編號(hào)選修—DNA重組技術(shù)的基本工具

1、1.1 DNA重組(zhn z)技術(shù)的基本工具 專題(zhunt)1 基 因 工 程 共二十頁(yè) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1簡(jiǎn)述基因工程的概念。2簡(jiǎn)述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。3運(yùn)用所學(xué)DNA重組技術(shù)的知識(shí)模擬制作重組DNA模型 重點(diǎn)DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。 難點(diǎn)基因工程載體需要具備的條件。共二十頁(yè)導(dǎo)學(xué)案完成情況(qngkung)反饋共二十頁(yè)一.問(wèn)題導(dǎo)學(xué)【學(xué)法指導(dǎo)】通讀教材，明確基因工程的概念；基因工程各種工具的特點(diǎn)、作用。（一）基因工程的概念 基因工程是指按照 ，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)體外_和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們(rn men)需要的新的_

2、和_。由于基因工程是在 水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做_技術(shù)。學(xué)習(xí)(xux)流程人的意愿DNA重組技術(shù)生物類(lèi)型生物產(chǎn)品分子DNA重組技術(shù)共二十頁(yè)1、“分子手術(shù)刀”_（1）來(lái)源：主要是從_生物中分離純化出來(lái)的。（2）種類(lèi): 約 種。（3）特點(diǎn)：能_，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的_鍵斷開(kāi)。（4）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端(m dun)通常有兩種形式：_；_。（二）DNA重組技術(shù)(jsh)的基本工具 限制性核酸內(nèi)切酶原核4000能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列磷酸二酯鍵粘性末端 平末端共二十頁(yè)2、“分子(fnz)縫合針”_常用類(lèi)EcoliDNA連接酶T4DNA連

3、接酶來(lái)源 特點(diǎn)連接 作用將雙鏈DNA片段“縫合起來(lái)，恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的 鍵DNA連接酶大腸桿菌(d chn n jn) T4噬菌體粘性末端 粘性末端和平末端（但連接 平末端效率低 磷酸二酯鍵共二十頁(yè)（1）種類(lèi)：_、_、 _（2）質(zhì)粒是一種 的、結(jié)構(gòu) 、 于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我 能力的很 的 鏈 狀 分子。（3）載體具備的條件(tiojin) 有一個(gè)或多個(gè) 供 ； 在細(xì)胞中進(jìn)行 ，或 ； 有特殊的 ，便于篩選。如四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等。3、“分子運(yùn)輸車(chē)”基因進(jìn)入(jnr)受體細(xì)胞的載體質(zhì)粒 噬菌體衍生物動(dòng)植物病毒 裸露 簡(jiǎn)單 獨(dú)立復(fù)制 小 雙 環(huán) DNA限

4、制酶切割位點(diǎn) 外源DNA插入 整合到染色體DNA上，隨自我復(fù)制 染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制標(biāo)記基因共二十頁(yè)探究(tnji)一（一）基因工程的概念操作環(huán)境體 （內(nèi)、外）操作水平 水平基本過(guò)程 拼接 表達(dá)結(jié)果符合人們需要的新的 和 特點(diǎn) 改造生物的遺傳性狀原理 思考：基因工程(jyn gngchng)是否改變了基因？ 二、合作探究外分子 獲取目的基因 導(dǎo)入受體細(xì)胞生物產(chǎn)品生物類(lèi)型定向基因重組否共二十頁(yè)限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)及作用結(jié)果。 （參考以下兩種限制酶：EcoR限制酶：識(shí)別的DNA序列是GAATTC，切割位點(diǎn)在G和A之間。 Sma限制酶：識(shí)別的DNA序列是CCCGGG，切割位點(diǎn)在G和C之間。

