新課標高中生物選修三《DNA重組技術的基本工具》導學案

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1、 1．1 DNA重組技術的基本工具 一、學習目標 1、簡述DNA重組技術所需三種基本工具的作用 2、認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術創(chuàng)新 二、重點和難點 DNA重組技術所需的三種基本工具的作用；基因工程載體需要具備的條件 課前預習案 三、教材重溫及自測 1、基因工程的原理：基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外 和 ，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。由于基因工程是在 水平上進行設計和施工的，因此又叫做 。 2、限制性核酸內切酶——“分子手術刀” （1）切割DNA

2、的工具是 ，又稱 。 （2）這類酶在生物體內能將外來的DNA切斷，即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對自己的DNA卻無損害作用，這樣可以保持細胞原有的遺傳信息。 （3）由于這種切割作用是在DNA分子內部進行的，故名限制性核酸內切酶（簡稱限制酶）。 （4）DNA分子經(jīng)限制酶切割產生的DNA片段，末端通常有兩種形式，即 和 。 例1、下列關于限制酶的說法正確的是（ ） A、限制酶廣泛存在于各種生物中，但微生物中很少 B、一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端 D、限制酶的作用部位是特

3、定核苷酸形成的氫鍵 3、DNA連接酶——“分子縫合針” 根據(jù)DNA連接酶的來源不同，可以將它分為兩類： 一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為DNA連接酶。DNA連接酶只能將 連接起來，不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行另一類是從 分離出來的，稱為T4DNA連接酶。T4DNA連接酶既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的 ，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的 ，但連接 之間的效率比較低。 例2、下圖為DNA分子的切割和連接過程。 (1)EcoRI是一種 酶，其識別序列是 ，切割位點是 與 之間的 鍵。切割結果產生的DNA片段末

4、端形式為 。 (2)不同來源DNA片段結合，在這里需要的酶應是 連接酶，此酶的作用是在 與 之間形成 鍵，而起“縫合”作用的。還有一種連接平末端的連接酶是 。 4、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車” （1）基因操作過程中使用載體兩個目的：一是用它作為運載工具，將目的基因轉移到宿主細胞中去；二是利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量的復制。 （2）現(xiàn)在通常使用的載體是 ，它是一種相對分子質量較小、獨立于擬核DNA之外的環(huán)狀DNA，有的細菌中有一個，有的細菌中有多個。 （3）質粒通過細菌間的接合由一個細菌向另一個細菌轉移，可以 復制，也可

5、整合細菌擬核DNA中，隨著擬核DNA的復制而復制。 （4）其他載體還有 和 等。 （5）作為載體必須具備以下條件： 能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存，至少具有一個限制酶切點，以便與外源基因連接；具有某些標記基因，便于進行篩選，如對抗菌素的抗性基因、產物具有顏色反應的基因等。 例3、以下是兩種限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答問題。 (1)其中①和 是由一種限制酶切割形成的 末端，兩者要重組成一個DNA分子，所用DNA連接酶通常是 。 (2) 和 是由另一種限制酶切割形成的 末端，兩者要形成重組DNA片段，所用DNA連接酶通

6、常是 。 四、課堂鞏固 （一）選擇題 1、關于限制酶的說法中，正確的是（ ） A、限制酶是一種酶，只識別GAATTC堿基序列 B、EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵 C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA D．限制酶只存在于原核生物中 2、DNA連接酶催化的反應是( ) A．DNA復制時母鏈與子鏈之間形成氫鍵 B．黏性末端堿基之間形成氫鍵 C．兩個DNA片段黏性末端之間的縫隙的連接 D．A、B、C都不正確 3、作為基因的運輸工具——載體，必須具備的條件及理由是( ) A、能夠

7、在宿主細胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復制，以便提供大量的目的基因 B、具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達 C．具有某些標記基因，以便為目的基因的表達提供條件 D、能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存，以便于進行篩選 4、質粒是基因工程最常見的載體，它的主要特點是( ) ①能自主復制 ②不能自主復制 ③結構很小 ④是蛋白質 ⑤是環(huán)狀RNA ⑥是環(huán)狀DNA ⑦能“友好”地“借居” A、①③⑤⑦ B、②④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦ 5、在受體細胞中能檢測出目的基因是因為( ) A、目的基因上有標記 B、質粒具有某些標記基因 C、

8、重組質粒能夠復制 D．以上都不正確 6、關于質粒的敘述正確的是( ) A、質粒是能夠自我復制的環(huán)狀DNA分子 B、質粒是唯一的載體 C、重組質粒是目的基因 D、質粒可在宿主外單獨復制 7、基因工程中可用作載體的是( ) ①質粒 ②噬菌體 ③病毒 ④動物細胞核 A、①②③ B、①②④ C．②③④ D、①③④ 8、下列關于基因工程中所選用的質粒的說法，錯誤的是( ) A、不能沒有標記基因 B、是小型鏈狀的DNA分子 C、能夠自我復制 D．可與目的基因重組 9、

9、下列黏性未端屬于同一限制酶切割而成的是( ) A、①② B、①③ C、①④ D．②③ 10、要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是( ) (1)限制酶(2)連接酶(3)解旋酶(4)還原酶 A、(1)(2)(3) B、(1)(2)(4) C、(1)(2) D、(1)(3) （二）填空題： 11、把目的基因與質粒DNA縫合時，中間的堿基對靠 連接起來，而兩鏈上的磷酸、脫氧核糖則在 的作用下連接起來。質粒是基因操作中經(jīng)常用的 。 12、基因工程又叫做 技術或 技術。這種技術是在生物體外，通過對

10、DNA分子進行人工 和 ，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。 13、治療糖尿病用的胰島素，在過去主要是從動物(如豬、牛)體獲得的。自20世紀70年代基因工程發(fā)展起來以后，人們開始采用高新技術生產胰島素，其操作過程如圖1—5所示： (1)圖中的質粒存在于細菌細胞中，從其分子結構看，可確定它是一種 。 (2)請根據(jù)堿基互補配對的原則判斷，在連接酶的作用下，甲與乙能否拼接起來，并說明理由。 (3)細菌丙進行分裂后，其中被拼接的質粒也由一個變成兩個，兩個變成四個……質粒的這種增加方式在遺傳學上稱為 。目的基因通過表達后，能使細菌產生胰島素，這是因為基因具有控制 合成的功能。