選修三專題一《DNA重組技術(shù)的基本工具》導(dǎo)學(xué)案

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1、專題1 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、 預(yù)習(xí)目標 簡述DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具。 二、 預(yù)習(xí)內(nèi)容 1基因工程是指按照人們的愿望， 進行嚴格的設(shè)計，并通過 和 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、 培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的操作過程至少需要三種工具，即 的“手術(shù)刀”、 的“縫合針”、將體外重組好的 DNA導(dǎo)入受體細胞的“ ”。 3、 切割 DNA 的工具是 ，又稱 。這類酶主要是從 中分離 純化而來的。它們能夠 ，并且使每一條

2、鏈中特 定部位的 的 斷開。DNA 分子經(jīng)過限制酶切割產(chǎn)生的 DNA 片段末端通常有兩種形式—— 和 。 4、 將切割下來的 DNA片段拼接成新的DNA分子，是靠 來完成的。根據(jù)酶的 來源不同，可以將這些酶分為兩類：一類是從 中分離得到的，稱為 E ? coliDNA連 接酶；另一類是從T4噬菌體中分離出來的， 稱為 。這兩類酶都可以恢復(fù)被限 制酶切開了的 。 5、 質(zhì)粒是一種裸露的、 、獨立于細菌染色體(即擬核 DNA )之外，并具有 的 分子。它有一個至多個 ，供外源 DNA 片段插入其中。攜帶外源 DNA的質(zhì)粒進入受體細胞后，停留在細胞中進行 ，或者 整合

3、到染色體 DNA 上，隨染色體 DNA 。它還有特殊的 ，如抗 四環(huán)素、氨芐青霉素等標記基因，供重組 DNA的 。在基因工程中所使用的運載 體除質(zhì)粒外，還有 、 等。 三、 提出疑惑 同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑惑點 疑惑內(nèi)容 課內(nèi)探究學(xué)案 一、 學(xué)習(xí)目標及重難點 1、 簡述DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具。 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。 學(xué)習(xí)重點：DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。 學(xué)習(xí)難點：基因工程載體需要具備的條件。 二、 學(xué)習(xí)過程 1、 基因工程的概念 回答

4、：什么是基因工程？ 2、 科技探索之路(基因工程是如何發(fā)展起來的？閱讀課本 P2— 3頁) 思考并回答： (1) 基因工程是在哪些學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的？ (2) 哪些基礎(chǔ)理論的突破催生了基因工程？ (3) 哪些技術(shù)發(fā)明促進了基因工程的實施？ （4）你覺得，基因工程的誕生和發(fā)展能否離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新？ 3、 限制性核酸內(nèi)切酶一一“分子手術(shù)刀” 思考并回答： （1） 從噬菌體侵染細菌的實驗來看， 細菌等單細胞原核生物容易受到自然界外源 DNA 的入侵，那么這類原核生物之所以長期進化而不絕滅， 有什么保護機制？由此可知， 限制酶 可以從哪些生物中分離出來？ （2） 限制酶是

5、如何切割 DNA分子的？ （3） 參考課本P4圖1— 2,指出限制酶能破壞那個磷酸二酯鍵。 （4） 以EcoRI為例，畫出限制酶切割后形成的末端。 4、 DNA連接酶一一“分子縫合針” 思考并回答： （1） DNA連接酶是怎么分類的？ （2） DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事兒嗎？有哪些區(qū)別？ （3） E ? coliDNA連接酶和T4DNA連接酶作用效果一樣大嗎？為什么？ 5、 基因進入受體細胞的載體一一“分子運輸車” 思考并回答： （1） 載體的作用是什么？為什么需要載體？把單獨的 DNA片段導(dǎo)入受體細胞不 行嗎？ （2） 我們選用從霍亂弧菌中分離出來的質(zhì)粒做載體，

6、可以嗎？為什么？ （3）我們能不能用肉眼直接觀察到載體進入受體細胞？那如何鑒定呢？ （4）如果載體上沒有限制酶切割位點，能否把目的基因運輸進入受體細胞？ 6、 活動：模擬操作重組 DNA分子 （分組進行；完成后小組之間進行交流） 三、反思總結(jié) 工具名稱 種類 作用 限制酶 DNA連接酶 載體 四、當(dāng)堂檢測 1、下圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個基本步驟，這一步需用到的工具是（ ） A. DNA連接酶和解旋酶 B C.限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA連接酶 D .DNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶 .DNA聚合酶和 RNA聚

7、合酶 正確的是 （） 2、 依右圖有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述，不 A. 切斷a處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶 B. 連接a處的酶為DNA連接酶 C. 切斷b處的酶為解旋酶 D. 切斷b處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶 3、 以下說法正確的是 （） A ?所有的限制酶只能識別同一種特定的核苷酸序列 B ?質(zhì)粒是基因工程中惟一的載體 C ?載體必備的條件之一是：具有一個或多個限制酶切點，以便與外源基因連接 D .基因治療主要是對有缺陷的細胞進行修復(fù) 4、不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是 （） A .能復(fù)制 B .有多個限制酶切點 C ?具有標記基因 D ?它是環(huán)狀DNA

