（人教版）高二生物选修三教学案 1.1-DNA重组技术的基本工具（含答案）

（人教版）高二生物选修三教学案 1.1-DNA重组技术的基本工具（含答案）内容摘要：

1、11组技术的基本工具目标导航 1. 结合课本插图，记住 组技术所需三种基本工具的作用。 2. 结合图15，识记基因工程中，作为载体需要具备的条件。 一、基因工程的概念(阅读 对概念的理解基因工程的别名 组技术操作环境 生物体外操作对象 基因操作水平 子水平目的 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品2. 基因工程的理论基础和技术支持(阅读 )遗传物质的证明螺旋结构和 中心法则 的确立理论基础遗传密码的破译基因转移载体质粒的发现多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶( 工具酶)的发现成和测序 技术的发明外重组的实现、重组 达实验的成功技术支持第一例转基因动物问世、术的发明二、 限制性核酸内切酶“分子 2、手术刀”(阅读 )1来源：主要来自于原核生物。 2特点(1)识别双链 子的某种特定核苷酸序列。 (2)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作用结果(1)黏性末端：在所识别序列的中心轴线两侧将 两条链分别切开时形成的末端。 (2)平末端：在所识别序列的中心轴线处切开时形成的末端。 三、 接酶“分子缝合针”(阅读 )1种类E接酶4接酶作用：将切开的 段“缝合” ，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，拼接成新的子。 四、 基因进入受体细胞的载体“分子运输车”(阅读 种类：质粒、 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 2常用载体质粒(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核 外，并具有自我复制能力 3、的很小的双链环状 子。 (2)质粒 子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源 段插入其中。 (3)质粒 子上有特殊的标记基因，供重组 鉴定和选择。 (4)在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上经过人工改造的。 判断正误：(1)限制性核酸内切酶只能用于切割目的基因。 ( )(2)接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。 ( )(3)E接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。 ()(4)质粒是小型环状 子，是基因工程常用的载体。 ()(5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中。 ( )(6)变异一般是不定向的，但基因工程使生物产生新的性状变异却是定向的，是按照人们的实际需要进行的有目的的改造。 ( 4、)(7)不同生物的 够重组是由于基本单位和空间结构相同。 ()答案(1)(2) (3) (4)(5)(6)(7) 一、基因工程的理论基础1不同生物 子得以重新拼接的基础(1)基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (2)双链 子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 (3)所有生物 基对均遵循严格的“互补配对”原则，即 A 总与 T 配对，G 总与 C 配对如此，方可使具相同末端(黏性末端) 的不同 子得以连接在一起。 2外源基因在受体内表达的理论基础(1)基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，具有相对独立性。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。 (3)生物界共用一套遗传密码。 1与其他 5、生物变异相比，基因工程所导致的变异有何特点。 答案变异一般是不定向的，但基因工程使生物产生新的性状变异却是定向的，是按照人们的实际需要进行的有目的的改造。 2基因工程的原理是什么。 答案基因重组。 3将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量生产人胰岛素。 请分析人胰岛素基因能在大肠杆菌体内表达的理论基础是什么。 答案生物共用一套遗传密码。 1. 科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是()A定向提取生物体内的 子B定向地对 子进行人工“剪切”C在生物体外对 子进行改造D定向地改造生物的遗传性状问题导析 (1)基因工程是在体外进行基因重组，然后导入受体细胞内。 6、(2) 重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需的生物类型和产品，也就定向地改造了生物的遗传性状。 答案1) 基因工程是细胞水平上的生物工程。 ( )(2) 基因工程的产物对人类都是有益的。 ( )(3) 基因工程产生的变异属于人工诱变。 ( )(4) 基因工程育种的优点之一是目的性强。 ()答案(1)(2) (3) (4)二、基因工程的工具酶1限制酶与 接酶的比较(1)区别项目 作用 应用限制酶 使特定部位的磷酸二酯键断裂 用于提取目的基因和切割载体接酶在 段之间重新形成磷酸二酯键用于基因表达载体的构建(2)两者的关系可表示为(3)磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键，而限制酶切割或 接酶连接的只能是箭 7、头所指处的化学键，因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部结构。 2接酶与 合酶的比较项目 接酶 合酶相同点 催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键模板 不需要模板 需要 一条链为模板作用对象游离的 段 单个的脱氧核苷酸作用结果形成完整的 子 形成 一条链不同点用途 基因工程 制1限制酶与 接酶的化学本质和基本组成单位分别是什么。 答案化学本质均是蛋白质；基本组成单位均是氨基酸。 2氢键的断裂与重新形成与限制酶和 接酶是否有关。 