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选修三专题一1.1《DNA重组技术的基本工具》导学案


专题 1

1.1

DNA 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 D NA 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: (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?
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(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 (分组进行;完成后小组之间进行交流) 三、反思总结 工具名 称 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 ( ) 种类 作用

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
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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 ,EcoR I ,Hind Ⅲ 以及 Bgl Ⅱ 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 EcoR I ;末端互补序列—AATT— B. BamHI 和 Hind Ⅲ ;末端互补序列—GATC— C. EcoRI 和 Hind Ⅲ ;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

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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 ① ② B.②处的碱基缺失导致染色体结构的变异 15 N A C.把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复 A T T G C ? ? ③ 制 2 代,子代中含 15N 的 DNA 占 3/4 ? ? C T T A A G ? 14 N 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 _____________ _____________________________ ____。

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