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1、- 1 -高中生物选修三现代生物技术导学案专题 1 基因工程11 DNA 重组技术的基本工具1、 三维目标知识目标：1、简述基因工程的原理及技术2、简述 DNA 重组技术所需三种基本工具的种类及作用能力目标：运用所学 DNA 重组技术的知识，模拟制作重组 DNA 模型情感态度与价值观方面：认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新二、学习重点和难点DNA 重组技术所需的三种基本工具的种类及作用；基因工程载体需要具备的条件三、学习探究区探究要点一：基因工程的概念（原理）手段 通过体外_和_等技术，赋予生物以新的遗传特性目的 按照人们的愿望，创造出更符合人们需要的新的_和_设计和施工水平 _
2、 水平（因此又 叫做 ）探究要点二：1、 “分子手术刀”-_（又称 ）（1）来源：主要是从_中分离纯化出来的。寻根问底：这类酶存在于_生物中的作用是什么？_（2）功能：_；_（简单记忆法：两个特定） （3）结果：DNA 分子经限制酶切割产生的 DNA 片段，末端通常有两种形式，即_（在识别序列的_切）和_（在识别序列的_处切） 。重难点探究：1、限制性核酸内切酶的作用是否具有专一性？体现在哪些方面？2、限制酶识别序列特点？例 1、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
3、末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、 “分子缝合针”_ （1 ） 种类：包括两类 DNA 连接酶，即 _连接酶和_ _连接酶- 2 -（分类依据：_ ）（2 ） 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_键（3 ） 区别： DNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的_ 末端之间连接coliE起来，不能将双链 DNA 片段_ 末端之间进行连接。（4 ） T4DNA 连接酶既可以缝合双链 DNA 片段互补的_ 末端，又可以缝合双链 DNA 片段的 _末端，但连接平末端之间的效率比较低。重难点探究：（1） 、DNA 连接酶连接的是双链 DNA 还是单链
4、DNA？（2） 、比较 DNA 连接酶与 DNA 聚合酶的异同点比较项目 DNA 连接酶 DNA 聚合酶成分相同点作用部位作用过程不同点作用结果（3 ） 、比较 DNA 连接酶与限制性核酸内切酶作用 应用限制性核酸内切酶DNA 连接酶3、 “分子 运输车”_（1 ）基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工 具，将目的基因转移到宿主细 胞中去 ；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。（2 ）最常使用的载体是 ，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA 之外的 _状 DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。（3 ）其他载体还有 _、_和 等。（5 ）作为载体必须具备以下条
5、件：a、目的基因进入受体细胞后要扩增产生更多的目的基因，因此要求携带目的基因的载体具有_的特点。b、载体 DNA 要携带目的基因，因此必须具有_切点。c、目的基因进入受体细胞后要进行鉴定和选择，因此要具有_。d、霍乱弧菌中含有质粒，能否用来做载体？_ ，因此载体应该_重难点探究：1、为什么要用载体将外源基因送到细胞内，直接把外源基因导入不行吗？四、课堂巩固（一）选择题1、关于限制酶的说法中，正确的是（ ）A、限制酶是一种酶，只识别 GAATTC 碱基序列B、EcoRI 切割的是 GA 之间的氢键C限制酶一般不切割自身的 DNA 分子，只切割外源 DNAD限制酶只存在 于原核生物中2、DNA 连
6、接酶催化的反应是( )ADNA 复制时母链与子链之间形成氢键 B黏性末端碱基之间形成氢键C两个 DNA 片段黏性末端之间的缝隙的连接 DA、B、C 都不正确- 3 -3、作为基因的运输工具载体，必须具备的条件及理由是( )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具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是( )能自主复制 不能自主复制 结构很小 是蛋白质 是环状 RNA是环状 DNA 能“友好”地“借居”A、 B、 C D
