高中1.1 DNA重组技术的基本工具学案

这是一份高中1.1 DNA重组技术的基本工具学案，共5页。学案主要包含了提出疑惑等内容，欢迎下载使用。

预习目标
简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
预习内容
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______________。
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“_________”。
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片段末端通常有两种形式——________和______。
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E·cliDNA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____________________________。
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_________________、___________等。
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
课内探究学案
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。
学习过程
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P2—3页）
思考并回答：
基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？
哪些基础理论的突破催生了基因工程？
哪些技术发明促进了基因工程的实施？
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？
限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
思考并回答：
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？
参考课本P4图1—2，指出限制酶能破坏那个磷酸二酯键。
（4）以EcRI为例，画出限制酶切割后形成的末端。
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？
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事儿吗？有哪些区别？
（3）E·cliDNA连接酶和T4DNA连接酶作用效果一样大吗？为什么？
基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
思考并回答：
（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？
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）
反思总结
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 （ ）

A．DNA连接酶和解旋酶 B．DNA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 D．DNA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，EcRI，HindⅢ以及BglⅡ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EcRI；末端互补序列—AATT—
B. BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC—
C. EcRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT—
D. BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—
2、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 （ ）
A．540 个 B．7560个 C．8100 个 D．17280 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 B．RNA聚合酶 C．DNA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 （ ）
①
G
C
A
T
A
T
G
C
A
T
A
T
15N
14N
②
③
…
…
…
…
…
A．限制性内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位
B．②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3/4
D．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： （ ）
A．DNA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…
（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）①过程需要___________酶的参与。
（2）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)③过程表明目的基因_____________
_________________________________。
疑惑点
疑惑内容

工具名称
种类
作用
限制酶
DNA连接酶
载体