生物选修三导学案DNA重组技术的基本工具 学案 含答案 3

1、专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具课前预习学案1、 简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2、 预习内容1、 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过_和_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_。2、 培育转基因抗虫棉的操作过程至少需要三种工具，即_的“手术刀”、_的“缝合针”、将体外重组好的DNA导入受体细胞的“_”。3、 切割DNA的工具是_，又称_。这类酶主要是从_中分离纯化而来的。它们能够_，并且使每一条链中特定部位的_的_断开。DNA分子经过限制酶切割产生的DNA片段末

2、端通常有两种形式_和_。4、 将切割下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，是靠_来完成的。根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：一类是从_中分离得到的，称为EcoliDNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为_。这两类酶都可以恢复被限制酶切开了的_。5、 质粒是一种裸露的、_、独立于细菌染色体（即拟核DNA）之外，并具有_的_分子。它有一个至多个_，供外源DNA片段插入其中。携带外源DNA的质粒进入受体细胞后，停留在细胞中进行_，或者整合到染色体DNA上，随染色体DNA_。它还有特殊的_，如抗四环素、氨苄青霉素等标记基因，供重组DNA的_。在基因工程中所使用的运载体除质粒外，还有_

3、、_等。课内探究学案1、 学习目标及重难点1、简述DNA重组技术所需的三种基本工具。2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。学习重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。学习难点：基因工程载体需要具备的条件。2、 学习过程1、 基因工程的概念 回答：什么是基因工程？2、科技探索之路（基因工程是如何发展起来的？阅读课本P23页）思考并回答：（1） 基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？（2） 哪些基础理论的突破催生了基因工程？（3） 哪些技术发明促进了基因工程的实施？（4） 你觉得，基因工程的诞生和发展能否离不开理论研究和技术创新？3、 限制性核酸内切酶“分子手术刀”思考并回

4、答：（1） 从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有什么保护机制？由此可知，限制酶可以从哪些生物中分离出来？（2）限制酶是如何切割DNA分子的？（3） 参考课本P4图12，指出限制酶能破坏那个磷酸二酯键。（4）以EcoRI为例，画出限制酶切割后形成的末端。 4、 DNA连接酶“分子缝合针” 思考并回答：（1）DNA连接酶是怎么分类的？（2） DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事儿吗？有哪些区别？（3）EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶作用效果一样大吗？为什么？5、 基因进入受体细胞的载体“分子运输车”思考并回

5、答： （1）载体的作用是什么？为什么需要载体？把单独的DNA片段导入受体细胞不行吗？ （2）我们选用从霍乱弧菌中分离出来的质粒做载体，可以吗？为什么？ （3）我们能不能用肉眼直接观察到载体进入受体细胞？那如何鉴定呢？ （4）如果载体上没有限制酶切割位点，能否把目的基因运输进入受体细胞？6、 活动：模拟操作重组DNA分子 （分组进行；完成后小组之间进行交流） 3、 反思总结 工具名称种类作用限制酶DNA连接酶载体4、 当堂检测 1、下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步需用到的工具是 （ ） ADNA连接酶和解旋酶 BDNA聚合酶和限制性核酸内切酶C限制性核酸内切酶和DNA连接酶 DD

6、NA聚合酶和RNA聚合酶 2、依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是 （ ） A.切断a处的酶为限制性核酸内切酶 B.连接a处的酶为DNA连接酶C.切断b处的酶为解旋酶 D.切断b处的酶为限制性核酸内切酶 3、以下说法正确的是 （ ） A所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列 B质粒是基因工程中惟一的载体 C载体必备的条件之一是：具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接 D基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复 4、不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ） A能复制 B有多个限制酶切点 C具有标记基因 D它是环状DNA 5、科学家选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗

