12基因工程的基本操作顺序导学案

专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序［学习目标］:1.［学习重点］:DNA重组技术所需的三种基本工具的作用［学习难点］:基因工程载体需要具备的条件预习学案知识梳理：—、基因工程概念1、 概念：基因工程又是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体夕 和 等技术，赋予生物以新的 ，从而创造出更符合人们需要的新的 和 。由于基因工程是在TOC\o"1-5"\h\z 上进行设计和施工的，因此又叫做 。2、理解:操作环境:生物体—（内或外）;操作对象:一 ；操作水平: ;基本过 实质： ;结果： 0二、DNA重组技术的基本工具1、“分子手术刀”一一: ⑴来源：主要是从 来的。⑵作用：能够识别双链DNA分子的某种 ，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开。⑶结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式: 和 o2、、“分子缝合针”一一: 连接J来源： ' 连接酶1作用：只能“缝合”具有 双链DNA片段⑴种类 来源： T4DNA连接酶 作用：既可以“缝合”双链DNA片段互补的 ，〔又可以“缝合”双链DNA片段的 ⑵作用结果:恢复被 切开的两个核苷酸之间的 ,拼接成新的DNA分子。3、 “分子运输车”一一: ⑴种类： 、 、 ⑵载体具备的条件能够在受体细胞中进行 ，或整合到 上，随染色体DNA进行同步复制。有一个或多个 切割位点，共外源基因插入。具有特殊的 ，共重组DNA的鉴定和选择。对受体细胞无害。课堂学案合作探究：1、从结构上分析，为什么不同生物的DNA能够重组?2、原核生物中存在的限制酶有什么作用呢？（课本p4寻根问底）想一想，为什么限制酶不切割自身的DNA？3、DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？（课本p6寻根问底）当堂检测：例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例2.下列关于限制酶的说法不正确的是（）限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布—种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列不同的限制酶切割DNA的切点不同限制酶的作用是用来提取目的基因例3.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连接酶和运载体例4.有关基因工程的叙述正确的是（）限制酶只在获取目的基因时才用重组质粒的形成是在细胞内完成的质粒都可以作为运载体蛋白质的氨基酸排列顺序可以为合成目的基因提供线索例5.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.细菌核区的DNA例6.（1）限制性内切酶I的识别序列和切点是一G/GATCC—,限制性内切酶II的识别序列和切点是—IGATC―。在质粒上有酶I的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶II的切点。请画出质粒被限制酶I切割后形成的黏性未端。 请画出目的基因两侧被限制酶II切割后形成的黏性未端。 在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性未端能否连接起来？为什么？ 课后学案基础试题训练：在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指（）A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒 D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒2•不属于质粒被选为基因运载体的理由是（）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DNATOC\o"1-5"\h\z3•下列四条DNA分子，彼此间间具有粘性末端的一组是 （ ）丨丨丨TACC丨IICCAT③④A.①② B.②③C.③④ D.②④质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA⑥环状DNA⑦能“友好”地“借居”A.①③⑤⑦ B.①④⑥C.①③⑥⑦ D.②③⑥⑦5•有关基因工程的叙述中，错误的是（）A.DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来B.限制性内切酶用于目的基因的获得C•目的基因须由载体导入受体细胞 D.人工合成目的基因不用限制性内切酶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.高效性 B.专一性C.多样性 D.催化活性受外界条件影响人们常选用的细菌质粒分子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药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测C.增加质粒分子的分子量 D.便于与外源基因连接下列属于基因运载体所必须具有的条件是（多选） （）A、具有某些标志基因 B、具有环状的DNA分子C、能够在宿主细胞内复制 D、具有多种限制性内切酶下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具（多选）A.大肠杆菌 B.质粒 C.