新課標高中生物選修三全套導學案
新課標高中生物選修三全套導學案
一、學習目標
1、簡述DNA重組技術所需三種基本工具的作用
2、認同基因工程的誕生和發展離不開理論研究和技術創新
二、重點和難點
DNA重組技術所需的三種基本工具的作用;基因工程載體需要具備的條件
三、教材重温及自測
1、基因工程的原理:基因工程是指按照人們的願望,進行嚴格的設計,通過體外類型和生物產品。由於基因工程是在水平上進行設計和施工的,因此又叫做。
2、限制性核酸內切酶——“分子手術刀”
(1)切割DNA的工具是,又稱
(2)這類酶在生物體內能將外來的DNA切斷,即能夠限制異源DNA的侵入並使之失去活力,但對自己的DNA卻無損害作用,這樣可以保持細胞原有的遺傳信息。
(3)由於這種切割作用是在DNA分子內部進行的,故名限制性核酸內切酶(簡稱限制酶)。
(4)DNA分子經限制酶切割產生的DNA的片段,末端通常有兩種形式,即和
例1、下列關於限制酶的説法正確的是()
A、限制酶廣泛存在於各種生物中,但微生物中很少
B、一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列
C、不同的限制酶切割DNA後都會形成黏性末端
D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵
3、DNA連接酶——“分子縫合針”
根據DNA連接酶的來源不同,可以將它分為兩類:
一類是從大腸桿菌中分離得到的,稱為E?coliDNA連接酶。E?coliDNA連接酶只能將連接起來,不能將雙鏈DNA的片段平末端之間進行另一類是從分離出來的,稱為T4DNA連接酶。T4DNA連接酶既可以“縫合”雙鏈DNA的片段互補的,又可以“縫合”雙鏈DNA的片段
例2、下圖為DNA分子的切割和連接過程。
(1)EcoRI是一種與。
(2)不同來源DNA的片段結合,在這裏需要的酶應是連接酶,此酶的作用是在與之間形成鍵,而起“縫合”作用的。還有一種連接平末端的連接酶是。
4、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”
(1)基因操作過程中使用載體兩個目的:一是用它作為運載工具,將目的基因轉移到宿主細胞中去;二是利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量的複製。
(2)現在通常使用的載體是,它是一種相對分子質量較小、獨立於擬核DNA之外的環狀DNA,有的細菌中有一個,有的細菌中有多個。
(3)質粒通過細菌間的接合由一個細菌向另一個細菌轉移,可以複製,也可整合細菌擬核DNA中,隨着擬核DNA的複製而複製。
(4)其他載體還有和等。
(5)作為載體必須具備以下條件:能夠在宿主細胞中複製並穩定地保存,至少具有一個限制酶切點,以便與外源基因連接;具有某些標記基因,便於進行篩選,如對抗菌素的抗性基因、產物具有顏色反應的基因等。
例3、以下是兩種限制酶切割後形成的DNA的片段,分析回答問題。
酶,其識別序列是,切割位點是DNA的片段末端形式為
(1)其中①和末端,兩者要重組成一個DNA分子,所用DNA連接酶通常是。
是由另一種限制酶切割形成的重組DNA的片段,所用DNA連接酶通常是。
四、課堂鞏固
(一)選擇題
1、關於限制酶的説法中,正確的是()
A、限制酶是一種酶,只識別GAATTC鹼基序列
B、EcoRI切割的是G—A之間的氫鍵
C.限制酶一般不切割自身的'DNA分子,只切割外源DNA
D.限制酶只存在於原核生物中
2、DNA連接酶催化的反應是()
A.DNA複製時母鏈與子鏈之間形成氫鍵B.黏性末端鹼基之間形成氫鍵
C.兩個DNA的片段黏性末端之間的縫隙的連接D.A、B、C都不正確
3、作為基因的運輸工具——載體,必須具備的條件及理由是()
A、能夠在宿主細胞中穩定地保存下來並大量複製,以便提供大量的目的基因
B、具有多個限制酶切點,以便於目的基因的表達
C.具有某些標記基因,以便為目的基因的表達提供條件
D、能夠在宿主細胞中複製並穩定保存,以便於進行篩選
4、質粒是基因工程最常見的載體,它的主要特點是()
①能自主複製②不能自主複製③結構很小④是蛋白質⑤是環狀RNA
⑥是環狀DNA⑦能“友好”地“借居”
A、①③⑤⑦B、②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦
5、在受體細胞中能檢測出目的基因是因為()
A、目的基因上有標記B、質粒具有某些標記基因
C、重組質粒能夠複製D.以上都不正確
6、關於質粒的敍述正確的是()
A、質粒是能夠自我複製的環狀DNA分子B、質粒是唯一的載體
C、重組質粒是目的基因D、質粒可在宿主外單獨複製
7、基因工程中可用作載體的是()
①質粒②噬菌體③病毒④動物細胞核
A、①②③B、①②④C.②③④D、①③④
8、下列關於基因工程中所選用的質粒的説法,錯誤的是()
A、不能沒有標記基因B、是小型鏈狀的DNA分子
C、能夠自我複製D.可與目的基因重組
9、下列黏性未端屬於同一限制酶切割而成的是()
A、①②B、①③C、①④D.②③
10、要使目的基因與對應的載體重組,所需的兩種酶是()
(1)限制酶(2)連接酶(3)解旋酶(4)還原酶
A、(1)(2)(3)B、(1)(2)(4)C、(1)(2)D、(1)(3)
(二)填空題:
11、把目的基因與質粒DNA縫合時,中間的鹼基對靠連接起來,而兩鏈上的磷酸、脱氧核糖則在的作用下連接起來。質粒是基因操作中經常用的。
12、基因工程又叫做對DNA分子進行人工和,對生物的基因進行改造和重新組合,然後導
入受體細胞內進行無性繁殖,使重組基因在受體細胞內表達,產生出人類所需要的基因產物。
13、治療糖尿病用的胰島素,在過去主要是從動物(如豬、牛)體獲得的。自20世紀70年代基因工程發展起來以後,人們開始採用高新技術生產胰島素,其操作過程如圖1—5所示:
(1)圖中的質粒存在於細菌細胞中,從其分子結構看,可確定它是一種
(2)請根據鹼基互補配對的原則判斷,在連接酶的作用下,甲與乙能否拼接起來,並説明理由。
(3)細菌丙進行分裂後,其中被拼接的質粒也由一個變成兩個,兩個變成四個??質粒的這種增加方式在遺傳學上稱為。目的基因通過表達後,能使細菌產生胰島素,這是因為基因具有控制合成的功能。
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