11DNA重組技術(shù)的基本工具

1、 高二歷史必修三 高二生物選修三教學(xué)設(shè)計姓名：_班級：_學(xué)號：_專題一基因工程1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.簡述DNA重組技術(shù)所需要三種基本工具的作用。 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?！緦W(xué)習(xí)重點】DNA重組技術(shù)所需要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?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一基因工程的概念1對基因工程概念的理解操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果 2基因工程的原理和理論基礎(chǔ)(1)原理：_。思考：將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)，通過大腸桿菌能大量生產(chǎn)人胰島素。為什么？(2)理論基礎(chǔ)：拼接：不同生物DNA的基本組成單位相同，都是4種脫氧

2、核苷酸；空間結(jié)構(gòu)相同，都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。表達(dá)：生物界共用一套遺傳密碼，相同的遺傳信息在不同生物體內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)。二基因工程操作的基本工具1限制性核酸內(nèi)切酶(1)來源：主要從 生物中分離出來。 例：EcoR(2) -GAATTC- -CTTAAG- Sma -CCCGGG- -GGGCCC- 這類酶在生物體內(nèi)能將外來的DNA切斷，即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對自己的DNA卻無損害作用，這樣可以保持細(xì)胞原有的遺傳信息。規(guī)律方法：限制酶的識別序列和切割末端的判斷 (1)識別序列的特點：呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是奇數(shù)個堿基還是偶數(shù)個堿基，都可以找到一條中心軸線，如圖，中軸線兩側(cè)

3、的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的。如以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補對稱；以為軸，兩側(cè)堿基互補對稱。(2)判斷黏性末端或平末端是否由同一種限制酶切割形成的方法是：將黏性末端或平末端之一旋轉(zhuǎn)180后，看它們是否是完全相同的結(jié)構(gòu)。2DNA連接酶(1)作用：將_“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的 。(2)種類： 種類比較項目Ecoli DNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體特點只能“縫合”具有 的雙鏈DNA片段既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的 ，也可以“縫合”雙鏈DNA片段的 思維拓展：1DNA連接酶與限制性核酸內(nèi)切酶的比較(1)區(qū)別：作用應(yīng)用限制性核酸內(nèi)切酶使特定部位

4、的磷酸二酯鍵斷裂用于提取目的基因和切割載體DNA連接酶在DNA片段之間重新形成磷酸二酯鍵用于目的基因和載體的連接(2)兩者的關(guān)系可表示為：2限制性核酸內(nèi)切酶與解旋酶的區(qū)別(1)相同點：都是作用于DNA分子中的化學(xué)鍵。(2)不同點：作用部位不同，前者作用于_，后者作用于_。3DNA連接酶與DNA聚合酶的比較比較項目DNA連接酶DNA聚合酶相同點作用實質(zhì)相同，都是催化兩個核苷酸之間形成磷酸二酯鍵不同點是否需要模板不需要需要接DNA鏈雙鏈單鏈作用過程在兩個DNA片段間形成磷酸二酯鍵將單個核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵作用結(jié)果將已存在的DNA片段連接合成新的DNA分子用途基因工程DNA復(fù)

5、制4上述四種酶的作用部位圖解(1)作用于a(磷酸二酯鍵)的酶有：_。(2)作用于b(氫鍵)的酶有：_。特別提醒(1)不同DNA分子用同一種限制酶切割形成的黏性末端都相同；同一個DNA分子用不同限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。(2)不同限制酶切割形成的黏性末端，如果互補則可以相互重新配對。3運載體(1)作用：將 送入細(xì)胞中。(2)種類： （基因工程最常用的運載體）、噬菌體衍生物和 等。(3)【習(xí)題鞏固】()1.下列四條DNA片段，可能是由同一種限制酶切割而成的是 AB C D()2.下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋

