1.1DNA重组技术的基本工具导学案

东宁一中高三生物学案编制人：路瑞发审核人：李艳香审批人：理论彻底，策略准确。然后以排除万难坚定不移的勇气和精神向前干去，必有成功的一日。——爱因斯坦1.1DNA重组技术的基本工具第1页共5页课题：1.1DNA重组技术的基本工具授课时期：11月日姓名：班级：编号【学习目标】1、简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。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。【学习指导】设置问题情境，在思索中学习新知识；让抽象的语言在直观的插图中找到注释，在实际动手中形成正确认识；引导学生从基因工程的整体思考问题。【知识链接】DNA分子的结构特点噬菌体侵染细菌的实验原核生物的结构特点【学习过程】【知识点一】基因工程的概念注意：对本概念应从以下几个方面理解：例1．（2005高考广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是（）A、基因工程是细胞水平上的生物工程B、基因工程的产物对人类都是有益的C、基因工程产生的变异属于人工诱变D、基因工程育种的优点之一是目的性强【知识点二】基因工程的三个基本工具：1.限制性核酸内切酶---“分子手术刀”来源：1）功能：2）切割方式：2.DNA连接酶——“分子缝合针”1）分类:和2）作用及作用部位：3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1）分子运载车的分类：常用的是其他载体2）运载体使用的目的：3）作为运载体必须具备的条件【讨论与研究】注意：你知道DNA水解酶、DNA解旋酶、DNA连接酶、DNA聚合酶的区别吗？操作环境操作对象操作水平基本过程结果东宁一中高三生物学案编制人：路瑞发审核人：李艳香审批人：理论彻底，策略准确。然后以排除万难坚定不移的勇气和精神向前干去，必有成功的一日。——爱因斯坦1.1DNA重组技术的基本工具第2页共5页（1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基（2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。（3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。（4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。例2．在基因工程中用来完成基因的剪接的工具是（）A．限制酶和连接酶B．限制酶和水解酶C．限制酶和运载体D连接酶和运载体例3.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例4．右图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（）A．CTTAAG，切点在C和T之间B．CTTAAG，切点在G和A之间C．GAATTC，切点在G和A之间D．CTTAAC，切点在C和T之间【课堂练习】A级1．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是A、人工合成目的基因B、目的基因与运载体结合C、将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达2．现有一长度为1000碱基对(bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoR1酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用Kpn1单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRI、Kpnl同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是（）3．下列四条DNA分子，彼此间间具有粘性末端的一组是（）①②③④A．①②B．②③C．③④D．②④４．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA⑥环状DNA⑦能“友好”地“借居”A．①③⑤⑦B．①④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦５．有关基因工程的叙述中，错误的是（）A．DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来B．限制性内切酶用于目的基因的获得C．目的基因须由载体导入受体细胞D．人工合成目的基因不用限制性内切酶TAGGCCATTACCGGTA东宁一中高三生物学案编制人：路瑞发审核人：李艳香审批人：理论彻底，策略准确。然后以排除万难坚定不移的勇气和精神向前干去，必有成功的一日。——爱因斯坦1.1DNA重组技术的基本工具第3页共5页B级6．基因工程中，需使用特定限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是--G↓GATCC--;，限制酶II的识别序列和切点是--↓GATC--。根据图示判断下列操作正确的是：A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割C．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割D．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割7．实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的（）A．高效性B.专一性C．多样性D.催化活性受外界条件影响8．人们常选用的细菌质粒分子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药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测C.增加质粒分子的分子量D．便于与外源基因连接9．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是:A.①②③④B.①②④③C.①④②③D.①④③②10．(2010·浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是()A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C.将重组DNA分子导入烟草原生质体D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞C级11．(2011·黄冈模拟)限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-。如图表示四种质粒和目的基因，其中箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是()12．（2006深圳一模考题）研究人员想将生长激素基因通过质粒导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该A、仅有链霉素B、仅有氨苄青霉素C、同时有链霉素和氨苄青霉素D、无链霉素和氨苄青霉素13．(2011·大同模拟)限制酶是一种核酸切割酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。如图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ识别序列。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是什么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-14.下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如图，已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位点。现用BamHⅠ和EcoRⅠ两种酶同时切割该DNA片段（假设所用的酶均可将─→①─→②─→③─→④东宁一中高三生物学案编制人：路瑞发审核人：李艳香审批人：理论彻底，策略准确。然后以排除万难坚定不移的勇气和精神向前干去，必有成功的一日。——爱因斯坦1.1DNA重组技术的基本工具第4页共5页识别位点完全切开），下列各种酶切位点情况中，可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是学A．1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠB．1为EcoRⅠ，2为BamHⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ学C．1为PstⅠ，2为EcoRⅠ，3为EcoRⅠ，4为BamHⅠ学科网D．1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为PstⅠ，4为EcoRⅠ15.目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示。(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便于_______。(2)pBR322分子中有单个EcoRⅠ限制酶作用位点，EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点，请画出目的基因两侧被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。(3)pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制酶作用位点，现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因，通过DNA连接酶作用恢复______________，成功的获得了重组质粒，说明___________________________________________________________。(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampr和tetr的大肠杆菌体内，将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是____________________________________________，图三的结果显示，多数大肠杆菌导入的是_______。16.(2010·江苏高考)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有____个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越____。(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是____________________________。(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_________________________________________(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________________酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_______________________________。(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在________________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。反思小结：东宁一中高三生物学案编制人：路瑞发审核人：李艳香审批人：理论彻底，策略准确。然后以排除万难坚定不移的勇气和精神向前干去，必有成功的一日。——爱因斯坦1.1DNA重组技术的基本工具第5页共5页1.1DNA重组技术的基本工具答案【知识点一】基因工程的概念注意：对本概念应从以下几个方面理解：【知识点二】基因工程的三个基本工具：限制性核酸内切酶---“分子手术刀”来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核甘酸序列，并能将特定部位的两个核甘酸之间的磷酸二酯键切开切割方式：产生黏性末端和平末端DNA连接酶——“分子缝合针”分类:一类是从大肠杆菌中分离得到的称为E.oliDNA连接酶和另一类是从T4噬菌体中分离出来的称为T4DNA连接酶1)作用及作用部位：催化两条链之间形成的磷酸二酯键黏性末端和平末端3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1）分子运载车的分类：常用的是细菌的质粒其他载体入噬菌体的衍生物动植物病毒2）运载体使用的目的：将目的基因转移到宿主细胞中去，还利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制3）作为运载