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1、柞水中學(xué)生物導(dǎo)學(xué)案(選修 3---1)
年級:高二 班級:
創(chuàng)建人:翁澤鋒
課 題
小組:
審核:高二生物備課組
第一節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具
姓名:
使用時(shí)間:2013-12-
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1?簡述三種工具的作用;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。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)
DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。
學(xué)習(xí)難點(diǎn)
基因工程載體需要具備的條件。
方法指導(dǎo)
個(gè)人自主學(xué)習(xí)、小組合作探究
筆記欄
流 程
【自主學(xué)習(xí)】
認(rèn)真閱讀課本1頁至6頁的內(nèi)容,完成下列基礎(chǔ)知識梳理。
【知識梳理】
-.基因工程的概念
操作環(huán)
境
2、
操作對
象
操作水
平
基本過程
結(jié)果
生物體
分子水
剪切T拼接T導(dǎo)入T表
基因
人類需要的基因產(chǎn)物
外
平
達(dá)
由于基因工程是在 DNA分子水平上進(jìn)行操作,因此又叫做重組DNA技術(shù)。
二.基因工程的基本工具
(一) “分子手術(shù)刀”一一限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)
1?來源:主要是從 原核生物中分離純化出來的。
2. 功能: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(gè)核苷酸之間的 磷酸二酯鍵 斷開。
3. 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:
3、黏性末端和平末端。
(二) “分子針線” 一一DNA連接酶
1?分類:根據(jù)酶的來源不同,可分為 E ? coliDNA連接酶和T4 DNA連接酶兩類
2?功能:恢復(fù)被限制酶切開了的兩個(gè)核苷酸之間的 磷酸二酯鍵。
(三) “分子運(yùn)輸車”一一載體一
1. 質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌 擬核DNA 之外,并具有自我復(fù)制能
力的很小的雙鏈 環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒DNA分子上具有一至多個(gè) 限制酶切割位點(diǎn), 供外源DNA片段插入期中;還具有標(biāo)記基因,供重組 DNA的鑒定和 選擇。
2. 基因工程使用的載體有: 質(zhì)粒、噬菌體的衍生物 和 動植物病毒 等。
【合作探究】
1. 基因工
4、程載體需要具備的條件:
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(gè) 限制酶切割位點(diǎn),供外源DNA片段插入;
③ 具有標(biāo)記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。
2、 教材第7頁《思考與探究》1、2、3
【拓展提升】
★ 1.兩種DNA連接酶(E ? coliDNA 連接酶和T4DNA連接酶)的比較:
① 相同點(diǎn):都縫合 磷酸二酯鍵
② 區(qū)別:E. coliDNA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
5、不同點(diǎn)
連接的DNA
雙鏈
單鏈
需要模板
不要模板
要模板
連接的對象
2個(gè)DNA片段
單個(gè)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)
【課堂達(dá)標(biāo)】
1 ?在基因工程中,科學(xué)家所用的“剪刀”
A. 大腸桿菌病毒、質(zhì)粒、 DNA連接酶
C.DNA限制酶、RNA連接酶、質(zhì)粒 2 ?不屬于質(zhì)粒被選為基因運(yùn)載體的理由是
、“針線”和“載體”分別是指 ( )
B.噬菌體、質(zhì)粒
D.DNA限制酶、
()
DNA連接酶
DNA連接酶、質(zhì)粒
A .能復(fù)制 B.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)
C ?具有標(biāo)記基因
6、 D ?它是環(huán)狀DNA
3?下列四條DNA分子,彼此間間具有粘性末端的一組是(
_1 T A_G_G_ _L_LJ G_G T__A
① ②
—L_LJ T-^A—
——C C A T
③ ④
A .①② B .②③ C .③④ D.②④
4?質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體,它的主要特點(diǎn)是( )
①能自主復(fù)制 ②不能自主復(fù)制 ③結(jié)構(gòu)很小 ④蛋白質(zhì) ⑤環(huán)狀 RNA ⑥環(huán)狀
DNA⑦能友好”地借居”
A .①③⑤⑦ B.①④⑥
C.①③⑥⑦ D.②③⑥⑦
5 .有關(guān)基因工程的敘述中,錯(cuò)誤的是 ()
A . DNA連接酶將黏性未端的堿基對連接起來
B .限制性內(nèi)切酶用于
7、目的基因的獲得
C .目的基因須由載體導(dǎo)入受體細(xì)胞
D .人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶
【收獲和疑惑】
【課后作業(yè)】
1 ?實(shí)施基因工程第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來,這要利 用限性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識別 DNA子中的GAATTC順序,切點(diǎn)在G和A 之間,這是應(yīng)用了酶的( )
A .高效性 B.專一性
C ?多樣性 D.催化活性受外界條件影響
2?人們常選用的細(xì)菌質(zhì)粒分子往往帶有一個(gè)抗菌素抗性基因,該抗性基因的主要作 用是()
A .提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性
B. 有利于對目的基因是否導(dǎo)入進(jìn)行檢測
C. 增加質(zhì)粒分子的分子量
D
8、.便于與外源基因連接
3. 多數(shù)限制性核酸內(nèi)切酶切割后的 DNA末端為()
A、平頭末端 B、突出末端 C、突出末端 D、粘性末端
4?在基因工程中通常所使用的質(zhì)粒是( )
A、細(xì)菌的擬核 DNA B、細(xì)菌擬核外的 DNA
C、病毒染色體 DNA D、噬菌體 DNA
5. (08全國卷4)已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性 DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn),
如圖中箭頭所指,如果該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)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?,F(xiàn)有多個(gè)上述線性 DNA分子,若在每個(gè) DNA分子
上至少有一個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷,則理論上講,經(jīng)該酶酶切后,這
9、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 D.12
6. 番茄在運(yùn)輸和貯藏過程中,由于過早成熟而易腐爛。應(yīng)用基因工程技術(shù),通過抑制
某種促進(jìn)果實(shí)成熟激素的合成,可使番茄貯藏時(shí)間延長,培育成耐貯藏的番茄新品
種。這種轉(zhuǎn)基因番茄已于 1993年在美國上市,請回答:
(1) 促進(jìn)果實(shí)成熟的重要激素是
(2) 在培育轉(zhuǎn)基因番茄的操作中, 所用的基因的 剪刀”是 ,基因
的針線”是 ,基因的 運(yùn)輸工具”是 。
(3 )與雜交育種、誘變育種相比,通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)
是
和 。
1、( 1)乙烯 (2)限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶 載體
(3) 目的性強(qiáng) 育種周期短 克服遠(yuǎn)源雜交的障礙