《DNA重組技術(shù)的基本工具》導(dǎo)學(xué)案

5/51.1DNA重組技術(shù)的基本工具【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過觀察圖像、查閱資料，了解基因工程的誕生歷程，說出基因工程的概念；2.通過閱讀文本、觀察圖片、師生交流，說出DNA重組技術(shù)所需的三種基因工具的作用?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】DNA重組技術(shù)所需的三種基因工具的作用【基礎(chǔ)回扣】1.DNA含有指導(dǎo)生物體生命活動的，每個DNA分子包含著成百上千個基因，基因控制著的合成。研究證實(shí)，遺傳密碼在動物、植物和微生物之間是的。2.DNA的基本組成單位是，它包含3部分分別是、、。在右側(cè)畫出由A、T、G、C四種堿基組成的四種核苷酸組成的DNA分子的平面結(jié)構(gòu)圖，并說出DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)①②③【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】一、基因工程原理1.概念：基因工程又叫或DNA重組技術(shù)。它是按照人們的意愿，把一種生物的分離出來，在體外巧妙的進(jìn)行，然后轉(zhuǎn)入另一種體內(nèi)，從而改造生物遺傳性狀，最終獲得我們所需要的新品種。2.理解：操作環(huán)境：；操作對象：；操作水平：；結(jié)果：。3.工具：進(jìn)行基因操作最少需要以下三種工具：準(zhǔn)確的工具（“分子手術(shù)刀”）；DNA片段的工具（“分子縫合針”）；基因進(jìn)入的載體（“分子運(yùn)輸車”）（一）限制性內(nèi)切酶-“分子手術(shù)刀”1.來源：主要是從中分離純化出來的一種酶。2.特點(diǎn)：能將外來的切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。識別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.結(jié)果：形成兩種末端：和，當(dāng)限制酶從識別序列的中心軸線切開時，被限制酶切開的DNA兩條的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對，這樣的切口叫黏性末端。當(dāng)限制酶從識別序列的切開時，切開的DNA的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。4.識別序列：大多數(shù)限制酶的識別序列由個核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識別序列由個核苷酸組成。（二）DNA連接酶-“分子縫合針”1.作用：可把之間的縫隙“縫合”起來，是把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣分子才能形成。2.分類：根據(jù)來源不同可分為和兩類，一類是從分離得到的，作用是將粘性末端之間連接；另一類是從分離出來的，作用是既可以“縫合”粘性末端，又可以“縫合”平末端（效率低）。（三）基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體-“分子運(yùn)輸體”1.作用：將送入受體細(xì)胞2.種類：、、三種3.作為運(yùn)載體必修具備的條件：（1）能在宿主細(xì)胞內(nèi)并穩(wěn)定地。（2）具有多個限制酶切點(diǎn)以便與目的基因連接（3）具有某些基因（4）對受體細(xì)胞無害（5）比較容易得到4、質(zhì)粒:是一種裸露的，結(jié)構(gòu)簡單，獨(dú)立于細(xì)菌染色體之外，并能夠自我_____能力的雙鏈______DNA分子；②______的衍生物；③________?！疽呻y解析】1.比較有關(guān)的DNA酶（1）DNA水解酶：能夠?qū)NA水解成4種脫氧核苷酸，徹底水解成磷酸、脫氧核糖、四種堿基。（2）DNA解旋酶：作用的部位是氫鍵，結(jié)果是DNA雙螺旋打開，形成DNA單鏈。注意：使DNA解成兩條長鏈的方法除用解旋酶以外，在適當(dāng)?shù)母邷兀ㄈ?4℃）、重金屬鹽的作用下，也可使DNA解旋。（3）DNA聚合酶：能將單個的核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成DNA長鏈。（4）DNA連接酶：是通過磷酸二酯鍵連接雙鏈DNA的缺口。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(diǎn)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(diǎn)作用實(shí)質(zhì)形成磷酸二酯鍵化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)2、載體——“分子運(yùn)輸車”。（1）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(diǎn)，供外源DNA片段插入。③具有某些標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。（2）載體的種類：質(zhì)粒、噬菌體和動、植物病毒等?！纠}鞏固】1.依下圖有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述，不正確的是（）A.切斷a處的酶為限制核酸性內(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處的為限制性內(nèi)切酶2.不屬于目的基因與運(yùn)載體結(jié)合過程的是（）A.用一定的限制酶切割質(zhì)粒露出黏性末端B.用同種限制酶切割目的基因露出黏性末端C.將切下的目的基因的片段插入到質(zhì)粒切口處D.將重組DNA導(dǎo)入到受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增【基礎(chǔ)檢測】利用基因工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段，將人的基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌細(xì)胞；第二階段，將人的基因轉(zhuǎn)入小鼠等動物的細(xì)胞。前兩個階段都是進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，提取藥物。第三階段，將人的基因轉(zhuǎn)入活的動物體，飼養(yǎng)這些動物，從乳汁或尿液中提取藥物。（1）將人的基因轉(zhuǎn)入異種生物的細(xì)胞或個體內(nèi)，能夠產(chǎn)生藥物蛋白的原理是基因能控制。（2）人的基因能和異種生物的基因拼接在一起，是因?yàn)樗鼈兊姆肿佣季哂须p螺旋結(jié)構(gòu)，都是由四種構(gòu)成，基因中堿基配對的規(guī)律都是。（3）人的基因在異種生物細(xì)胞中表達(dá)成蛋白質(zhì)時，需要經(jīng)過和翻譯兩個步驟。在翻譯中需要的模板是，原料是氨基酸，直接能源是ATP，搬運(yùn)工兼裝配工是，將氨基酸的肽鍵連接成蛋白質(zhì)的場所是________，“翻譯”可理解為將由____個“字母”組成的核酸“語言”翻譯成由個“字母”組成的蛋白質(zhì)“語言”，從整體來看在翻譯中充任著“譯員”。【基礎(chǔ)鞏固】糖尿病是一種常見病，且發(fā)病率有逐年增加的趨勢，以致發(fā)達(dá)國家把它列為第3號“殺手”。請回答下列問題：(1)目前，對糖尿病的治療，大多采用激素療法，所用激素為，由__________________細(xì)胞分泌。(2)目前檢測尿糖常用的試劑為，糖尿遇該試劑加熱后呈色。(3)所用激素過去主要是從動物的內(nèi)臟中提取，數(shù)量有限，現(xiàn)大多采用基因工程的方法生產(chǎn)(如圖