精选人教版高中生物选修三专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具教学案含解析

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DNA重组技术的基本工具

1.基因工程的基本原理是基因重组，外源DNA能在受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。

2．DNA重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。

3．限制性核酸内切酶可识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割。

4．E·coli.DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶既能连接黏性末端也能连接平末端。

5．质粒作为基因工程的载体需具备的条件有：能在宿主细胞内稳定保存并自我复制；具有一个或多个限制酶切割位点；具有标记基因。

6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

一、基因工程的概念及其诞生与发展 1．基因工程的概念[填表]

别名 操作环境 操作对象 操作水平 结果

2．基因工程的诞生和发展

(1)基础理论的突破：DNA是遗传物质的证明；DNA双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译。

(2)技术的发明：基因转移载体和工具酶的相继发现；DNA合成和测序技术的发明；DNA体外重组的实现及重组DNA表达实验的成功；第一例转基因动物的问世及PCR技术的发明。

二、DNA重组技术的基本工具 1．限制性核酸内切酶(又称限制酶)

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DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 创造出人类需要的新的生物类型和生物产品 ..

(1)来源：主要来自原核生物。

(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并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。

(3)结果：产生黏性末端或平末端。

(4)应用：已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，在图中写出两种限制酶切割DNA后产生的末端并写出末端的种类。

EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列不同，切割位点不同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。

2．DNA连接酶

(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(2)种类：[填表] ..种类 比较.. 来源 特点 3．基因进入受体细胞的载体 (1)种类

E·coli.DNA连接酶 大肠杆菌 只能连接黏性末端 T4DNA连接酶 T4噬菌体 既可以连接黏性末端，又可以连接平末端 ???能自我复制①常用载体：质粒?特点?有一个至多个限制酶切割位点

???有特殊的标记基因

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化学本质：双链环状DNA分子

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②其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (2)作用

①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (3)载体须具备的条件及其作用(连线)

三、重组DNA分子的模拟操作

1．所用材料用具中，剪刀代表EcoRⅠ，透明胶条代表DNA连接酶。 2．用剪刀进行DNA“切割”时，应找出G—A—A—T—T—C序列并在G—A之间作切口进行“切割”。

3．若操作正确，不同颜色的黏性末端能互补配对。

1．基因工程是一种新兴的生物技术，实施该工程的最终目的是(..) A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向对DNA分子进行人工“剪切” C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向改造生物的遗传性状

解析：选D.基因工程也称DNA重组技术，它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术，故实施基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。

2．下列关于限制酶的说法，正确的是(..)

A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质 B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D．限制酶均特异性地识别由6个核苷酸组成的序列

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解析：选B.限制酶主要存在于微生物中；限制酶具有专一性，即一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后会形成黏性末端或平末端；限制性核酸内切酶均能特异性地识别核苷酸序列，但识别的核苷酸序列不一定由6个核苷酸组成。

3．“分子缝合针”——DNA连接酶“缝合”的部位是(..) A．碱基对之间的氢键 B．碱基与脱氧核糖

C．双链DNA片段间的磷酸二酯键 D．脱氧核糖与脱氧核糖

解析：选C.相邻的两个脱氧核苷酸之间由磷酸和脱氧核糖形成的磷酸二酯键连接，DNA连接酶连接的是此化学键。

4．下列通常不被用作基因工程载体的是(..) A．细菌质粒......B．λ噬菌体的衍生物 C．动植物病毒..........D．细菌核区的DNA

解析：选D.常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。细菌的核区由一个大型的环状DNA分子经反复折叠缠绕而成，它控制着细菌的主要性状，一般不能用作基因工程的载体。

5．质粒是基因工程最常用的载体，下列有关质粒的说法错误的是(..) A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有

B．质粒作为载体时，应具有标记基因和多个限制酶切点

C．质粒为小型环状DNA分子，存在于拟核(区)外的细胞质基质中 D．质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主细胞内复制

解析：选A.质粒为小型环状DNA分子，不仅存在于细菌中，也存在于某些真核生物中，但病毒中没有质粒；质粒作为载体时，应具有标记基因和多个限制酶切割位点；质粒为小型环状DNA分子，存在于细胞核或拟核外的细胞质基质中；质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主细胞内复制。

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