11《DNA重組技術(shù)的基本工具》導(dǎo)學(xué)案

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1、高二生物選修三導(dǎo)學(xué)案1.1 學(xué)習(xí)內(nèi)容 DNA重組技術(shù)的基本工具 4 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1. 結(jié)合限制酶的特點(diǎn)，區(qū)分DNA序列與識(shí)別序列的不同。 2. 結(jié)合圖示，掌握DNA連接酶的種類(lèi)及作用的特點(diǎn)。 3. 對(duì)比DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。 4. 理解基因工程載體需要具備的條件。 知識(shí)鏈接 一 .基因工程的概念 基因工程的別名 操作環(huán)境 生物體外 操作對(duì)象 操作水平 基本過(guò)程 結(jié)果 二 .基因工程的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持 理論 基礎(chǔ) 　　　　　　　　　　是遺傳物質(zhì) ＤＮＡ雙螺旋結(jié)構(gòu)和　　　　　　　

2、　　　　　的建立　 　　　　　　　　　　　　的破譯　　 技 術(shù) 支 持 基因轉(zhuǎn)移載體――　　　　　　的發(fā)現(xiàn) 多種　　　　　和　　　　，以及　　　　　酶（工具酶） 的發(fā)現(xiàn) ＤＮＡ合成和　　　　　　技術(shù)的發(fā)明 　　　　　　的實(shí)現(xiàn)、　　　　　　　　的成功 第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物問(wèn)世、　　　　　　　　技術(shù)的發(fā)明 思考　通過(guò)基因工程培育的抗蟲(chóng)棉在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 新知預(yù)習(xí) 三 . ＤＮＡ重組技術(shù)的基本工具 １.限制性核酸內(nèi)切酶（也稱(chēng)“限制酶”）　　　　　　　　　　　　　 （１）來(lái)源：主要來(lái)自于　　　　　　　　。 （２）種類(lèi)：約　　　　　　　種。 （３）

3、特點(diǎn) ?、僮R(shí)別雙鏈ＤＮＡ分子的某種　　　　　　　　序列。 ?、谇懈蠲恳粭l鏈中　　　　　　的兩個(gè)核苷酸之間的　　　　　　　　　。 （４）結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或　　　　　　　　　　。 ２.ＤＮＡ連接酶 　（１）種類(lèi) 種類(lèi) 比較 項(xiàng)目 Ｅ·coli DNA連接酶 Ｔ4ＤＮＡ連接酶 來(lái)源 特點(diǎn) 只能“縫合”具有　　　　　的 雙鏈ＤＮＡ片段 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　　　　　　 （２）作用結(jié)果：恢復(fù)被　　　　　　　切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的　　　　　　　　，拼接成新的ＤＮＡ分子。 ３．

4、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 　　　　　　　　　　 種類(lèi)　 質(zhì)粒：是一種小型的環(huán)狀　　　　　　　　　　 　　　　　　　的衍生物 　　　　　　　　　 動(dòng)植物病毒等 　 載體　　　　　　　 ①能自我復(fù)制 　　　　　 　特點(diǎn) ②具有　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ③具有　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ④對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害 　　　　　　　作用結(jié)果：　　　　　　　　　　　 四. 重組ＤＮＡ分子的模擬操作 １.所用材料中，剪刀代表　　　　　　，透明膠代表　　　　　　　。

5、 ２.用剪刀切割時(shí)，應(yīng)找出　　　　　　　　　　序列，并 在　　　　　　　　之間作切口進(jìn)行“切割”?！? ３．若操作正確，不同顏色的黏性末端應(yīng)能　　　　　　　　　 思考　模擬操作中剪刀在Ｇ－Ａ之間進(jìn)行剪切完全等同于限制酶的作用機(jī)理嗎？ 課堂互動(dòng)探究 一、 限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀” （一）探究導(dǎo)引　 １.限制酶主要是從何種生物中分離純化得到的？ ２.限制酶能識(shí)別ＤＮＡ的特定序列并在特定的部位進(jìn)行切割，這體現(xiàn)酶具有什么特點(diǎn)？ ３.所有限制酶的識(shí)別點(diǎn)都相同嗎？ （二）例題１　限制酶是一種核酸切割酶，可辨識(shí)并切割ＤＮＡ分子上特定的核苷

