導(dǎo)學(xué)案2：基因工程的工具-酶與載體

《基因工程的工具——酶與載體》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】說出DNA重組技術(shù)所需的三種基因工具的作用（A）【基礎(chǔ)梳理】二、基因工程的工具及作用（一）限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”1．來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。2．作用：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。3．特點:具有專一性，表現(xiàn)在兩個方面：①識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列②切割特定序列中的特定位點4．結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端例1．下列有關(guān)基因工程中限制內(nèi)切酶的描述，錯誤的是（）A．一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列B．限制性內(nèi)切酶的活性受溫度的影響C．限制性內(nèi)切酶能別和切割RNAD．限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提?。ǘ〥NA連接酶“分子針線”1．分類：根據(jù)酶的來源不同，可分為E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩類2．作用：恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵【疑難解析】1．兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較：（1）相同點：都縫合磷酸二酯鍵（2）區(qū)別：E．coIiDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能使黏性末端之間連接；T4DNA連接酶來源于T4噬菌體能縫合兩種末端，但連接平末端之間的效率較低。2．DNA連接酶與DNA聚合酶作用的比較DNA連接酶DNA聚合酶不同點連接的DNA雙鏈單鏈模板不要模板要模板連接的對象2個DNA片段單個脫氧核苷酸加到已存在的單鏈DNA片段上相同點作用實質(zhì)形成磷酸二酯鍵化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)(三)載體“分子運輸車”1．載體的作用：載體是基因運輸工具，在基因操作過程中，使用載體有兩個目的：一是用它作為運載工具，將目的基因送到宿主細(xì)胞中去；二是利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制2．載體必須具備三個條件：（1）能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存（2）具有一至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段插入（3）具有某些標(biāo)記基因，以便進行篩選3．載體的種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等。最早應(yīng)用最常應(yīng)用的載體是質(zhì)粒，它是細(xì)菌細(xì)胞中的一種很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子?！净A(chǔ)檢測】1.下列關(guān)于基因工程的敘述中錯誤的是（）A.基因工程的出現(xiàn)使人類有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品種。B.基因工程技術(shù)是唯一能沖破遠(yuǎn)源雜交不親和障礙，培育生物新類型的方法。C.基因工程的基本工具是：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和基因的運載體。D.基因工程的研究成果，目前大多需要通過發(fā)酵工程和酶工程來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2．基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù)，其實施必須具備四個必要的條件是（）A.目的基因、限制性內(nèi)切酶、運載體、體細(xì)胞B.重組DNA、RNA聚合酶、內(nèi)切酶、連接酶C.模板DNA、信使RNA、質(zhì)粒、受體細(xì)胞D.工具酶、目的基因、運載體、受體細(xì)胞3.兩個核酸片段在適宜條件下，經(jīng)X酶的作用，發(fā)生了如下變化，則X酶是（）A．DNA連接酶B．EcoRI酶C．DNA聚合酶D．限制酶4.下圖為四種限制酶BamHI、EcoRI、ttindIII和B硝辨的識別序列它們切割出來的DNA黏性末端可以互補配對的是（）A．BamHI和BglⅡB．BamHI和HindⅢC．BamHⅠ和EcoRID．EcoRI和HindⅢ5.限制性內(nèi)切酶的作用實際上就是把DNA上某些化學(xué)鍵打斷，一種能對GAATTC專一識別的限制酶，打斷的化學(xué)鍵是（）A.G與A之間的鍵B．G與C之間的鍵C．T與A之間的鍵D.磷酸與脫氧核糖之間的鍵6．將單個脫氧核昔酸連接到脫氧核昔酸鏈上的酶是（）A.DNA連接酶B.DNA酶C.DNA解旋酶D.DNA聚合酶7.用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中，不屬于分子檢測的是（）A.通過害蟲吃棉葉看其是否死亡B.目的基因片斷與DNA探針能否形成雜交帶C．目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D.目的基因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶8.（多選）基因工程的運載體必須具備的條件是（）A．能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并保存B．具有多個限制酶切點C．有特殊的遺傳標(biāo)記基因D．環(huán)狀的DNA分子9．（多選）下列哪些可作為基因工程技術(shù)中常用的基因運載工具（）A．大腸桿菌B．質(zhì)粒C．動物病毒D．線粒體10．為擴大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系（1）獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的處，DNA連接酶作用于處（填“a”或“b”）（2）將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和法。