5、限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GGATCC，限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GATC）思考：在切割含目的(md)基因的DNA分子時(shí)，限制酶切割幾個(gè)磷酸二酯鍵，為什么？要獲得相同的黏性末端，一定要使用同一種限制酶切割嗎？切割后的DNA末端有 和 。探究二（通過(guò)對(duì)資料的分析、討論、解決問(wèn)題）（二）DNA重組技術(shù)的基本(jbn)工具 1.限制性核酸內(nèi)切酶四個(gè) 因?yàn)镈NA是雙鏈不一定，因?yàn)椋河械牟煌拗泼盖懈畹恼承阅┒讼嗤承阅┒?平末端共二十頁(yè)探究(tnji)三2.DNA連接酶DNA連接酶DNA聚合酶作用實(shí)質(zhì)都是催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成 鍵是否需要模板 連接DNA單/雙鏈 鏈 鏈作用過(guò)程在 之間形成

6、磷酸二酯鍵將 通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈作用結(jié)果將兩個(gè) 片段連接成重組DNA分子合成新的DNA分子思考(sko)：DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？DNA連接酶DNA聚合酶作用實(shí)質(zhì)都是催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成 鍵是否需要模板 連接DNA單/雙鏈 鏈 鏈作用過(guò)程在 之間形成磷酸二酯鍵將 通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈作用結(jié)果將兩個(gè) 片段連接成重組DNA分子合成新的DNA分子 磷酸二酯不需要 需要雙 單 游離的脫氧核苷酸 兩個(gè)DNA片段DNA不是。因?yàn)椋核鼈兊淖饔锰攸c(diǎn)不同。共二十頁(yè)（1）有多個(gè) ，以供 插入。（2）有 基因，以供重組DNA的篩選 （3）

7、有 能力。思考：將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒分別用EcoR酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶連接后，由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有 、 和 三種。天然(tinrn)質(zhì)粒 直接做基因工程的載體，必須經(jīng)過(guò) 探究四 3. 從基因工程的整體思考，運(yùn)載(ynzi)體需具備哪些條件？為什么？限制酶切點(diǎn) 外源DNA 標(biāo)記 自我復(fù)制 質(zhì)粒質(zhì)粒 目的基因質(zhì)粒 目的基因目的基因不能人工修飾共二十頁(yè)一選擇題1下表關(guān)于(guny)基因工程中有關(guān)基因操作的工具及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，正確的組合是( )分子手術(shù)刀分子縫合針?lè)肿舆\(yùn)輸車(chē)A限制性內(nèi)切酶DNA連接酶提供目的基因的生物BDNA連接酶限制性內(nèi)切酶質(zhì)粒C限制性內(nèi)切酶DNA連接酶

8、質(zhì)粒DDNA連接酶限制性內(nèi)切酶接受目的基因的生物 2. 實(shí)施基因工程第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性核酸內(nèi)切酶。從大腸桿菌中提取的一種限制酶EcoRI，能識(shí)別DNA分子中的GAATTC序列，切點(diǎn)在G與A之間。這是應(yīng)用了酶的 （ ）A.高效性 B.專一性 C.多樣性 D.催化活性受外界條件(tiojin)影響三拓展達(dá)標(biāo)【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】CB共二十頁(yè)3限制性核酸內(nèi)切酶的作用部位是（ ） A識(shí)別的堿基序列(xli)之間的堿基對(duì) B相鄰的兩個(gè)磷酸之間的磷酸二酯鍵 C相鄰兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵 D相鄰兩個(gè)堿基之間的磷酸二酯鍵4. DNA連接酶的作用是 （ ） A. 使質(zhì)粒

9、和目的基因的黏性末端之間形成氫鍵 B. 恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵 C. 使重組DNA與宿主DNA相連 D. 使單個(gè)的脫氧核苷酸連接形成一條鏈5下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的理解，正確的是（ ） A其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì) BDNA連接酶可恢復(fù)DNA分子中的氫鍵 C在基因工程操作中可用DNA聚合酶代替DNA連接酶 D它們不能被反復(fù)利用 CBA共二十頁(yè)6. 下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述，正確的是 （ ） A質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器 B質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子 C質(zhì)粒只有在侵入宿主細(xì)胞后才能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 D細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過(guò)程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立

