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1、
1．1 DNA重組技術(shù)的基本工具
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、簡(jiǎn)述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用
2、認(rèn)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(diǎn)和難點(diǎn)
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(cè)
1、基因工程的原理：基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，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(jìn)行設(shè)計(jì)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
2、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(duì)自己的DNA卻無損害作用，這樣可以保持細(xì)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(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶（簡(jiǎn)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(shí)別一種特定的核苷酸序列
C、不同的限制酶切割DNA后都會(huì)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(jìn)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(bǔ)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(shí)別序列是 ，切割位點(diǎn)是 與 之間的 鍵。切割結(jié)果產(chǎn)生的DNA片段末
4、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(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”
（1）基因操作過程中使用載體兩個(gè)目的：一是用它作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中去；二是利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)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(duì)分子質(zhì)量較小、獨(dú)立于擬核DNA之外的環(huán)狀DNA，有的細(xì)菌中有一個(gè)，有的細(xì)菌中有多個(gè)。
（3）質(zhì)粒通過細(xì)菌間的接合由一個(gè)細(xì)菌向另一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移，可以 復(fù)制，也可
5、整合細(xì)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(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存，至少具有一個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接；具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選，如對(duì)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①和 是由一種限制酶切割形成的 末端，兩者要重組成一個(gè)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(guān)于限制酶的說法中，正確的是（ ）
A、限制酶是一種酶，只識(shí)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(yīng)是( )
A．DNA復(fù)制時(shí)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(gè)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(yùn)輸工具——載體，必須具備的條件及理由是( )
A、能夠
7、在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因
B、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)
C．具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件
D、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)行篩選
4、質(zhì)粒是基因工程最常見的載體，它的主要特點(diǎn)是( )
①能自主復(fù)制 ②不能自主復(fù)制 ③結(jié)構(gòu)很小 ④是蛋白質(zhì) 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(xì)胞中能檢測(cè)出目的基因是因?yàn)? )
A、目的基因上有標(biāo)記 B、質(zhì)粒具有某些標(biāo)記基因
C、
8、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?dú)復(fù)制
7、基因工程中可用作載體的是( )
①質(zhì)粒 ②噬菌體 ③病毒 ④動(dòng)物細(xì)胞核
A、①②③ B、①②④ C．②③④ D、①③④
8、下列關(guān)于基因工程中所選用的質(zhì)粒的說法，錯(cuò)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、
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(duì)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(shí)，中間的堿基對(duì)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(duì)
10、DNA分子進(jìn)行人工 和 ，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，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(dòng)物(如豬、牛)體獲得的。自20世紀(jì)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1—5所示：
(1)圖中的質(zhì)粒存在于細(xì)菌細(xì)胞中，從其分子結(jié)構(gòu)看，可確定它是一種 。
(2)請(qǐng)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)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(xì)菌丙進(jìn)行分裂后，其中被拼接的質(zhì)粒也由一個(gè)變成兩個(gè)，兩個(gè)變成四個(gè)……質(zhì)粒的這種增加方式在遺傳學(xué)上稱為 。目的基因通過表達(dá)后，能使細(xì)菌產(chǎn)生胰島素，這是因?yàn)榛蚓哂锌刂? 合成的功能。
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
