3.1重组DNA技术的基本工具 学案- 高二生物人教版（2019）选择性必修3 .doc

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1、生物导学案 创编人： 审核人： 使用时间： 第 周 第 课时 编号：01第三章第1节重组DNA技术的基本工具预习案班级： 小组： 姓名： 小组评价： 教师评价：【预习指导】1. 通读教材（70页-75页）一遍，再依据导学案问题提示，进一步研读教材一遍，并用铅笔标记和勾画问题的答案。2.在研读课本的基础上，独立填写预习案，规范书写，将疑问写在疑问栏。【学习目标】1.说出DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。2.模拟重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。3.关注基因工程的社会议题，参与讨论基础理论和技术发展如何催生基因工程。【重点难点】掌

2、握DNA重组技术需要的限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具课前自主学习一、基因工程及其诞生与发展1基因工程的概念(1)操作场所：_。(2)操作技术：_等技术。(3)操作结果：赋予生物新的_，创造出更符合人们需要的新的_和生物产品。(4)操作水平：_水平。2基因工程的诞生和发展(1)基因工程的诞生1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌转化实验证明了_，还证明了_。1953年，沃森和克里克建立了_模型并提出了_的假说。1961年，尼伦伯格和马太破译了_。20世纪70年代初，_酶、_酶和_酶被相继发现，为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。1973年，科学家证明_可以作为基因工

3、程的载体，构建_，使外源基因在原核细胞中成功表达，并实现物种间的基因交流。(2)基因工程的发展1982年，第一个基因工程药物_被批准上市。1984年，我国科学家朱作言领导的团队培育出_鱼。1985年，穆里斯等人发明_，为获取目的基因提供了有效手段。1990年，_计划启动。2003年，该计划的测序任务顺利完成。21世纪以来，科学家发明了多种_，可以实现低成本测定大量核酸序列，加速了人们对基因序列的了解。2013年，华人科学家张锋及其团队首次报道利用最新的_技术编辑了哺乳动物基因组。二、DNA重组技术的基本工具1限制性内切核酸酶(又称限制酶)“分子手术刀”(1)来源：主要来自_。(2)功能：能够识

4、别双链DNA分子的某种特定_，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的_断开。(3)结果：产生_或_。(4)应用：已知限制酶EcoR 和Sma 识别的碱基序列和酶切位点分别为GAATTC和CCCGGG，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。EcoR 限制酶和Sma 限制酶识别的_不同，切割位点_(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有_。2DNA连接酶“分子缝合针”(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_。(2)种类填表种类比较E.coli DNA连接酶T4 DNA连接酶来源_特点只能连接_既可以连接黏性末端，又可以连接_3.基因进入

5、受体细胞的载体“分子运输车”(1)质粒质粒的本质：是一种裸露的、结构简单，独立于_之外，并具有_能力的环状双链DNA分子。质粒适于作基因运载体的特点.质粒分子上有一个至多个_位点，供外源DNA片段插入其中。.携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中_，或_上，随_同步复制。.人工改造的质粒常带有_，便于_。(2)噬菌体、动植物病毒等。三、重组DNA分子的模拟操作1材料用具：剪刀代表_，透明胶条代表_。2切割位点(1)分别从两块硬纸板上的一条DNA链上找出_序列，并选_之间作切口进行“切割”。(2)再从另一条链上_之间寻找EcoR 相应的切口剪开。3操作结果：若操作正确，不同颜色的黏性

6、末端应能_；否则，说明操作有误。四、DNA的粗提取与鉴定1实验原理(1)_不溶于酒精，_溶于酒精。(2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于_溶液。(3)在一定温度下，DNA遇_试剂会呈现蓝色。2实验步骤(1)称取30 g洋葱，切碎，加入10 mL研磨液，充分研磨。 (2)漏斗中垫_，将研磨液过滤到烧杯中，_ 处理，取上清液。 (3)在上清液中加入体积相等的、预冷的_溶液，静置23 min，用玻璃棒沿同一方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去水分。 (4)取两支20 ml的试管编号A、B，各加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL，将丝状物溶于B试管的NaCl溶液中。然后向两支试