6、酸序列。如圖為四種限制酶 ＢamHⅠ,EcoRⅡ,HindⅢ,BglⅡ的辨識(shí)序列。箭頭表示每一種限制酶特定切割部位，其中哪兩種限制酶所 切割出來(lái)ＤＮＡ末端可以互補(bǔ)黏合，其正確的末端互補(bǔ)序列應(yīng)該為　　　　　兩個(gè)，其互補(bǔ)序列是　　　　　　　 ＢamHⅠ　　　　　　　　　EcoRⅡ　　　　　　　　　　HindⅢ　　　　　　　　　　BglⅡ 　 ↓　　　　　　　　　　 ↓　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　↓ －ＧＧＡＴＣＣ－　　　?。牵粒粒裕裕茫　　　　。粒粒牵茫裕裕　　　。粒牵粒裕茫裕? －ＣＣＴＡＧＧ－　　　?。茫裕裕粒粒牵　　　　。裕裕茫牵粒粒　　?/p>

7、?。裕茫裕粒牵粒? 　　　　　 ↑　　　　　　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　↑　　　　　　　　　　　↑ 　　?、佟　　　　　　　　　　　、凇　　　　　　　　　　、邸　　　　　　　　　　　、? （三）互動(dòng)探究 　（１）分析上述不同限制酶具有不同的識(shí)別序列，說(shuō)明限制酶具有什么特點(diǎn)。 　 （２）不同限制酶切割形成的黏性末端能發(fā)生粘合嗎？借助于什么方式來(lái)完成粘合？ 二、ＤＮＡ連接酶――“分子縫合針” （一）探究引導(dǎo) １. ＤＮＡ連接酶作用的部位是什么？ ２. ＤＮＡ連接酶與ＤＮＡ聚合酶的作用相同嗎？ ３. 生物體內(nèi)細(xì)胞進(jìn)行ＤＮＡ復(fù)制過(guò)程中用到ＤＮＡ連接酶嗎

8、？　 （二）例題　　下列有關(guān)ＤＮＡ連接酶的敘述正確的是（　?。? ①催化具有相同的黏性末端的ＤＮＡ片段之間連接 ②催化具有不同的黏性末端的ＤＮＡ片段之間連接 ③催化兩個(gè)黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成 ④催化脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的形成 （三）訓(xùn)練　關(guān)于磷酸二酯鍵說(shuō)法正確的是（　?。? Ａ、只有目的基因中存在 Ｂ、只有質(zhì)粒中存在 Ｃ、ＤＮＡ單鏈或雙鏈分子中都存在 Ｄ、只存在于雙鏈ＤＮＡ分子中 三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體――“分子運(yùn)輸車(chē)” （一）探究引導(dǎo) 1.最常用的載體是什么？ 2.病毒能作為載體的理由是什么? 3.天然質(zhì)粒能否直接用

9、作基因工程的載體? (二)例題 下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn),圖1、圖2中箭頭表示限制酶的酶切位點(diǎn)。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 限制酶 BamH I Hind III EcoR I Sma I 識(shí)別序列及 切割位點(diǎn) ↓ G GATCC CCTAG G ↑ ↓ A AGCTT TTCGA A ↑ ↓ G AATTC CTTAA G ↑ ↓ C CCGGG GGGCC C ↑ 抗生素抗性基因 BamH I

10、 EcoR I EcoR I 目的基因 外源DNA Sma I EcoR I SmaI BamH I Hind III Hind III

11、 圖1 圖2 (1)一個(gè)圖1 所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma I切割前后，分別含有 個(gè)游離的磷酸基因。 （2）若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma I酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 。 （3）用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma I切割，原因是 。 （4）與只使用EcoR I相比較，使用BamH I和Hind III兩 種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒，外源DNA的優(yōu)

12、點(diǎn)在于可以防止 . （5）為了獲取取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入 酶。 （6）現(xiàn)使用BamH I和Hind III兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA，并經(jīng)拼接獲得的重組質(zhì)粒進(jìn)行再次酶切，假設(shè)所用的酶均可將識(shí)別位點(diǎn)完全切開(kāi)，請(qǐng)根據(jù)圖1、2中標(biāo)示的酶切位點(diǎn)及表所列的識(shí)別序列，對(duì)以下酶切結(jié)果作出判斷。 ①采用BamH I和Hind III酶切，得到 種DNA片段。 ②采用EcoR I和Hind III酶切，得到 種DNA片段。 （三）互動(dòng)探究 （1）本題中抗生素抗性基因的作用是什么？ （2）本題中不能用EcoR I和BamH I或EcoR I和Hind III兩種限制酶分別處理質(zhì)粒和外源DNA，為什么？