第1节基因工程的基本原理和技术.doc

1、1 基因工程的基本原理和技术 导学案
课型：新授课 课时：1 任课教师：陈楚恒
【三维目标】
1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2.通过学习DNA重组技术的基本工具，模拟制作重组DNA模型，初步掌握基因工程的基本方法提高动手能力
3.通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
4.通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
【学习重难点】
重点：DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
难点：构建重组DNA，体会DNA重组技术的三种基本工具的使用过程。
【教学过程】
一、复习引入：
回顾基因工程的概念，完成下面表格的填写。
基因工程的别名

操作环境

操作对象

操作水平

结果

二、基因工程中的工具
1. 限制性核酸内切酶（以下简称限制酶）
（1）限制性核酸内切酶的来源：主要是从 生物中分离纯化来的。
①
②
（2）限制性核酸内切酶的功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的 序列，并能将每一条链上特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的 键切开。
思考1、右图是DNA分子结构模式图，
请写出相关化学键名字：
① ；
② 。

（3）常见的有：EcoRⅠ，识别序列为 ，切割位点是 ；
SmaⅠ， 识别序列为 ，切割位点是 。
思考2、请根据以下四种DNA片段挑选相应的限制酶，并画出被对应的限制酶切割后的结果。
限制酶的种类
识别序列
切割位点
I
GGGCCC
G↓C
II
GGATCC
G↓G
III
GATC
↓GATC
IV
AAGCTT
A↓A

① G A T C ② G G A T C C
C T A G C C T A G G
使用的限制酶是 使用的限制酶是

③ G G G C C C ④ A A G C T T
C C C G G G T T C G A A
使用的限制酶是 使用的限制酶是
（4）作用结果： 末端， 末端。
思考3、要想获得某个特定性状的基因要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？

思考4、如何让两种来源不同的DNA产生同一种末端？这体现酶的什么特性？如何将他们合成重组DNA？

2. DNA连接酶
（1）DNA连接酶的分类： 连接酶和 连接酶。
（2）作用：E.coliDNA连接酶作用于 末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA连接酶作用于 末端和 末端被切开的磷酸二酯键，但连接 之间的效率比较低。
思考5、以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答问题。

（1）其中①和 是由一种限制酶切割形成的 末端，两者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是 。
（2） 和 是由另一种限制酶切割形成的 末端，两者要形成重组DNA片段，所用DNA连接酶通常是 。
思考6、DNA连接酶与DNA聚合酶有什么区别？

3. 基因进入受体细胞的载体
思考7：
⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？

⑵霍乱菌的质粒有多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？

⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？

⑷目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？

（1）载体的必备条件：
①有一个至多个 ，供外源DNA片段插入；
②对细胞 ；
③能够在受体 中进行 ，或整合到 上，随 进行同步复制；
④具有 ，便于鉴定和选择。
（2）载体的种类：
①质粒：是一种 的、结构 、独立于细菌 之外，并具有 能力的 分子。
② 的衍生物。
③ 病毒。
三、模拟DNA重组技术，构建重组DNA
思考8：（关于模拟重组DNA操作过程）
（1）手中拿到的质粒和目的基因完整吗？

（2）这把剪刀代表什么？应去寻找的碱基序列是？从哪里剪开？

（3）为什么用同一种限制酶来切割目的基因和运载体？

（4）透明胶代表什么？用它来链接什么部位？

（5）如果操作失误，碱基不能配对，可能是什么原因造成的？

思考9、如何构建重组DNA？

【巩固训练】
练习1、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ）
A. 同种限制酶 B. 两种限制酶
C. 同种连接酶 D. 两种连接酶
练习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DNA
练习3、以下说法正确的是 （ ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
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、基因控制的性状都能在后代表现出来

【课后作业】
习题1、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．连接b处的酶为DNA连接酶
习题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，但微生物中很少
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．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
习题3、下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是 （ ）
A．CTTAAG，切点在C和T之间
B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．GAATTC，切点在G和A之间
D．CTTAAC，切点在C和T之间
习题4、下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是( )

A、①② B、①③ C、①④ D．②③
习题5、（多选）下列有关质粒的叙述，错误的是
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自主复制的小型环状DNA分子
C．质粒只有在侵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

【课后反思】
经过一节课的学习，是否存在仍未解决的问题？请提出来，一起解决！