高二年级生物选修三导学案（1）
专题1 基因工程
第1节 DNA 重组技术的基本工具
班级：___________________学号：_________________姓名：
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学习目标
1. 解释基因工程的概念
2. 说明三种基本工具的作用
3. 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术支持
知识回顾
1、DNA 含有指导生物体生命活动的 基因 ，每个DNA 分子包含着成百上千个基因，基因控制 着 的合成。
研究证实，遗传密码在动物、植物和微生物之间是 的。
2、DNA 的基本组成单位是 ，它包含3部分分别 是 、 、 。
在右侧画出由A 、 T 、G 、C 四种碱基组成的四种核苷酸组成的DNA 分子的平面结 构图，并说出DNA 分子结构的特点：
① ② ③
预习导学
一、基因工程概念
1、概念：基因工程又是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外______________和_________________等技术，赋予生物以新的_______________，从而创造出更符合人们需要的新的_______________和________________。
由于基因工程是在_____________________上进行设计和施工的，因此又叫做_____________。
2、理解：
操作环境： ；操作对象： ；
操作水平： ；基本过程___________________________________________ 实质：_______________________；结果：_____________________________。
二、DNA 重组技术的基本工具
1、“分子手术刀”——__________________________ ⑴来源：主要是从________________________________来的。
⑵作用：能够识别双链DNA 分子的某种____________________________，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的__________________________断开。
⑶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、、“分子缝合针”——_________________________
⑵ 作用结果：恢复被______________________切开的两个核苷酸之间的_______________,拼接成
新的DNA 分子。
3、“分子运输车”——___________________________________
⑴种类：_______________、 ____________________、 _________________ ⑵载体具备的条件
① 能够在受体细胞中进行______________，或整合到__________________上，随染色体DNA 进行
同步复制。
② 有一个或多个___________切割位点，共外源基因插入。
③ 具有特殊的________________________，共重组DNA 的鉴定和选择。
【质疑讨论】
1、从结构上分析，为什么不同生物的DNA 能够重组？
2、原核生物中存在的限制酶有什么作用呢？想一想，为什么限制酶不切割自身的DNA ？
【疑难解析】
连接酶 来源：_____________
作用：只能“缝合”具有_____________双链DNA 片段
T 4DNA 连接酶 来源：_____________________ 作用：既可以“缝合”双链DNA 片段互补的__________，又可以“缝合”双链DNA 片段的____________
⑴种类
【典型例题】
例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
例2、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
例3、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
例4、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
【反馈矫正】
1、（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
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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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。
12、农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，
培育抗病棉花品系。
请回答下列问题。
（1）为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是__________________。
（2）要使载体与该抗病基因连接，首先应使用__________________进行切割。
假如载体被
切割后，得到的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是（）
（3）切割完成后，采用_____酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为_____。
（4）再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去_____________棉花细胞，利用
植物细胞具有的__________性进行组织培养，从培养出的植株中_________出抗病的棉花。
（5）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是__________________
A、淀粉
B、脂类
C、蛋白质
D、核酸
（6）转基因棉花获得的__________________是由该表达产物来体现的。