答案氢键是分子间作用力，其断裂与重新形成均与限制酶和 接酶无关。 3限制性核酸内切酶的作用特点体现了酶的哪种特性。 答案限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并且只能在特定部位 8、切割，这说明了酶具有专一性。 4不同限制酶切割形成的黏性末端能发生黏合吗。 借助于什么方式来完成黏合。 答案能。 前提是不同限制酶切割形成的黏性末端要互补，通过碱基相互配对形成氢键的方式来完成黏合。 5在下图中标出限制酶、接酶、合酶和 旋酶的作用部位。 答案如图所示限制酶、接酶和 合酶作用于 a 处化学键，而解旋酶作用于 b 处化学键。 2如下图，两个核酸片段在适宜条件下，经 X 酶的催化作用，发生下列变化，则 X 酶是()A接酶 B合酶C合酶 D限制酶问题导析 (1)_接酶可以连接两个 段之间的磷酸二酯键。 (2) 合酶可以催化单个游离的核糖核苷酸形成 3) 合酶可以催化单个游离的脱氧核糖核苷酸形成 4) 9、限制酶可以将 子从特定的位点进行切割。 答案1) 接酶催化相同黏性末端的 段之间的连接。 ( )(2) 接酶催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成。 ()(3) 接酶催化 子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成。 ( )(4) 限制酶切割后不一定形成黏性末端。 ( )(5) 不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。 ( )(6)不同 子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同。 ()(7)接酶无识别的特异性，接酶对于黏性末端或平末端都能催化其“缝合” ，重新形成 子。 ()(8)下列所示的黏性末端是由 3 种限制性核酸内切酶作用产生的。 ()答案(1)(2) (3) (4)(5)(6)(7) (8)三、基因 10、进入受体细胞的载体“分子运输车”1载体的作用(1)用它作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中去。 (2)利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 2作为载体的必备条件(1)有一个至多个限制酶切割位点，供外源 段插入。 (2)具备自我复制能力，且能在受体细胞中复制并稳定保存。 (3)带有标记基因，供重组 鉴定和选择。 (4)必须是安全的，不会对受体细胞有害。 3载体的种类(1)细菌质粒，它是细菌拟核 外的小型双链环状 子，有的细菌只有一个，有的细菌有多个。 (2) 噬菌体的衍生物和某些动植物病毒的 般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需求，对某些天然的载体进行人工改造。 1基因 11、工程的载体和主动运输的载体有哪些区别。 答案(1)主动运输中载体的化学本质是蛋白质，其作用是运输离子、氨基酸、核苷酸等物质进出细胞。 (2)基因工程中的载体的化学本质是 作用是携带目的基因进入受体细胞。 2. 霍乱弧菌中也含有质粒，能否用来作为载体。 答案不能。 因为，我们选择的载体应该对受体细胞无害。 存在于许多细菌体内。 某细菌质粒上有标记基因如右图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因) 是否转入成功。 外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测 三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()细菌在 12、含氨苄青霉素的培养基上的生长状况细菌在含四环素的培养基上的生长状况 能生长 能生长 能生长 不能生长 不能生长 能生长A.是 c；是 b；是 是 a 和 b；是 a；是 是 a 和 b；是 b；是 是 c；是 a；是 (1)细菌能在含氨苄青霉素和四环素的培养基上生长，说明 抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏，所以插入点是 c。 (2)对细菌来说，能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能在含 四环素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素基因正常而抗四环素基因被破坏，插入点为 b。 (3)细菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素 基因被插入而破坏，故插入点为 a。 答案1)为供外源 入质 13、粒，质粒 子上有一个至多个限制酶切割位点。 ( )(2)质粒上的特殊标记基因可以供外源 段插入质粒。 ()(3)被用做载体的一般都是天然质粒。 ( )(4)细菌核区的 常被用做载体。 ( )答案(1)(2) (3) (4)1下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是()A基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的B工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能C遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据D基因工程必须在同物种间进行答案因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物的遗传性状。 2下列关于限制酶和 接酶的说法中，正确的是()A其化学本质都是蛋白质B接酶可恢复 子中的氢键C在基因工程中 合酶可以替代 接酶D限制酶切割后一定能产生黏性末端答案制酶和 接酶的化学本质都是蛋白质。 3结合图，判断下列有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是()A切断 a 处的酶为限制性核酸内切酶B连接 a 处的酶为 接酶C切断 b 处的酶为解旋酶D切断 b 处的为限制性核酸内切酶答案断 a 处磷酸二酯键的酶是限制性核酸内切酶， 连接 a 处磷酸二酯键的酶为 接酶；切断 b 处氢键的酶为解旋酶，b 处氢键的形成不需要 酶。 4如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答。