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夕阳曦阳
上传于：2024-07-09
DNA重组技术的基本工具
【学习目标】
1.简述基因工程原理及基本操作程序；
2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。
【重点和难点】
重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用；
难点：基因工程载体需要具备的条件。
【课前预习】
1.基因工程至少需要三种工具，“分子手术刀”是指 ① （又称 ② ），“分子缝合针”是指 ③ ，“分子运输车”是指 ④ 。
2.限制酶主要是从 ① 中分离纯化出来的，限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的 ② ，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 ③ 断开。切割的结果是DNA片段末端形成 ④ 。
3.DNA连接酶可分为 ① DNA连接酶和 ② DNA连接酶两类。DNA连接酶将 ③ 片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的 ④ 。其中只能将互补的黏性末端之间连接起来的是 ⑤ DNA连接酶。
4.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的 ① 分子。质粒DNA分子上具有 ② 限制酶切割位点，供外源DNA片段插入期中；能在受体细胞中 ③ 并稳定保存；还具有 ④ ，供重组DNA的鉴定和选择。基因工程使用的载体还有 ⑤ 和 ⑥ 等。
【课堂探究】
一、基因工程的概念
1、完成表格
2、基因工程的基本工具有哪些？ ① 。
二、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
（1）自然界是否存在一种生物的DNA进入另一生物的情况？ ① 。
（2）多细胞动植物容易让外来DNA侵入自身而得以遗传吗？ ① 。为什么？ ② 。
（3）作为单细胞的生物来讲，没有那么复杂的结构和系统，它如何来抵抗入侵的外源DNA，保护自身呢？ ① 。怎样才能让DNA失效？ ② 。若用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了吗？ ③ 。限制酶可以从哪些生物中分离出来？ ④ 。
（4）限制酶能任意切割DNA分子吗？ ① 。它的特异性表现在哪些方面？
② 。磷酸二酯键位于DNA的碱基对之间还是一条链中相邻脱氧核糖之间？ ③ 。
（5）以下是某些限制酶识别的DNA序列，通过比较可以看出，限制酶识别DNA序列的共同点是 ① 。
（6）下图甲、乙分别是BamHⅠ和SmaⅠ的识别序列与切割位点，请写出这两种限制酶切割后形成的末端： ① 。
三、DNA连接酶——“分子缝合针”
（1）DNA连接酶的作用是什么？ ① 。DNA连接酶分为哪两类？ ② 。E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶的作用一样吗？ ③ 。为什么？ ④ 。
（2）DNA连接酶与DNA聚合酶作用的比较
四、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（1）载体的作用是什么？ ① 。把单独的DNA片段导入受体细胞不行吗？ ② 。
（2）常用的载体是什么？ ① 。质粒的化学本质是什么？ ② 。
（3）载体上如果没有限制酶切割位点，能将外源DNA片段（目的基因）插入其中吗？ ① 。所以载体上必须具有 ② 。
（4）载体携带目的基因进入受体细胞后不能自我复制或不能随染色体DNA进行复制，结果如何？ ① 。
（5）我们能不能用肉眼直接观察到载体进入受体细胞？ ① 。那如何鉴定呢？ ② 。
（6）我们选用从霍乱弧菌中分离出来的质粒做载体，可以吗？ ① 。为什么？ ② 。
（7）DNA分子不论大小都可以作为载体吗？ ① 。为什么？ ② 。
（8）根据上述讨论，归纳载体应具备的条件： ① 。
（9）除质粒外，还有哪些常用的载体？ ① 。这些天然载体一定都同时具备上述条件？ ② 。如何让其具备上述条件？ ③ 。
【课堂巩固】
1.下列哪项不具有限制酶识别序列的特征（ ）
2.下面是5种限制性内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图（↓表示剪切点）：
限制酶1：—↓GATC— 限制酶2:—↓CATG— 限制酶3：—G↓GATCC—
限制酶4：—CCGC↓GG— 限制酶5:—↓CCAGG—
下列表达正确的是（ ）
A.限制酶1和2识别的序列都包含4个碱基对
B.限制酶3和5识别的序列都包含5个碱基对
C.限制酶1和3剪出的黏性末端不同
D.限制酶2和4剪出的黏性末端相同
3.下列有关DNA重组技术的基本工具的叙述中正确的是（ ）
A.基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体
B.限制酶切割氢键，DNA连接酶形成磷酸二酯键
C.T4DNA连接酶可以连接有平末段的DNA片段，也能连接有黏性末段的DNA片段
D.载体必须是质粒，只有它才能使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存
4.某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp），先用限制性核酸内切酶a完全切割，再把得到的产物用限制性核酸内切酶b完全切割，得到的DNA片段大小如下表。限制性核酸内切酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关叙述错误的是 （ ）
A.a酶与b酶切断的化学键相同
B.a酶和b酶切出的DNA片段不能相互连接
C.该DNA分子中a酶能识别的碱基序列有3处
D.仅用b酶切割该DNA分子可得到三种DNA片段
5.下图是含有耐盐基因的DNA片段，据图分析回答问题：
（1）为获得耐盐基因，限制酶应作用于图中的 处（填“a”或“b”），切割后的目的基因含有 个粘性末端， 个游离的磷酸基团。限制酶作用的特异性表现在 。
（2）构建重组DNA分子所用的DNA连接酶作用于 处（填“a”或“b”）。构建重组DNA分子的载体一般选用病毒或 ，后者的形状是 。载体上具有 基因，供重组DNA的鉴定和筛选。
（3）已知限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-。