選修三專題一11《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(biāo) 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(jìn)行嚴(yán)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(jìn)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“

2、縫合針”、將體外重組好的DNA導(dǎo)入受體細(xì)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

3、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(xì)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(jìn)入受體細(xì)胞后，停留在細(xì)胞中進(jìn)行________，或者整合到染色體DNA上，隨染色體DNA____________。它

4、還有特殊的____________，如抗四環(huán)素、氨芐青霉素等標(biāo)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(biāo)及重難點 1、簡述DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具。 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。 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

5、 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(jìn)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——“分子手術(shù)刀” 思考并回答： （1） 從噬菌體侵染細(xì)菌的實驗來看，細(xì)菌等單細(xì)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(jìn)化而不絕滅，有什么保護(hù)機(jī)制？由此可知，限制酶可以從哪些生物中分離

6、出來？ （2）限制酶是如何切割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——“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(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“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(xì)胞不行嗎？ （2）我們選用從霍亂

7、弧菌中分離出來的質(zhì)粒做載體，可以嗎？為什么？ （3）我們能不能用肉眼直接觀察到載體進(jìn)入受體細(xì)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(jìn)入受體細(xì)胞？ 6、 活動：模擬操作重組DNA分子 （分組進(jìn)行；完成后小組之間進(jìn)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．

8、DNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶 C．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚合酶 2、依右圖有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述，不正確的是 （ ） 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

9、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(xì)胞進(jìn)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(biāo)記基因 　 D．它是環(huán)狀DNA 5、科學(xué)家選用的細(xì)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

10、 （ ） A．提高受體細(xì)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(xì)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BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ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？

11、 （ ） A. BamHI和EcoRI；末端互補序列—AATT— B. BamHI和HindⅢ；末端互補序列—GATC— C. EcoRI和HindⅢ；末端互補序列—AATT— D. BamHI和BglII；末端互補序列—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DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增4代，那么，在擴(kuò)增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是

12、 （ ） 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(jìn)入受體細(xì)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

13、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(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器

14、 B．質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)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(xì)胞后才能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 D．細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細(xì)胞外獨立進(jìn)行的 7、關(guān)于右圖DNA分子片段的說法正確的是 （ ） ① G C A T A T G C A T A T 15N 14N ② ③ … … … … … 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

15、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(xì)胞后，受體細(xì)胞即發(fā)生基因突變 C．目的基因與運載體結(jié)合的過程發(fā)生在細(xì)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??? (2) …AC??? (3) GC… ???

16、 …G??????????? …TG??????? CG… （4）…G????? (5)??? ?G…? (6) …GC ????? …CTTAA???? ACGTC…????? …CG (7) GT…?????? ? (8)AATTC… ???? CA…???????????? ? G… 請用DNA連接酶將它們連接起來: ______和_____能連接成_________________________; ______和_____能連接成______________________

17、___; ______和_____能連接成_________________________; ______和_____能連接成_________________________。 10、下圖是利用基因工程辦法生產(chǎn)人白細(xì)胞干擾素的基本過程圖，據(jù)圖回答： （1）①過程需要___________酶的參與。 （2）②物質(zhì)是從大腸桿菌分離出的_________________。其化學(xué)本質(zhì)是________________，它必須能在宿主細(xì)胞中__________________________。 (3)③過程表明目的基因_____________ _________________________________。 5