6、酶作用的正確順序是 A B C D()3.下面是四種不同質(zhì)粒的示意圖，其中ori為復(fù)制必需的序列，amp為氨芐青霉素抗性基因，tet為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示一種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點。若要得到一個能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長的含重組DNA的細(xì)胞，應(yīng)選用的質(zhì)粒是 ()4.下列關(guān)于限制性核酸內(nèi)切酶的敘述，錯誤的是 A限制性核酸內(nèi)切酶可從原核生物中提取B同一種限制酶切割不同的DNA分子產(chǎn)生的末端能夠進(jìn)行堿基互補配對C限制酶能任意切割DNA分子，從而產(chǎn)生大量的DNA片段D每一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別特定的核苷酸序列()5.下列有關(guān)DNA連接酶的敘述正確的是催化具有相同的

7、黏性末端的DNA片段之間連接 催化具有不同的黏性末端的DNA片段之間連接催化兩個黏性末端互補堿基間氫鍵的形成 催化脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的形成A B C D()6作為基因工程中的“分子運輸車”，載體應(yīng)具備的條件是 必須有一個或多個限制酶的切割位點，以便目的基因可以插入到載體上載體必須具備自我復(fù)制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復(fù)制而同步復(fù)制必須帶有標(biāo)記基因，以便進(jìn)行重組后的篩選必須是安全的，不會對受體細(xì)胞有害，或不能進(jìn)入到除受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中去大小應(yīng)合適，太大則不易操作A B C D()7下列對基因工程的理解，正確的是 它是一種按照人們的意愿，定向改造生物遺傳

8、特性的工程 對基因進(jìn)行人為改造是體外進(jìn)行的人為的基因重組 在實驗室內(nèi)，利用相關(guān)的酶和原料合成DNA主要技術(shù)為體外DNA重組技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù) 在DNA分子水平上進(jìn)行操作AB C D()8下列關(guān)于DNA連接酶作用的敘述，正確的是 A將單個核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵B將斷開的兩個DNA片段的骨架連接起來，重新形成磷酸二酯鍵C連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，而不能將雙鏈DNA片段平末端之間進(jìn)行連接()9水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成，其中由三種氨基酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作

9、用是 A促使目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中 B促使目的基因在受體細(xì)胞中復(fù)制C促使目的基因容易被檢測出來 D促使目的基因容易成功表達(dá)()10下圖表示限制酶切割DNA分子的過程，從圖中可知，該限制酶能識別的堿基序列和切點是 ACTTAAG，切點在C和T之間BCTTAAG，切點在G和A之間CGAATTC，切點在G和A之間DGAATTC，切點在C和T之間()11據(jù)圖判斷，有關(guān)工具酶功能的敘述錯誤的是 A限制性核酸內(nèi)切酶可以切斷a處BDNA聚合酶可以連接a處C解旋酶可以使b處解開DDNA連接酶可以連接c處()12下圖為四種限制酶BamH、EcoR、Hind以及Bgl的辨識序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切割部位

10、，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應(yīng)該為 ABamH和EcoR；末端互補序列AATTBBamH和Hind；末端互補序列GATCCEcoR和Hind；末端互補序列AATTDBamH和Bg l；末端互補序列GATC()13現(xiàn)有一長度為1 000堿基對(bp)的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp，用Kpn單獨酶切得到400 bp和600 bp兩種長度的DNA分子，用EcoR、Kpn同時酶切后得到200 bp和600 bp兩種長度的DNA分子。下圖中DNA分子的酶切圖譜正確的是 14通過DNA重組技術(shù)使原有基因得

11、以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物?？茖W(xué)家運用這一技術(shù)使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)。下圖表示這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是GGATCC，請回答：(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是_。人的蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中時需要的酶是_。(2)請畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。(3)人的蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是_，“插入”時用的工具是_，其種類有_。15下面是大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同，都是_，二者還具有其他共同點，如：_，_。(2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為，則

12、與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為_；可使用_把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為_，其作用是_。(4)下列常在基因工程中作為載體的是()A蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因 B土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C大腸桿菌的質(zhì)粒 D動物細(xì)胞的染色體16下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：限制酶BamHHindEcoRSma識別序列及切割位點ATCCGCTTATTCCCGGCCTATTCGCTTAGGCC(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有_個游離的磷酸基團。(2)若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越_。(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma切割，原因是_。(4)與只使用EcoR相比較，使用BamH和Hind兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以