新課標(biāo)高中生物選修三《DNA重組技術(shù)的基本工具》導(dǎo)學(xué)案

1、11 DNA重組技術(shù)的基本工具一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、簡述DNA重組技術(shù)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(shù)創(chuàng)新二、重點和難點DNA重組技術(shù)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(yù)習(xí)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(shè)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(chǎn)品。由于基因工程是在水平上進行設(shè)計和施工的，因此又叫做。2、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”（1）切割DNA的工具是，又稱。（2）這類酶在生物體內(nèi)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

2、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(nèi)部進行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）。（4）DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段，末端通常有兩種形式，即 和。例1、下列關(guān)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

3、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(jié)果產(chǎn)生的DNA片段末端形式為。(2)不同來源DNA片段結(jié)合，在這里需要的酶應(yīng)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(zhuǎn)移到宿主細胞中去；二是利用它在宿主細胞內(nèi)對目的

4、基因進行大量的復(fù)制。（2）現(xiàn)在通常使用的載體是，它是一種相對分子質(zhì)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(zhì)粒通過細菌間的接合由一個細菌向另一個細菌轉(zhuǎn)移，可以復(fù)制，也可整合細菌擬核DNA中，隨著擬核DNA的復(fù)制而復(fù)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(fù)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(biāo)記基因，便于進行篩選，如對抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)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)其中和是由一種限制酶切割形成的末端，兩者要重組成一個DNA

5、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連接酶通常是。 四、課堂鞏固（一）選擇題 1、關(guān)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GA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DNAD限制酶只存在于原核生物中2、DNA連接酶催化的反應(yīng)是( )ADNA復(fù)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 DA、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、能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存下來并大

6、量復(fù)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(biāo)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(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進行篩選4、質(zhì)粒是基因工程最常見的載體，它的主要特點是( )能自主復(fù)制不能自主復(fù)制結(jié)構(gòu)很小是蛋白質(zhì)是環(huán)狀RNA是環(huán)狀DNA能“友好”地“借居”A、 B、 C D5、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(biāo)記 B、質(zhì)粒具有某些標(biāo)記基因 C、重組質(zhì)粒能夠復(fù)制 D以上都不正確6、關(guān)于質(zhì)粒的敘述正確的是( )A、質(zhì)粒是能夠自我復(fù)制的環(huán)狀DNA分子 B、質(zhì)粒是唯一的載體C、重組質(zhì)粒是目的基因 D、質(zhì)?？稍谒拗魍鈫为殢?fù)制7、基

7、因工程中可用作載體的是( )質(zhì)粒噬菌體病毒動物細胞核A、 B、 C D、8、下列關(guān)于基因工程中所選用的質(zhì)粒的說法，錯誤的是( )A、不能沒有標(biāo)記基因 B、是小型鏈狀的DNA分子C、能夠自我復(fù)制 D可與目的基因重組9、下列黏性未端屬于同一限制酶切割而成的是( )A、 B、 C、 D10、要使目的基因與對應(yīng)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(zhì)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(zhì)粒是基因操作中經(jīng)常用的。12、基因工程又叫做技術(shù)或技術(shù)。這種技術(shù)是在生物體外，通過對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(dǎo)入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)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(shù)生產(chǎn)胰島素，其操作過程如圖15所示：(1)圖中的質(zhì)粒存在于細菌細胞中，從其分子結(jié)構(gòu)看，可確定它是一種。(2)請根據(jù)堿基互