动物病毒 D.线粒体10•在重组DNA技术中，不常用到的酶是（）A、限制性内切酶 B、DNA聚合酶 C、DNA连接酶D、反转录酶11•多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为（）A、平头末端 B、3突出末端 C、5突出末端 D、粘性末端12•在基因工程中通常所使用的质粒是（）A、细菌的染色体DNAB、细菌染色体外的DNAC、病毒染色体DNA D、噬菌体DNA13.研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该（）A、仅有链霉素 B、仅有氨苄青霉素C、同时有链霉素和氨苄青霉素 D、无链霉素和氨苄青霉素14•镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是A.解旋酶B.DNA连接酶 C.限制性内切酶 D、RNA聚合酶创新应用训练：番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。这种转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答：TOC\o"1-5"\h\z（1）促进果实成熟的重要激素 。（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。（3）与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程来培育新品种的主要优点是 、和 。2、 限制性内切酶I的识别序列和切点是一G/GATCC—,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。（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？

1.1DNA重组技术的基本工具参考答案:当堂检测1分析：本题考査的知识点是基因工程的概念。解答本题的关键是理解基因工程的概念。基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造（目的性强）和重新组合（基因重组），然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物但并不是所有的基因产物对人类都有益的。所以选Do答案：D点评：正确理解基因工程的概念是解题的关键。2分析：此题主要考察限制酶的有关知识。解答本题的关键是理解限制酶的来源和限制酶的特点。限制酶主要是从原核生物中分离出来的，并不是广泛存在于各种生物中；一种限制酶能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；DNA分子经限制酶切割形成黏性末端和平末端两种。答案：B点评：考察有关限制酶的题目，主要是考察限制酶的特点，这一点一定要牢记。3分析：本题考査限制酶和连接酶的有关知识。解答本题的关键是“剪接”二字，是既剪又接。限制性内切酶（即限制酶）是剪切基因的“剪刀”，DNA连接酶是将DNA末端之间的缝隙“缝合”起来的“基因的针线”所以，剪接工具是限制酶和连接酶。答案：A点评：本题注意审题，剪接是既剪又接，需要限制酶和连接酶。4分析：本题综合考察了基因工程中所用到的工具。在基因工程中，不仅要用限制酶切割目的基因，还要用同一种限制酶在质粒上切割出一个切口，使目的基因与质粒切口的黏性末端能进行碱基互补配对，所以A错；重组质粒是在细胞外进行的，所以B错；并不是所有的质粒都可作运载体，在科学研究中，人们通常只是用大肠杆菌的质粒（其上有抗药基因）作运载体，所以C错；在人工合成目的基因的方法中，有一种方法是根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的核苷酸序列，最后通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。所以D项正确。答案：D点评：解答本题时要综合考虑基因工程的基本工具的特点、条件、适用范围。5分析：本题考察基因工程中的工具一一运载体。解答本题的关键是记住、理解运载体必须具备的条件和课本上讲的常用运载体。作为运载体必须具备的条件：①在宿主细胞中保存下来并大量复制②有多个限制性内切酶切点③有一定的标志基因，便于筛选。记住常用的运载体有：质粒、噬菌体、动植物病毒等。细菌的核区由一个大型的环状DNA分子反复折叠缠绕而成，控制着细菌的主要性状，所以一般不被用作基因工程的运载体。答案：D点评：牢记作为运载体必须具备的3个条件是解答本题的关键。6分析：本题主要考察黏性末端的知识。解答本题的关键是理解限制酶的特点。在切割目的基因和运载体时，一定要使用同一种限制性内切酶，这样，切出的切口才一样，才能进行碱基互补配对连接起来。两个黏性末端只要一样就可以进行碱基互补配对，再通过DNA连接酶连接起来。答案：（1）①—G!GATCC—用酶I切割_ —G GATCC—用酶I切割_—CCTAGtG— —CCTAG G—②t击廖|沁―—CTAGf②t击廖|沁―—CTAGf —CTAGt—用酶II切5[—CTAG—CTAG③可以连接。因为由两种限制性内切酶切割后所形成的黏性末端是相同的（或''是可以互补的”）。点评：限制酶所识别的是特定的碱基序列，并在特定部位进行切割，限制酶不同，所识别的碱基序列不同，黏性末端不同。但不同的粘性末端有时是可以进行拼接的，如：黏性末端 。两者不要混淆。基础试题训练1、D2、D3、D4、 【解析】质粒是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状的DNA分子,它能“友好”地“借居”在宿主细胞中。【答案】C5、 A6、B7、B8、AC9、BC10、11、D12、B13、C14、C创新应用训练1、（1）乙烯 （2）限