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用心爱心专心1专题11.1DNA重组技术的基本工具课前预习学案一、预习目标简述DNA重组技术所需的三种基本工具。二、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E·coliDNA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_________________、___________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疑惑点疑惑内容课内探究学案一、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。二、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P2—3页）思考并回答：2（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1—2，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）E·coliDNA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分子用心爱心专心3（分组进行；完成后小组之间进行交流）三、反思总结工具名称种类作用限制酶DNA连接酶载体四、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DNA5、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41、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，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EcoRI；末端互补序列—AATT—B.BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC—C.EcoRI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（）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3/4D．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：（）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①GCATATGCATAT15N14N②③……………用心爱心专心5C．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…TGCG…（4）…G(5)G…(6)…GC…CTTAAACGTC……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______________________________________________。【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双链环状DNA限制酶切割位点自我复制进行同步复制遗传标记基因鉴定和选择λ噬菌体的衍生物动植物病毒【当堂检测参考答案】1C2D3C4D5B6【参考答案】1D2C3A4B5C6B7A8C9、2和7能连接形成…ACGT…4和8能连接形成…GAATTC……TGCA…；…CTTAAG…；3和6能连接形成…GCGC…1和5能连接形成…CTGCAG……CGCG…；…GACGTC…。10、(1)限制性内切酶(2)质粒DNA复制并稳定地保存(3)在大肠杆菌内表达