7、5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为( )A、目的基因上有标记 B、质粒具有某些标记基因C、重组质粒能够复制 D以上都不正确6、关于质粒的叙述正确的是( )A、质粒是能够自我复制的环状 DNA 分子 B、质粒是唯一的载体C、重组质粒是目的基因 D、质粒可在宿主外单独复制7、基因工程中可用作载体的是( )质粒 噬菌体 病毒 动物细胞核A、 B、 C D、8、下列关于基因工程中所选用的质粒的说法，错误的是( )A、不能没有标记基因 B、是小型链状的 DNA 分子C、能够自我复制 D可与目的基因重组9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是( )A、 B、 C、 D10、要使目的基因与对应的载体重
8、组，所需的两种酶是( )(1)限制酶(2)连接酶(3)解旋酶(4)还原酶A、(1)(2)(3) B、(1)(2)(4) C、(1)(2) D、(1)(3)（二）填空题：11、把目的基因与质粒 DNA 缝合时，中间的碱基对靠_连接起来，而两链上的磷酸、脱氧核糖则在_的作用下连接起来。质粒是基因操作中经常用的_。12、基因工程又叫做_技术或_技术。这种技术是在生物体外，通过对 DNA 分子进行人工_和_，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 13、治疗糖尿病用的胰岛素，在过去主要是从动物(如猪、牛)体获得的。自 2
9、0 世纪70 年代基因工程发展起来以后，人们开始采用高新技术 生产胰岛素，其操作过程如图 1- 4 -5 所示：(1)图中的质粒存在于细菌细胞中，从其分子结构看，可确定它是一种_。(2)请根据碱基互补配对的原则判断，在连接酶的作用下，甲与乙能否拼接起来，并说明理由。(3)细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒也由一个变成两个，两个变成四个质粒的这种增加方式在遗传学上称为_。目的基因通过表达后，能使细菌产生胰岛素，这是因为基因具有控制_合成的功能。高三生物选修 3 导学案（二）专题 1 基因工程12 基因工程的基本操作程序一、三维目标：知识目标：简述基因工程原理及基本操作程序。来源: 学。科。网 Z
10、。X。X。K能力目标：尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。情感态度与价值观方面：关注基因工程的发展。二、学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。学习难点：（1）从基因文库中获取目的基因。（2）利用 PCR 技术扩增目的基因。三、学习探究区（一） 、目的基因的获取：1目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的 。2获取目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因基因文库：将含有某种生物不同基因的许多 ，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。基因组文库：含有一种生物的 基因种类部分基因文库：含有一种生物 的 基因，如_ 文库目的基因的获取根据基因的有关
11、信息：基因的 序列、基因在 上的位置、基因的 产物 mRNA、基因的 产物蛋白质等特性获取目的基- 5 -因。(2)利用 PCR 技术扩增目的基因。PCR：是一项在生物体外 特定 DNA 片段的核酸合成技术。条件：已知目的基因的 序列。原理：_过程：第一步：加热至 9095DNA 解链为_;第二步：冷却至_,引物与两条单链 DNA_;第三步：加热至 7075，_从引物起始进行互补链的合成。方式（特点）：_ 扩增=2 n(n 为扩增循环的次数)(3)人工合成法：基因较小，_已知，可以通过_用化学方法人工合成。例 1 下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( ) 从基因文库中获取目的基因 利用 P
12、CR 技术扩增目的基因 反转录法 通过DNA 合成仪利用化学方法人工合成A B C D重难点探究：1、 简要说明基因组文库和部分基因文库之间的区别。2、 请列表比较目的基因几种获取方法的优缺点。3、 请比较 PCR 技术与 DNA 复制的异同点，补充完成下表。比较项目 PCR 技术 DNA 复制原理原料相同点条件解旋方式场所酶不同点结果（二） 、基因表达载体的构建1表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。2表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中_,并且可以_给下一代；使目的基因能够_和发挥作用。3.启动子：位于基因的 ，它是_酶识别和结合的部位，驱动基因转录产生 mRNA。4终止子：位于基因的 ，终止 。5标记基因： 受体细胞是否含有_,从而将符合要求的受体细胞筛选出来。6不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。例 2 科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端) ，导人棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终