7、性基因的主要作用是 （ ）A提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B有利于检测目的基因否导入受体细胞C增加质粒分子的相对分子质量 D便于与外源基因连接课后练习与提高1、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，Hind以及Bgl的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？ （ ） A. BamHI和EcoRI；末端互补序列AATTB. BamHI和Hind；末端互补序列GATCC. EcoRI和Hind；末端互补序列AATTD. BamHI和Bg

8、lII；末端互补序列GATC2、在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460 个），放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是 （ ）A540 个 B7560个 C8100 个 D17280 个3、基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是 ( ) A、限制酶只用于切割获取目的基因 B、载体与目的基因必须用同一种限制酶处理 C、基因工程所用的工具酶是限制酶，DNA连接酶 D、带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测4、下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是 （ ）A. DNA连接酶连接的是两条链碱基

9、对之间的氢键B. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C. DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖D. 同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端5、与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是： （ ）A反转录酶 BRNA聚合酶 CDNA连接酶 D解旋酶6、下列有关质粒的叙述，正确的是 （ ）A质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子C质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制D细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的7、关于右图DNA分子片段的说法正确的是 （ ）GCATATGCATAT15N14NA

10、限制性内切酶可作用于部位，解旋酶作用于部位B处的碱基缺失导致染色体结构的变异C把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4D该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C）的比例上8、下列有关基因工程的叙述，正确的是： （ ）ADNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来B目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变C目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外D常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等9、限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：(1) CTGCA (2) AC (3) GC G TG CG（

11、4）G (5) G (6) GC CTTAA ACGTC CG (7) GT (8)AATTC CA G请用DNA连接酶将它们连接起来:_和_能连接成_;_和_能连接成_;_和_能连接成_;_和_能连接成_。10、下图是利用基因工程办法生产人白细胞干扰素的基本过程图，据图回答：（1）过程需要_酶的参与。（2）物质是从大肠杆菌分离出的_。其化学本质是_，它必须能在宿主细胞中_。(3)过程表明目的基因_ _。 11通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，

12、请回答下列问题：(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是_。(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。 (3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_，“插入”时用的工具是_，其种类有_。答案(1)限制酶DNA连接酶(2)(3)基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的载体质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物等解析基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，不同生物的基因之所以能整合在一起，是因为基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的。将目的基因导入受体细胞，离不开载体的协助，基因工程中用的载体除质粒外，还有动植

13、物病毒、噬菌体的衍生物等。12基因工程中，需要使用限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC。(1)根据已知条件和图回答下列问题：上述质粒用限制酶_切割，目的基因用限制酶_切割。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，还要加入适量的_。请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由：_。(2)不同生物的基因可以拼接的结构基础是_。答案(1)DNA连接酶检测重组质粒(或目的基因)是否导入受体细胞(2)DNA结构基本相同(其他合理答案亦可)解析要形成重组质粒，质粒只能出现一个切口，并且至少保留一个标记基因，因序列在Gene上，因此用限

14、制酶切割质粒，保留Gene标记基因；目的基因必须切割两次，切割后产生的黏性末端能与质粒的黏性末端互补，序列中有酶的切割序列，因此用酶，产生的末端互补。走进高考13(2012新课标全国卷，40改编)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有_和_。(2)质粒载体用EcoR切割后产生的片段如下：为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是_。(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即_DNA连接酶和_DNA连接酶。(4)基因工程中除质粒外，_和_也

15、可作为载体。(5)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_。答案(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同(3)EcoliT4(4)噬菌体的衍生物动植物病毒(5)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱【课前预习学案参考答案】1、体外DNA重组 转基因 DNA分子 DNA重组技术 2、准确切割DNA 将DNA片段再连接起来 运输工具 3、限制性核酸内切酶 限制酶 原核生物 识别双链DNA分子的某些特定核苷酸序列 两个核苷酸之间 磷酸二酯键 黏性末端 平末端 4、DNA连接酶 大肠杆菌 T4DNA连接酶 两个核苷酸之间的磷酸二酯键 5、结构简单 自我复制能力