3.1重组DNA技术的基本工具导学案-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

3.1 重组 DNA技术的基本工具 【学习目标】 1、理解基因工程的概念 2、列表比较不同的限制酶、DNA连接酶的差异，区分DNA连接酶与DNA聚合酶 3、结合实例分析基因工程载体必须满足的条件 4、学会DNA的粗提取与鉴定方法 【学习重难点】 学习重点： 重组 DNA技术所需的三种基本需的三种基本工具的作用。 学习难点： 基因工程载体需要具备的条件。 知识导航 1.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶,又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今分离的限制酶有数千种，许多已经被商业化生产。它们能够识别双链DNA分子的特定核昔酸序列，并且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。 2.DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端近常有两种形式：黏性末端和平末端。 3.将切下来的DNA片段拼接成新的DNA 分子，是靠DNA连接酶来完成的，其作用底物是DNA片段，作用位点是磷酸二酯键。 4.运载体能携带外源基因进入细胞，是外源基因稳定存在并表达，常见的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。以质粒为例，质粒是一种裸露的、结构简单、独立存在于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，井具有自我复制能力的环状双链DNA分子。质粒 DNA 分上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。携带外源DNA片段的质粒 进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体 DNA上，随受休DNA同步复制。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进行过人工改造的，这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环索抗性基因、氨节背霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。 5.DNA 粗提取与鉴定过程： ①称取约 30 g 洋葱切碎，然后放入研钵中，倒入10 mL 研磨液，充分研磨； ②在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。也可以直接将研磨液倒入塑料离心管中，在1500 r/min 的转速下离心 5 min,再取上清 液放入烧杯中； ③在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液（体积分数为95%）,静置 2〜3 min,溶液中 出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸 去上面的水分；或者将溶液倒入塑料离心管中，在 10000 r/min的转速下离心5 min，弃上清液，将管底的沉淀物（粗提取的DNA）晾干。 ④取两支2 mL的试管，各加入 2mol/L 的NaCl溶液5 mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支 试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4 ml.的二苯胺试剂。混合均匀后，将试 管置于沸水中加热 5 min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。若溶液变蓝则有DNA。 习题巩固 1． 卵细胞或卵母细胞作为生殖细胞，在生物技术中可用于（ ） ①克隆动物时细胞核的受体 ②进行体外受精，培育试管动物 ③形成受精卵，作为培育转基因动物的受体细胞 ④植物组织培养形成试管苗 ⑤动物细胞融合形成单克隆抗体 ⑥形成受精卵，利用转基因技术培育抗虫棉植株 A．①②③④ B．③④⑤⑥ C．①③⑤⑥ D．①②③⑥ 2． 下图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法，正确的是（ ） A．一种限制性核酸内切酶不只识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．表达载体构建时需要用到SmaⅠ、PstⅠ限制性核酸内切酶 C．抗卡那霉素基因的主要作用是促进抗原基因在受体细胞表达 D．除图示标注的结构外表达载体中还应有启动子和终止子等 3． chl L基因是蓝细菌 拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。为研究该基因的控制机理，首先需要构建该种生物缺失chl L基因的变异株细胞。技术路线如图所示，对此描述正确的（ ） A．chl L基因的基本组成单位是核糖核苷酸 B．①②过程中使用限制酶的作用是使DNA分子中氢键断裂 C．①②过程都要使用DNA聚合酶 D．若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株 4． 下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（ ） A．DNA 连接酶、限制酶、解旋酶 B．限制酶、解旋酶、DNA 连接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA 连接酶 D．限制酶、DNA 连接酶、解旋酶 5． DNA分子复制的模板和原料分别是（ ） A．DNA、脱氧核苷酸 B．RNA、脱氧核苷酸 C．DNA、核糖核苷酸 D．RNA、脱糖核苷酸 6． 下列有关双链DNA及其复制的叙述，正确的是 A．DNA中的每个脱氧核糖都与两个磷酸相连 B．DNA的双螺旋结构使DNA分子具有较强的稳定性 C．某一段若含有60个腺嘌呤，就一定会同时含有60个胞嘧啶 D．DNA分子复制合成的两条子链中碱基序列相同 7． 基因工程是DNA分子水平的操作，下列有关基因工程的叙述中，错误的是（ ） A．限制酶只能用于切割获取目的基因 B．大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 C．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶 D．基因工程操作的关键步骤是基因表达载体的构建 8． 下列有关基因工程技术的正确叙述是（ ） A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 9． 下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的部分操作过程，有关分析错误的是（ ） A．图示部分操作的先后顺序为①④③②⑤ B．①和④完成后都需过滤，过滤后分别保留滤液和弃去滤液 C．②和④都有DNA析出，都利用了DNA溶解性的相关原理 D．⑤中将DNA粗提物加入二苯胺溶液中进行沸水浴即可进行鉴定 10．以下有关基因工程的叙述，不正确的是（ ） A．基因工程的原理是通过对DNA分子操作实现基因重组 B．不同生物共用一套遗传密码为基因工程提供了理论依据 C．不同生物的DNA结构大致相同是重组DNA形成的保障 D．基因工程工具酶的发现为目的基因导入受体细胞创造了条件 答案 DDDCA BACDD 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$