小初高试卷类教案类
K12分别是小学初中高中 1．1 DNA重组技术的基本工具
1．了解基因工程的概念、诞生及发展。
2．掌握限制酶及DNA连接酶的种类及作用。(重、难点)
3．理解运载体的种类及应具备的条件。(难点)
基 因 工 程
及 工 具
酶
1．基因工程的概念
(1)操作场所：生物体外。
(2)操作技术：DNA重组和转基因等技术。
(3)操作结果：赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(4)操作水平：DNA分子水平。
2．基因工程的诞生与发展(连线)
①DNA是遗传物质的证明
②基因转移载体的发现
③工具酶的发现
A.基础理论
④遗传密码的破译
⑤DNA体外重组的实现
⑥重组DNA表达实验的成功
⑦PCR技术的发明 B.技术支持
⑧DNA双螺旋结构和中心
法则的确立
提示：①④⑧—A ②③⑤⑥⑦—B
3．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
(1)来源：主要来自原核生物。
(2)种类：约4 000种。
(3)特点：具有专一性，表现在两个方面：
①识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
②切割——特定核苷酸序列中的特定位点。
(4)作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(5)结果：产生黏性末端或平末端。 小初高试卷类教案类
K12分别是小学初中高中 4．DNA连接酶——“分子缝合针”
种类
E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
特点 缝合黏性末端 缝合黏性末端和平末端
作用 缝合双链DNA片段，恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键
[合作探讨]
探讨1：与其他生物变异相比，基因工程所导致的变异有何特点？
提示：变异一般是不定向的，但基因工程使生物产生新的性状变异却是定向的，是按照人们的实际需要进行的有目的的改造。
探讨2：氢键的断裂与重新形成与限制酶和DNA连接酶是否有关？
提示：氢键是分子间作用力，其断裂与重新形成均与限制酶和DNA连接酶无关。
1 第1节 基因工程的基本原理和技术
课时过关·能力提升
一、基础巩固
1.下列关于基因工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
B.细菌质粒是基因工程常用的运载体
C.通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA,用另一种限制性内切酶处理运载体
D.为育成抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
解析:基因工程中常用抗生素抗性基因作为标记基因,而不是目的基因。通常用同一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA和运载体,以保证产生同样的末端。在选择受体细胞时,主要考虑的是该细胞中目的基因是否表达,受精卵由于全能性最高,往往成为动植物实施转基因的首选受体,但目的基因也可以导入其他细胞,例如,植物胚的细胞、动物囊胚早期细胞等。
答案:B
2.下列对基因工程的理解,正确的是( )
①它是一种按照人们的意愿,定向地改造生物遗传特性的工程 ②可在真核与原核生物之间进行基因转移 ③是体外进行的人为的基因重组 ④在DNA分子水平进行操作 ⑤一旦成功,便可遗传
A.①②③④⑤ B.①③④⑤
C.①②③⑤ D.①②④⑤
解析:基因工程可以对生物的基因进行重新组合,然后导入受体细胞内,使目的基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的新的遗传特性,它可以在真核与原核生物之间进行基因转移。转基因一旦成功,便可遗传。
答案:A
3.下列关于质粒和染色体的叙述,正确的是( )
A.两者有相同的化学本质
B.两者是同一物质的不同形态
C.质粒不存在于真核细胞中,染色体普遍存在于真核细胞中
D.两者的化学成分中均含有脱氧核糖
解析:质粒是存在于细菌、酵母菌等微生物细胞中的小型环状DNA分子,染色体是真核生物细胞核中主要由DNA和蛋白质组成的结构。
答案:D
4.下列关于质粒的叙述,正确的是( )
A.由于质粒是环状DNA分子,因此常被选为基因运载体
B.质粒是唯一的运载体
C.质粒是位于细菌拟核的环状DNA分子
第一章 基因工程概述
1.什么是基因工程,基因工程的基本流程
基因工程Genetic engineering原称遗传工程;从狭义上讲,基因工程是指将一种或多种生物体供体的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体受体内,使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状;因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素;
1.分离目的基因
2.限制酶切目的基因与载体
3.目的基因和载体DNA在体外连接
4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养
5.选择、筛选含目的基因的克隆
6.培养、观察目的基因的表达
第二章 基因工程的载体和工具酶
1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件
➢ 具有对受体细胞的可转移性或亲和性;
➢ 具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点;
➢ 具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点;
➢ 具有合适的筛选标记;
➢ 分子量小,拷贝数多;
➢ 具有安全性;
2. 质粒载体有什么特征,有哪些主要类型
1、自主复制性
2、可扩增性
3、可转移性
4、不相容性
主要类型有1.克隆质粒2.测序质粒3.整合质粒4.穿梭质粒5.探针质粒6.表达质粒
3. 质粒的构建
1删除不必要的 DNA 区域,尽量缩小质粒的分子量,以提高外源 DNA 片段的装载量;一般来说,大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞,而且极不稳定;
2灭活某些质粒的编码基因,如促进质粒在细菌种间转移的 mob 基因,杜绝重组质粒扩散污染环境,保证 DNA 重组实验的安全,同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因,提高质粒的拷贝数
3加入易于识别的选择标记基因,最好是双重或多重标记,便于检测含有重组质粒的受体细胞;
4在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的 DNA序列,即 多克隆接头Polylinker,便于多种外源基因的重组,同时删除重复的酶切位点,使其单一化,以便环状质粒分子经酶处理后,只在一处断裂,保证外源基因的准确插入;
1 第一节 基因工程及其技术
第1课时 基因工程的基本工具与聚合酶链式反应(PCR)技术
课标内容要求 核心素养对接
1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。
2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。
生命观念：掌握基因工程的基本工具的种类及作用,并能说出它们在基因工程中的应用。
科学思维：掌握PCR技术的过程与原理,并能正确比较PCR技术与体内DNA复制的异同。
社会责任：通过了解基因工程的发展历程,认同新技术的发展是一代又一代科学家前赴后继努力的结果,并会给人类发展带来巨大的经济效益和社会效益。
一、基因工程是在多学科基础上发展而来的
1957年：科恩伯格等首次发现DNA聚合酶。
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1967年：罗思和海林斯基等发现运转工具质粒,同年,科学家发现DNA连接酶。
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1970年：特明和巴尔的摩各自在RNA病毒中发现逆转录酶。史密斯等人分离到限制性内切核酸酶。
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1972年科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组。
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1973年科学家科恩领导的研究小组利用大肠杆菌质粒进行了另一个体外重组DNA分子实验。
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接着,科恩和美国博耶证明真核生物的基因可以在原核生物中进行表达。
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1976年,科学家用质粒为载体,将生长激素释放抑制因子基因转入大肠杆菌,1977年首次生产出治疗肢端肥大症、巨人症的生长激素释放抑制因子。
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1977年桑格测定了一种噬菌体的基因组序列,这是人类首次对完整基因组的核苷酸顺序进行测定。
二、基因工程的基本工具 2 1．基因工程
(1)概念：又称为DNA重组技术,是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA,然后导入受体细胞,并使其在受体细胞中表达,产生人类需要的基因产物的技术。
(2)原理：基因重组。
(3)操作水平：基因(分子)水平。
