高二生物选修三 学案 金坛一中高二生物备课组
专题1 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具（1课时）
【学习目标】
1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用
2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新
【学习重难点】
1.DNA重组技术所需三种基本工具的作用
2.基因工程载体需要具备的条件
【预习与探究】
一、基因工程的定义和原理
思考：基础理论和技术的发展催生了基因工程，为什么？
（1）20世纪中叶，基础理论取得了重大突破： ； ； 。 （2）技术发明使基因工程的实施成为可能： ； ； ； ； ； ； 。
二、基因工程的基本工具
1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
（1）来源：主要是从 中分离纯化出来的
（2）作用：能够识别双链DNA分子的某种 的核苷酸序列，并且使每一条链中 部位的两个核苷酸之间的 断开，因此具有 性 （多数限制酶的识别序列由 个核苷酸组成？如 、 ）
（3）切割过程：
举例：
（4）切割结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式： 和
2．DNA连接酶——“分子缝合针”
(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合 键。
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②区别：E·coliDNA连接酶来源于 ，只能将双链DNA片段互补的 之间的 键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合 ，但连接平末端的之间的效率 。 思考：与DNA聚合酶作用的异同？
DNA聚合酶只能将 加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接 的末端，形成磷酸二酯键。两者的本质都是 。
3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” （1）作用：将 送入细胞中 （2）载体必须具备的条件：
（3）最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于 ，并具有 的双链 DNA分子。
（4）其它载体：
思考：1．为什么限制酶不剪切细菌自身的DNA？
2．天然的DNA分子可以直接用作基因工程的载体吗？
【课堂反馈】
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 2．依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是
A．切断a处的酶为限制核酸性内切酶 B．连接a处的酶为DNA连接酶
C．切断b处的酶为解旋酶 D．切断b处的为限制性内切酶
3．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 4．（多选）下列关于基因工程的说法正确的是 A．基因工程的设计和施工都是在分子水平上进行的
B．目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞直接分离得到的
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C．基因工程能使科学家打破物种界限，定向地改造生物性状
D．只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功地进行表达 5．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 6．以下说法正确的是
A．所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列B．质粒是基因工程中惟一的运载体 C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
7．下列四条DNA分子，彼此间具有粘性末端的一组是 。
A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 8．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DNA 9．下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是 。 A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接 B．RNA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DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因 D．胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞 10．下列关于质粒的叙述，正确的是 。
A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B．质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子 C．质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
11．科学家常选用的细菌质粒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热性 B．有利于检测目的基因否导入受体细胞 C．增加质粒分子的相对分子质量 D．便于与外源基因连接 12．下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步需用到的工具是 A．DNA连接酶和解旋酶 B．DNA聚合酶和限制性核酸内切酶
C．限制性核酸内切酶和DNA连接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚合酶
13．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶
BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？
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A． BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT— B． BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC— C． EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT— D． BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—
14．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
15．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
16．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： （1）促进果实成熟的重要激素是 。
（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 。
问题反馈：
（ 编者： 孙永娟 ）
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