8、5 、科學(xué)家選用的細菌質(zhì)粒往往帶有一個抗菌素抗性基因，該抗性 基因的主要作用是 （） A. 提高受體細胞在自然環(huán)境中的耐熱性 B .有利于檢測目的基因否導(dǎo)入受體細胞 C.增加質(zhì)粒分子的相對分子質(zhì)量 D ?便于與外源基因連接 課后練習(xí)與提高 1限制酶是一種核酸切割酶，可辨識并切割 DNA分子上特定的核苷酸堿基序列。下圖為四 種限制酶BamH, EcoR , Hi nd川以及Bgl n的辨識序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切 割部位，其中哪兩種限制酶所切割出來的 DNA片段末端可以互補黏合？其正確的末端互補序 列為何？（） 3a博 ScoKl MI 1 I 4

9、 I — -GGATCC— —GAATTC- - —AAGCTT^ —AGATCT— — -CCTAGG— —CTTAAG— —TTCGA^ —TCTAGA— t t t A. BamH 和 EcoR ; 末端互補序列一 AATT— B. BamH 和 Hind 川 ;末端互補序列一 GAT— C. EcoRI 和 Hi nd 川 ;末端互補序列一 AATT- D. BamH和Bgl II ;末端互補序列一 GATC- 2、 在基因工程中，把選出的目的基因（共 1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸 460個），放入

10、DNA擴增儀中擴增4代，那么，在擴增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù) 是（） A. 540 個 B . 7560 個 C . 8100 個 D . 17280 個 3、 基因工程是 DNA分子水平的操作，下列有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是 （ ） A、 限制酶只用于切割獲取目的基因 B、 載體與目的基因必須用同一種限制酶處理 C、 基因工程所用的工具酶是限制酶， DNA連接酶 D、 帶有目的基因的載體是否進入受體細胞需檢測 4、 下列關(guān)于 DNA連接酶的敘述中，正確的是 （ ） A. DNA連接酶連接的是兩條鏈堿基對之間的氫鍵 B. DNA連接酶連接的是黏性末端兩條鏈主鏈上的

11、磷酸和脫氧核糖 C. DNA連接酶連接的是黏性末端兩條鏈主鏈上的磷酸和核糖 D. 同一種DNA連接酶可以切出不同的黏性末端 5、 與“限制性內(nèi)切酶”作用部位完全相同的酶是： （） A .反轉(zhuǎn)錄酶 B . RNA聚合酶 C . DNA連接酶 D .解旋酶 6、 下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述，正確的是 （ ） A .質(zhì)粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器 B .質(zhì)粒是細菌細胞質(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胞后才能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制 D .細菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細胞外獨立進行的 7、關(guān)于右圖DNA分子片段的說法正確的是( ) A I A

12、I T I T I C I 1 T 1 T 1 A A 1 G …G ③ ….C 15 N 14 N A ?限制性內(nèi)切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部 位 B ?②處的堿基缺失導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)的變異 C.把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù) 制2代，子代中含 15N的DNA占3/4 D .該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和 (A+T ) / (G+C) 的比例上 8、 下列有關(guān)基因工程的敘 述，正確的是：() A . DNA連接酶的作用是將兩個黏性末端的堿基連接起來 B ?目的基因?qū)胧荏w細胞后，受體細胞即發(fā)生基因突變 C ?目的基因與運載

13、體結(jié)合的過程發(fā)生在細胞外 D .常使用的運載體有大腸桿菌、噬菌體和動植物病毒等 9、 限制酶在DNA的任何部位都能將 DNA切開嗎？以下是四種不同限制酶切割形成的 DNA 片段： (1)…CTGCA …G …TG (4 )??? G …CTTAA (7) GT … CA… 請用DNA 和_ 和_ 和_ 和 (2)…AC CG… (5) G … ACGTC … (3) GC … (6)…GC …CG (8)AATTC … G… 連接酶將它們連接起來 能連接成 能連接成 能連接成 能連接成 O 10、下圖是利用基因工程

14、辦法生產(chǎn) 人白細胞 干擾素的基本過程圖， 據(jù)圖回答： (1) ①過程需要 參與。 (2) ②物質(zhì)是從大腸桿菌分離出 的 。其化學(xué)本 質(zhì)是 ,它必須能 酶的 【諜前預(yù)習(xí)學(xué)案參肴答案】X悴外DXA重組 轉(zhuǎn)基因DXA分子 DXA重組技術(shù) 二 準確切割將DNA片段再連接起來運輸工具3、限制性核酸內(nèi)切酶限制醯痹 核生物識別雙鏈DN丸分子的某些特定核音酸序列兩個核音酸之間隣酸二酯鍵黏性 末端 平末端4. DNA連接繭 大腸桿菌T.DXA連接酶 兩個核音酸之間的磷酸二酯鍵 久結(jié)構(gòu)簡單 自我復(fù)制能力 収鏈rpKDXA限制酶切割位點 自我復(fù)制 進行同歩復(fù)制 遺傳標記基因鑒定和選擇A■噬菌體的衍生物動植物病毒 【當(dāng)堂檢測參著答案】1C 2D 3C 4D 5B 【參考答案】ID 2C 3A 4B 5C 6B 0 SC 和？能連接形成一ACGT… 4和￡能連接形成…GAAITC… …TGCX…； 3和6能連接形巔…GCGC… …CGCG…; …CTTAAG …； 1和:能連接形成…CTGCAG… ■GaCGTCf 0⑴限制性內(nèi)切繭 V噴粒DXA 復(fù)制并穩(wěn)定地保存 ⑶在大腸桿菌內(nèi)表達