荣昌中学高2016级导学案 生物选修3 · 专题1 基因工程
第1节 DNA重组技术的基本工具
知识目标 简述DNA重组技术所需的三种基本工具 能力目标 运用所学DNA重组技术的知识模拟制作重组DNA模型 预 习 案
情感态度与价值观目标 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术支持 【教材助读】 一、知识回顾：
① DNA的基本单位是？结构特点？其中氢键和磷酸二酯键是怎么形成的？DNA与基因的关系？
② 外源DNA是容易还是不容易进入生活状态下的细胞?为什么呢?
③ 自然界的遗传密码是共用的吗？有何意义？
④ 真核有性生物体内基因重组发生的时间在？体外也能实现基因重组吗？
二、进入新课
1、什么是基因工程？还可以叫做什么技术？
深入思考：
① 对什么分子进行设计和施工？属于什么水平上的技术？
② 这项技术的原理是？可不可以实现不同物种间的基因重组？如果可以，至少需要几个工具及其作
用？
2、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 思考：
① 限制酶主要从哪类生物中分离出来？
② 限制酶作用的底物是？产物是什么？破坏的化学键是？
③ 限制酶切割的形式有哪些？分别产生什么末端？实例？
深入思考：
① 限制酶在原核生物体内的作用是什么？在真核生物体内有这类酶吗？
② 限制酶识别的序列有什么特点？何为相同的黏性末端，怎么辨别？
③ 限制酶的特性？不同限制酶识别的序列相不相同，产生的黏性末端一定不同吗？ ④ 限制酶的名字怎么起？限制性核酸内切酶中的“限制”和“内切”怎么理解
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教师寄语：松驰的琴弦，永远奏不出时代的强音！
3、 DNA连接酶——“分子缝合针” 思考：
① DNA连接酶分为几类？依据是？作用有何不同？ ② DNA连接酶作用的底物？“缝合”的什么化学键？ 深入思考：
① T4噬菌体是病毒，其DNA连接酶是有在哪里合成的？ ② DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？有哪些区别？
4、 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 思考：
① 载体的作用是什么？ ② 载体有哪些？最常用的是？
③ 质粒的特点？
深入思考：
① 作为载体的条件？
② 如何利用标记基因鉴定和选择重组DNA？
③ 为什么在基因工程操作中，使用的质粒都是人工改造后的？
【动动手】：重组DNA分子的模拟操作（见教材P6-7）
【巩固案】
1.以下有关基因工程的叙述，正确的是 （ ）
A、基因工程是细胞水平上的生物工程 B、基因工程的产物对人类都是有益的 C、基因工程产生的变异属于人工诱变 D、基因工程育种的优点之一是目的性强 2.在基因工程中用来完成基因的剪接的工具是（ ）
A．限制酶和连接酶 B．限制酶和水解酶 C．限制酶和运载体 D连接酶和运载体 3.下列哪项通常不被用作基因工程的运载体
A．细菌质粒 B．噬菌体 C．动植物病毒 D．细菌拟核区的DNA
4.下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（ ）A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间 C．GAATTC，切点在G和A之间 D．CTTAAC，切点在C和T之间
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荣昌中学高2016级导学案 生物选修3 · 专题1 基因工程
5.实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的 ( )
A．酶的高效性 B．酶的专一性 C．酶的多样性 D．酶的催化活性受外界条件影响 6．下列关于限制酶的说法不正确的是 （ ） A．限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布 B．限制酶的作用是用来提取目的基因 C．不同的限制酶切割DNA的切点不同 D．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
7．以下说法正确的是 ( )
A．限制酶与DNA连接酶作用的化学键不相同 B．质粒是基因工程中惟一的运载体
C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D．限制性核酸内切酶的操作对象是原核细胞 8.下列黏性末端属于同一种限制性内切酶切割的是（ ）
A．①② B．①③ C．②④ 9．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处的酶为限制核酸性内切酶 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处的为限制性内切酶 10．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ） ．
D．③④
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 11．科学家常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成DNA的过程。
12.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
13.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
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14．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 15.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 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
16．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，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ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. BamHIB. BamHIC. EcoRID. BamHI
↓
[来源:学科网]
和EcoRI；末端互补序列—AATT— 和HindⅢ；末端互补序列—GATC— 和HindⅢ；末端互补序列—AATT— 和BglII；末端互补序列—GATC—
↓
17.（05天津理综）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—GGATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。 （1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。 源:学,科,网Z,X,X,
（3）在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？
18.图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，amp为青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。 据图回答：
（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有_______________、_______________、_______________三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行_______________。 （2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_______________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_______________。
（3）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是
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