（3）由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用技術(shù)該技術(shù)的核心是和。（4）為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的作探針進行分子雜交檢測，又要用方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性?！灸芰μ嵘?．下列關(guān)于基因工程的說法正確的是（）①基因工程的設(shè)計和施工都是在分子水平上進行的②目前基因工程中所有的目的基因都是從供體細(xì)胞直接分離得到的③基因工程能使科學(xué)家打破物種界限，定向地改造生物性狀④只要檢測出受體細(xì)胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功地進行表達(dá)A.①②B.①③C.②④D.③④2．在基因工程中，科學(xué)家所用的“剪刀”、“針線”和“載體”分別是指()A.大腸桿菌病毒、質(zhì)粒、DNA連接酶B.噬菌體、質(zhì)粒、DNA連接酶限制酶、RNA連接酶、質(zhì)粒D..DNA限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒3.鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是血紅蛋白基因的堿基序列發(fā)生了改變檢測這種堿基序列改變必須使用的酶是（）A.解旋酶B.DNA連接酶C.限制性內(nèi)切酶聚合酶4．已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如圖中箭頭所指如果在該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷，則會產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段現(xiàn)有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的DNA片段種類數(shù)是（）A．3 B．4 C．9 5．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)移目的基因進入受體細(xì)胞后，目的基因插入的位置是（）A．Ti質(zhì)粒上B．受體細(xì)胞染色體DNA上 C．T-DNAD．農(nóng)桿菌的擬核6．下圖是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因判斷下列說法正確的是（）A．將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用的方法是顯微注射法或基因槍法。B．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌。C．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌。D．目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長。7．利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品下列各項中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是（）A．棉花二倍體細(xì)胞中檢測到細(xì)菌的抗蟲基因B．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC．山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素DNA序列D．酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白8.基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計施工的在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的是（）A.人工合成目的基因B.目的基因與運載體結(jié)合C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.目的基因的檢測和表達(dá)9．（多選）下列關(guān)于限制性核酸內(nèi)切酶的敘述中，正確的是（）A．它能在特殊位點切割DNA分子B．同一種酶切割不同DNA產(chǎn)生的黏性末端能夠很好地進行堿基配對C．它能任意切割DNA，從而產(chǎn)生大量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10．(多選)獲得目的基因的方法有（）A．構(gòu)建基因文庫，從基因文庫中獲取B．利用人工合成法C．利用PCR技術(shù)大量獲得D．利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得11．(多選)在將一段DNA片段插入到一個大腸桿菌質(zhì)粒上時，需要下列的物質(zhì)有（）A．DNA連接酶B．限制性核酸內(nèi)切酶C．DNA解旋酶D．噬菌體12.番茄營養(yǎng)豐富，是人們喜愛的一類果蔬但普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏為滿足人們的生產(chǎn)生活需要，科學(xué)家們通過基因工程技術(shù)，培育出了抗軟化、保鮮時間長的番茄新品種（操作流程如圖）請回答：（1）過程①需要的工具酶有限制性內(nèi)切酶和_______________（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，除了要在重組DNA中插入目的基因外，還需要有__________、終止子以及________________。（3）在番茄新品種的培育過程中，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法叫做______________。（4）從圖中可見，mRNA1和mRNA2的結(jié)合直接導(dǎo)致了______________無法合成，最終使番茄獲得了抗軟化的性狀。（5）普通番茄細(xì)胞導(dǎo)入目的基因后，先要接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上培養(yǎng)，脫分化后得到______，然后再轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)出試管苗，然后進一步培養(yǎng)成正常植株?！緟⒖即鸢浮坷?．答案：（1）化學(xué)合成（人工合成）酶切獲取（從染色體DNA分離/從生物細(xì)胞分離）