1.1基因工程概述(第1课时)

1.1基因工程概述（第1课时）

（一）DNA 重组技术的基本工具 编制：张统省 审核：秦磊 校对：王曼

【学习目标】

1.简述基因工程的诞生过程和发展历程；

2.简述基因工程的概念

3.举例说出基因工程的工具 【自学质疑】 一、回顾：

1．遗传的物质基础是什么？ 2．生物体遗传的基本单位是什么？

3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4．生物的性状是怎样表达的？ 5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因 呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？ 6．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？ 二、导学

1．基因工程的概念：

2. DNA

重组技术的基本工具

来源：主要从 中分离

功能：能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列， 限制性内切酶 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷 （分子手术刀） 酸二酯键断开。 错位切

切割方式 平 切

黏性末端

切割后的DNA 末端： 平末端

功能：将切下来的DNA 片段拼接成新的DNA 分子

DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶：既能“缝合”双链DNA 片段互补的黏性末端， （分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA 片段的平末端

E ·coli DNA 连接酶：只能将双链DNA 片段互补的黏性末端连接

①能在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制

条件：②有一个至多个限制酶切点，

基因进入受体细胞的载体 ③有特殊的遗传标记基因，便于筛选。 （分子运输车） 质粒（常用）

种类： λ噬菌体的衍生物

动植物病毒

【质疑讨论】

1．什么是基因工程？ 2．、基因工程的工具酶有几种？分别是什么？

3．基因的剪刀是什么？有什么作用特点？结果怎么样？ 4．基因的针线是什么？其主要作用是什么？ 5．基因的运输工具是什么？有什么作用？

6．运载体必须具备的条件是什么？最常用的运载体是什么？

7．质粒的结构是什么？质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？

8.要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几个DNA 连接酶处理？ 质粒的特点：

①质粒是基因工程中最常用的运载体； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； ②是细菌染色体外（即拟核DNA 外） 能自我复制的小型环状DNA 分子；质粒 的大小只有普通细菌染色体的1%左右； ③存在于许多细菌及酵母菌等微生物中； 质粒的存在对宿主细胞生存没有决定性 的作用；

④质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 （自身细胞中也可） 【矫正反馈】

1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( ) A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA 连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA 连接酶

C.DNA 限制酶、RNA 连接酶、质粒

D.DNA 限制酶、DNA 连接酶、质粒 2．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 3．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是

①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A ．①③⑤⑦ B ．①④⑥ C ．①③⑥⑦ D ．②③⑥⑦

4．下列四条DNA 分子，彼此间间具有粘性末端的一组是 （ ）

① ②

③ ④ A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．②④ ５．有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ） A ．DNA 连接酶将黏性未端的碱基对连接起来 B ．限制性内切酶用于目的基因的获得 C ．目的基因须由载体导入受体细胞 D ．人工合成目的基因不用限制性内切酶 ６．实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA 子中的GAATTC 顺序，切点在G 和A 之间，这是应用了酶的（ ） A ．高效性 B.专一性 C ．多样性 D.催化活性受外界条件影响 ７．人们常选用的细菌质粒分子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药性 B. 有利于对目的基因是否导入进行检测 C. 增加质粒分子的分子量 D ．便于与外源基因连接 8．下列属于基因运载体所必须具有的条件是（多选） （ ） A 、具有某些标志基因 B 、具有环状的DNA 分子 C 、能够在宿主细胞内复制 D 、具有多种限制性内切酶 9．下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具（多选） （ ） A ．大肠杆菌 B ．质粒 C ．动物病毒 D ． 线粒体 10．在重组DNA 技术中，不常用到的酶是

A 、限制性内切酶

B 、DNA 聚合酶

C 、DNA 连接酶

D 、反转录酶

11．多数限制性核酸内切酶切割后的DNA 末端为

A 、平头末端

B 、3突出末端

C 、5突出末端

D 、粘性末端 12．在基因工程中通常所使用的质粒是

A 、细菌的染色体DNA

B 、细菌染色体外的DNA

C 、病毒染色体DNA

D 、噬菌体DNA

13．研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A 是抗链霉素基因，B 是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A 、B 中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该 A ．仅有链霉素 B 。仅有氨苄青霉素

C ．同时有链霉素和氨苄青霉素

D 。无链霉素和氨苄青霉素

14．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 【迁移应用】

1.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 2.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 。 3．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 —。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。 （1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。

（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。

（3）在DNA 连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？

T A G G C C A T

T A C C

G G T A