生物学案：　DNA重组技术的基本工具.docxVIP

学必求其心得，业必贵于专精

学必求其心得，业必贵于专精

学必求其心得，业必贵于专精

1.1DNA重组技术的基本工具

问题导学

一、理解基因工程的概念

活动与探究

1．基因工程另外的名称是什么？它应用的技术有哪些？

2．基因工程操作的对象是什么?操作所在的水平是什么水平？操作的环境是体内，还是体外？

3．基因工程的目的或结果是什么？基因工程是定向的吗？

迁移与应用

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

不同生物的DNA能够重组的基础

(1)基本组成单位相同：不同生物的DNA分子都是由脱氧核苷酸构成的。

（2）空间结构相同：不同生物的DNA分子一般都是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构.

(3）碱基配对方式相同：不同生物的DNA分子中两条链之间的碱基配对方式均是A与T配对,G与C配对.

二、基因工程的三种工具

活动与探究

1．切割DNA的工具是什么？其作用特性是什么？

2．限制酶切割DNA时断开的是哪种化学键?切割后产生的DNA片段末端通常有哪两种形式？如何区分它们？

3．将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子要依靠哪种酶来连接？连接后形成哪种化学键?

4．常用的DNA连接酶有哪两类？它们的来源和性质有什么差别？

5．DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？

6．“分子运输车”的作用是什么?具备什么条件才能充当“分子运输车”?天然质粒DNA分子可以直接用作基因工程的载体吗?

迁移与应用

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“分子运输车”

C．“分子运输车必须具备的条件之一是具有一个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接

D．所有的DNA连接酶都能够连接黏性末端和平末端

1．各种有关的酶的比较

（1）限制酶与DNA连接酶的比较

作用

应用

限制酶

使特定部位的磷酸二酯键断开

用于提取目的基因和切割载体

DNA连接酶

在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键

用于基因表达载体的构建

（2）DNA连接酶与DNA聚合酶的比较

DNA连接酶

DNA聚合酶

相同点

催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键

不同点

模板

不需要模板

需要DNA的一条链为模板

作用对象

游离的DNA片段

单个的脱氧核苷酸

作用结果

形成完整的DNA分子

形成DNA的一条链

用途

基因工程

DNA复制

（3)限制酶与DNA解旋酶的比较

①相同点：都作用于DNA分子中的化学键。

②不同点:两者作用部位不同，前者作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键,而后者作用于两个成对碱基之间的氢键.

2．质粒与载体DNA

基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒，即独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。是否所有质粒都可以作为基因工程载体使用呢？其实不然，作为基因工程使用的载体必须满足以下条件:

(1）载体DNA必须有一个至多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入载体.这些供目的基因插入的限制酶的切点，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活.

（2）载体DNA必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制.

（3）载体DNA必须带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选.

(4）载体DNA必须是安全的,不会对受体细胞有害，或不能进入除受体细胞外的其他生物细胞中去。

（5)载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作了。

实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件,都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。

答案：

课前·预习导学

【预习导引】

一、DNA重组某种基因另一种遗传性状

二、1．限制性核酸内切酶（1）原核（2）特定特定磷酸二酯键（3）黏性平

2．(1)磷酸二酯键（2）大肠杆菌黏性T4噬菌体平末端

3．载体（1）质粒拟核DNA（2）λ噬菌体的衍生物(3）①自我复制②限制酶切割位点③标记基因

预习交流：1．提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制,以防止外来病原体的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，限制酶会将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以,限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA使之失效，从而达到保护自身的目的。

2．提示：生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细菌，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开.这