7、管中各加入4 mL的_。混匀后，将试管置于_中加热5 min。 (5)结果观察：A试管_，B试管_。【预习自测】1基因工程的原理是基因重组，不过在这里这种变异是定向的。( )2DNA聚合酶也可以用作DNA重组技术的工具。( )3限制酶在原来的原核细胞内对细胞自身有害。( )4不同DNA分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端相同。( )5DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端。( )6载体的种类有质粒、噬菌体、动植物病毒等，其中动植物病毒必须是DNA病毒。 ( )【我的疑问】（请把你的疑问写在下面） 第三章第1节重组DNA技术的基本工具探究案班级： 小组： 姓名： 小组评价： 教师评价：【学

8、习目标】1.写出DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。2.分组模拟重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。3.关注基因工程的社会议题，参与讨论基础理论和技术发展如何催生基因工程。【情景构建】 任务驱动一基因工程的工具酶DNA连接酶与DNA聚合酶的比较比较项目DNA连接酶DNA聚合酶相同点作用实质相同，都是催化_键的形成不同点是否需要模板_接DNA链_链_链作用过程在两个DNA片段间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的DNA单链片段上，形成磷酸二酯键作用结果将已存在的DNA片段连接合成新的DNA分子用途基因工程DNA复制合作探究：(1)

9、为什么限制酶主要从原核生物中分离纯化而来？推测它在原核生物中的作用是什么？它会不会切割自己的DNA分子？(2)限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用是否都体现了酶的专一性？任务驱动二基因工程中的载体具备条件(1)能自我复制：能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。(2)有切割位点：有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因插入。(3)具有标记基因：具有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。(4)无毒害作用：对受体细胞无毒害作用，否则受体细胞将受到损伤甚至死亡。合作探究：1.细胞膜上的载体与基因工程中的载体有什么不同？2标记基因标记的原理是什么？第三章第1

10、节重组DNA技术的基本工具 训练案班级： 姓名： 小组： 小组评价： 教师评价： 【训练目标】1.写出DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。2.画出重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。训练题：1限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示，下列有关说法正确的是()A一个DNA分子中，酶a与酶b的识别序列可能有多个B酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接C酶a与酶b切断的化学键不完全相同D用酶a切割有3个识别位点的质粒，得到4种切割产物2下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是()AT4 DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起

11、来BE.coli DNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接CDNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键DDNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸3下列关于几种酶作用的叙述，错误的是()ADNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接BRNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录C一种限制酶能识别多种核苷酸序列，并切割出多种目的基因DDNA聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条DNA单链4作为基因的运输工具载体，必须具备的条件之一及理由是()A能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C具

12、有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合D对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择5限制酶Mun 和限制酶EcoR 的识别序列及切割位点分别是。下图表示四种质粒和目的基因，其中，质粒上箭头所指部位为酶的识别位点，阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是()6某一质粒载体如图所示，外源DNA插入Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH 酶切后，与用BamH 酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的

13、大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_(答出两点即可)。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_；并且_和_的细胞也是不能区分的，其原因是_。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有_的固体培养基。(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自_

14、。7下列对基因工程的说法，错误的是()A基因工程是在分子水平上进行设计和施工B基因工程产生的变异属于染色体变异C基因工程可以导入不同种生物的基因D基因工程可定向改变生物性状8“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9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10下列是基因工程的有关问题，请回答：(1)限制性内切核酸酶可以识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并可以使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的_(填化学键名称)断裂，形成的末端总体可分为两种类型，分别是_。(2)目的基因和载体重组时需要的工具酶是_，与限制性内切核酸酶相比，它对所重组的DNA两端碱基序列_(填“有”或“无”)专一性要求。8