10、進(jìn)行的7以下說(shuō)法正確的是 （ ） A所有的限制酶都只能識(shí)別同一種核苷酸序列 B質(zhì)粒是基因工程中唯一的載體 C運(yùn)載體必須具備的條件之一是具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)(qidin)，以便與外源基因連接 DDNA連接酶與DNA聚合酶都是連接磷酸二酯鍵的，所以它們是相同的8科學(xué)家常選用的細(xì)菌質(zhì)粒往往帶有一個(gè)抗菌素抗性基因， 該抗性基因的主要作用是 ( ) A提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐熱性 B有利于檢測(cè)目的基因否導(dǎo)入受體細(xì)胞 C增加質(zhì)粒分子的相對(duì)分子質(zhì)量 D便于(biny)與外源基因連接成DNA的過(guò)程。BCB共二十頁(yè)二非選擇題填表作用底物作用部位形成產(chǎn)物限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶DNA酶雙鏈DNA 磷

11、酸二酯鍵 DNA片段(pin dun)雙鏈DNA 磷酸二酯鍵 重組(zhn z)DNA 游離的脫氧 磷酸二酯鍵 子代DNA核苷酸 雙鏈DNA H鍵 DNA單鏈DNA 磷酸二酯鍵 游離的脫 氧核苷酸 共二十頁(yè)2. 限制酶在DNA的任何部位都能將DNA切開(kāi)嗎？以下是四種(s zhn)不同限制酶切割形成的DNA片段：(1) CTGCA (2) AC (3) GC G TG CG(4) G (5) G (6) GC CTTAA ACGTC CG (7) GT (8)AATTC CA G請(qǐng)用DNA連接酶將它們連接起來(lái):（1） 和 （5） 能連接成_;（2） 和 （7）能連接成_;（3） 和 （6）能連接

12、成_;（4） 和 （8）能連接成_。共二十頁(yè)3.限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)(qidin)是GGATCC，限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)(qidin)是GATC。在質(zhì)粒上有酶的一個(gè)切點(diǎn)(qidin)，在目的基因的兩側(cè)各有一個(gè)酶的切點(diǎn)(qidin)。（1）請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。（2）請(qǐng)畫(huà)出目的基因兩側(cè)被限制酶切割后所形成的黏性末端。（3）在DNA連接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接？為什么？GATCCG CCTAGGGATCCTAG能。因?yàn)椋核麄兊恼承阅┒?m dun)相同共二十頁(yè)1如圖18所示，若用兩種識(shí)別切割序列完全不同的限制酶E和F從基因(jyn)

13、組DNA上切下目的基因(jyn)，并將之取代質(zhì)粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000對(duì)堿基)上相應(yīng)的EF區(qū)域 (0.2kb)，那么所形成的重組質(zhì)pZHZ2_。A既能被E也能被F切開(kāi) B能被E但不能被F切開(kāi)C既不能被E也不能被F切開(kāi) D能被F但不能被E切開(kāi)A共二十頁(yè)2已知在質(zhì)粒pZHZl中，限制酶G切割位點(diǎn)距限制酶E切割位點(diǎn)0.8kb，限制酶H切割位點(diǎn)距限制酶F切割位點(diǎn)0.5kb。若分別用限制酶G和H酶切兩份重組(zhn z)質(zhì)粒pZHZ2樣品，據(jù)表4所列酶切結(jié)果判斷目的基因的大小為 kb；并將目的基因內(nèi)部的限制酶G和H切割位點(diǎn)標(biāo)注在圖19中。1.2共二十頁(yè)內(nèi)容摘要1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具。并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的_鍵斷開(kāi)。（4）結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端(m dun)通常有兩種形式：。如四