基因工程中选取恰当的
技术和方法,尝试提出初步的工程构
想,并进行简单的设计和制作,能主动
合作,推进探究方案或工程实践的实
施,并运用科学术语报告实验结果。
考点一
基因工程的概念及基本操作工具
基础·自主诊断
素养·全面提升
1.基因工程的概念
(1)手段:按照人们的愿望进行严格的设计,并通过体外 和
等技术,赋予生物以新的遗传特性。
(2)目的:创造出更符合人们需要的新的 和 。
(3)水平: 水平。
DNA重组
转基因
生物类型 生物产品
DNA分子
2.基因工程的基本工具
(1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
①来源:主要从 中分离纯化而来。
②作用: 能够识别双链DNA分子的某种 ,并且使每一条链
中特定部位的两个核苷酸之间的 断开,因此具有 性。
③结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:
和 。
原核生物
特定核苷酸序列
磷酸二酯键 专一
平末端黏性末端
(2)“分子缝合针”——DNA连接酶
①作用:将限制酶切割下来的DNA片段连接起来。
②类型
类型 E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
相同点 都“缝合”磷酸二酯键
区别
E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端;而T4DNA连接酶能缝合两种
末端,但连接平末端之间的效率较低
[拓展] 六种与DNA相关的酶的知识总结
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个或多个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 以单链DNA为模板将单个脱氧核苷酸连接
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 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 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
RNA聚合酶 磷酸二酯键
以单链DNA为模板将单个核糖核苷酸依次连接
形成RNA
(3)“分子运输车”——载体
①载体具备的条件:a.能在受体细胞中复制并稳定保存。b.具有一至多个
,供外源DNA片段插入。c.具有标记基因,供重组DNA的 。
②最常用的载体是质粒, 独立于细菌拟核DNA之外的小型
分子。
③其他载体: 、动植物病毒。
限制酶切割...
第十一单元
生物技术与工程
第35讲 基因工程
【内容要求】
概念5基因工程赋予生物新的遗传特性
5.1基因工程是一种重组DNA技术
5.1.1概述基因工程是在遗传学、微生
物学、生物化学和分子生物学等学科
基础上发展而来的
5.1.2阐明DNA重组技术的实现需要利
用限制性内切核酸酶(限制性核酸内切
酶)、DNA连接酶和载体三种基本工具
【素养解读】
1.生命观念:能结合生活或生产实例,举例说
出基因工程的基本原理。能以系统思想、
结构与功能适应观、物质与能量观以及生
物与环境统一观等生命观念为指导,综合运
用科学、技术、工程和数学,设计方案,解决
特定问题,解释基因工程的基本步骤原理;结
合特定情境对目的基因的检测与鉴定、利
用转基因改良某种植物品质等问题,提出简
单的解决思路。
【内容要求】
5.1.3阐明基因工程的基本操作程
序主要包括目的基因的获取、基
因表达载体的构建、目的基因导
入受体细胞和目的基因及其表达
产物的检测鉴定等步骤
5.1.4举例说明基因工程在农牧、
食品及医药等行业的广泛应用改
善了人类的生活品质
【素养解读】
2.科学思维:面对日常生活或社会热点话题中与
基因工程有关的话题,基于证据运用基因工程基
本概念和原理进行分析论证,举例说明基因工程
的原理及其与社会之间的关系,针对基因工程相
关问题,能运用科学思维方法展开讨论、审视或
论证。能对基因工程的原理、技术、目的等开
展分析、讨论和评价;能认识基因工程对农牧、
食品及医药等行业的影响。
【内容要求】
5.2蛋白质工程是基因工程的延伸
5.2.1概述人们根据基因工程原理,进行
蛋白质设计和改造,可以获得性状和功
能更符合人类需求的蛋白质
5.2.2举例说明依据人类需要对原有蛋
白质结构进行基因改造,生产目标蛋白
的过程
【素养解读】
3.科学探究:针对人类生产或生活的
某一需求,在基因工程中选取恰当的
技术和方法,尝试提出初步的工程构
想,并进行简单的设计和制作,能主动
合作,推进探究方案或工程实践的实
施,并运用科学术语报告实验结果。
考点一
基因工程的概念及基本操作工具
基础·自主诊断
素养·全面提升
1.基因工程的概念
(1)手段:按照人们的愿望进行严格的设计,并通过体外 和
等技术,赋予生物以新的遗传特性。
(2)目的:创造出更符合人们需要的新的 和 。
(3)水平: 水平。
DNA重组
转基因
生物类型 生物产品
DNA分子
2.基因工程的基本工具
(1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
①来源:主要从 中分离纯化而来。
②作用: 能够识别双链DNA分子的某种 ,并且使每一条链
中特定部位的两个核苷酸之间的 断开,因此具有 性。
③结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:
和 。
原核生物
特定核苷酸序列
磷酸二酯键 专一
平末端黏性末端
(2)“分子缝合针”——DNA连接酶
①作用:将限制酶切割下来的DNA片段连接起来。
②类型
类型 E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
相同点 都“缝合”磷酸二酯键
区别
E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端;而T4DNA连接酶能缝合两种
末端,但连接平末端之间的效率较低
[拓展] 六种与DNA相关的酶的知识总结
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个或多个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 以单链DNA为模板将单个脱氧核苷酸连接
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 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 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
RNA聚合酶 磷酸二酯键
以单链DNA为模板将单个核糖核苷酸依次连接
形成RNA
(3)“分子运输车”——载体
①载体具备的条件:a.能在受体细胞中复制并稳定保存。b.具有一至多个
,供外源DNA片段插入。c.具有标记基因,供重组DNA的 。
②最常用的载体是质粒, 独立于细菌拟核DNA之外的小型
分子。
③其他载体: 、动植物病毒。
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