高中1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具學(xué)案

這是一份高中1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具學(xué)案，共5頁。學(xué)案主要包含了提出疑惑等內(nèi)容，歡迎下載使用。
預(yù)習(xí)目標(biāo)
簡述DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具。
預(yù)習(xí)內(nèi)容
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______________。
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“縫合針”、將體外重組好的DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞的“_________”。
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______。
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類：一類是從________中分離得到的，稱為E·cliDNA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____________________________。
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(yùn)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
課內(nèi)探究學(xué)案
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。
學(xué)習(xí)過程
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：
基因工程是在哪些學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的？
哪些基礎(chǔ)理論的突破催生了基因工程？
哪些技術(shù)發(fā)明促進(jìn)了基因工程的實施？
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？
限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”
思考并回答：
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出來？
（2）限制酶是如何切割DNA分子的？
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EcRI為例，畫出限制酶切割后形成的末端。
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？
DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事兒嗎？有哪些區(qū)別？
（3）E·cliDNA連接酶和T4DNA連接酶作用效果一樣大嗎？為什么？
基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)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(yùn)輸進(jìn)入受體細(xì)胞？
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）
反思總結(jié)
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．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(yùn)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 （ ）
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，EcRI，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(bǔ)黏合？其正確的末端互補(bǔ)序列為何？ （ ）

A. BamHI和EcRI；末端互補(bǔ)序列—AATT—
B. BamHI和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列—GATC—
C. EcRI和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列—AATT—
D. BamHI和BglII；末端互補(bǔ)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 （ ）
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
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(yùn)載體結(jié)合的過程發(fā)生在細(xì)胞外
D．常使用的運(yùn)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…
…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_________________________;
______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_____________
_________________________________。
疑惑點
疑惑內(nèi)容

工具名稱
種類
作用
限制酶
DNA連接酶
載體