《2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书：1.1 DNA 重组技术的基本工具 Word版含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书：1.1 DNA 重组技术的基本工具 Word版含答案.pdf（24页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、一、基因工程的概念()一、基因工程的概念()阅阅读读教教材材P P1 1 手段手段 通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新 通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新 的遗传特性的遗传特性 目的目的 按照人们的愿望，进行严格的设计，创造出更符合 人们需要的新的生物类型和生物产品 按照人们的愿望，进行严格的设计，创造出更符合 人们需要的新的生物类型和生物产品 设计和设计和 施工水平施工水平 DNA 分子水平DNA 分子水平 二、DNA 重组技术的基本工具()二、DNA 重组技术的基本工具()阅阅读读教教材材P P4 46 6 1限制性核酸内切酶(限制酶)“分子手术刀”1限制性
2、核酸内切酶(限制酶)“分子手术刀” (1)来源：主要从原核生物中分离纯化出来。(1)来源：主要从原核生物中分离纯化出来。 (2)作用(2)作用 识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列。识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列。 切割特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。切割特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 (3)作用结果：产生黏性末端或平末端。(3)作用结果：产生黏性末端或平末端。 2DNA 连接酶“分子缝合针”2DNA 连接酶“分子缝合针” (1)种类(1)种类 种类项目种类项目Ecoli DNA 连接酶Ecoli DNA 连接酶T T4 4DNA 连接酶DNA 连接酶 来源来源
3、大肠杆菌大肠杆菌T T4 4噬菌体噬菌体 特点特点 只能“缝合”双链 DNA 片 段互补的黏性末端 只能“缝合”双链 DNA 片 段互补的黏性末端 既可以 “缝合” 黏性末端，既可以 “缝合” 黏性末端， 又可以“缝合”平末端又可以“缝合”平末端 (2)作用(2)作用 将双链 DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸将双链 DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸 之间的磷酸二酯键。之间的磷酸二酯键。 3基因进入受体细胞的载体“分子运输车”3基因进入受体细胞的载体“分子运输车” (1)种类(1)种类 质粒：一种很小的双链环状 DNA 分子。质粒：一种很小的双链环状
4、DNA 分子。 其他载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。其他载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (2)载体必须具备的条件及目的(连线)(2)载体必须具备的条件及目的(连线) 三、重组 DNA 分子的模拟操作三、重组 DNA 分子的模拟操作阅阅读读教教材材P P6 67 7 1材料用具：两种颜色的硬纸板，剪刀(代表EcoR限制酶)， 透明胶条(代表 DNA 连接酶)。 1材料用具：两种颜色的硬纸板，剪刀(代表EcoR限制酶)， 透明胶条(代表 DNA 连接酶)。 2切割要点2切割要点 (1)先分别从两块硬纸板上的一条 DNA 链上找出 GAAT(1)先分别从两块硬纸板上的一条 DNA 链上
5、找出 GAAT TC 序列，并选 GA 之间作切口进行“切割” 。TC 序列，并选 GA 之间作切口进行“切割” 。 (2)然后再从另一条链上互补的碱基之间寻找EcoR相应的切口(2)然后再从另一条链上互补的碱基之间寻找EcoR相应的切口 剪开。剪开。 3操作结果：若操作正确，不同颜色的黏性末端能互补配对；3操作结果：若操作正确，不同颜色的黏性末端能互补配对； 否则，操作错误。否则，操作错误。 共研探究共研探究 1对基因工程概念的理解1对基因工程概念的理解 基因工程的 别名 基因工程的 别名 基因拼接技术或 DNA 重组技术基因拼接技术或 DNA 重组技术 操作环境操作环境生物体外生物体外 操
6、作对象操作对象基因基因 操作水平操作水平DNA 分子水平DNA 分子水平 基本过程基本过程剪切拼接导入表达剪切拼接导入表达 原理原理基因重组基因重组 结果结果 创造出人类需要的新的生物类型创造出人类需要的新的生物类型 和生物产品和生物产品 2将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量 生产人胰岛素。该事例说明生物共用一套遗传密码。 2将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量 生产人胰岛素。该事例说明生物共用一套遗传密码。 总结升华总结升华 1基因工程的原理是基因重组1基因工程的原理是基因重组 基因重组有两种情况 ： 减数第一次分裂前期四分体的非姐妹染色 单体间的交叉互换和
7、减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合。 基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间的基因重组。 基因重组有两种情况 ： 减数第一次分裂前期四分体的非姐妹染色 单体间的交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合。 基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间的基因重组。 2基因工程的理论基础2基因工程的理论基础 (1)拼接的基础(1)拼接的基础 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。 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。 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
8、螺旋结构。 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。 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。 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。 (2)表达的基础：生物界共用一套遗传密码，相同的遗传信息在 不同生物体内可表达出相同的蛋白质。 (2)表达的基础：生物界共用一套遗传密码，相同的遗传信息在 不同生物体内可表达出相同的蛋白质。 3基因工程的意义3基因工程的意义 基因工程可以按照人
9、们的意愿， 定向改造生物的遗传特性， 从而 产生定向的变异，并可实现不同物种间的基因交流，打破生殖隔离。 应与现代进化论中的“变异是不定向的”“物种间存在生殖隔离”区 基因工程可以按照人们的意愿， 定向改造生物的遗传特性， 从而 产生定向的变异，并可实现不同物种间的基因交流，打破生殖隔离。 应与现代进化论中的“变异是不定向的”“物种间存在生殖隔离”区 分开来。分开来。 对点演练对点演练 1科学家经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术基因 工程。下列关于该技术的叙述，错误的是( ) 1科学家经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术基因 工程。下列关于该技术的叙述，错误的是( ) A该技术在生物体外
10、对 DNA 分子进行改造 A该技术在生物体外对 DNA 分子进行改造 B它是在分子水平上进行操作的生物工程 B它是在分子水平上进行操作的生物工程 C该工程实现了一种生物的基因转接到同种生物的其他个体 DNA 上 C该工程实现了一种生物的基因转接到同种生物的其他个体 DNA 上 D实施基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状 D实施基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状 解析：选 C 基因工程通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予 生物以新的遗传特性。 由于基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和 施工的， 因此又叫 DNA 重组技术。 基因工程是将一种生物的基因导入 另外一种生物中
11、，从而赋予该生物以新的遗传特性。 解析：选 C 基因工程通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予 生物以新的遗传特性。 由于基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和 施工的， 因此又叫 DNA 重组技术。 基因工程是将一种生物的基因导入 另外一种生物中，从而赋予该生物以新的遗传特性。 共研探究共研探究 “工欲善其事，必先利其器” 。我国拥有自主知识产权的转基因 抗虫棉，就是通过精心设计，用“分子工具”构建成的。培育抗虫棉 首先要在体外对含有抗虫基因的 DNA 分子进行“切割” 、改造、修饰 和“拼接” ，然后，导入棉花体细胞内，并使重组 DNA 在细胞中表达。 “工欲善其事，必先利其器”
12、。我国拥有自主知识产权的转基因 抗虫棉，就是通过精心设计，用“分子工具”构建成的。培育抗虫棉 首先要在体外对含有抗虫基因的 DNA 分子进行“切割” 、改造、修饰 和“拼接” ，然后，导入棉花体细胞内，并使重组 DNA 在细胞中表达。 1已知限制酶EcoR和Sma识别的碱基序列和酶切位点分别 为 G 1已知限制酶EcoR和Sma识别的碱基序列和酶切位点分别 为 G AATTC 和 CCC AATTC 和 CCC GGG，在图中写出两种限制酶切割 DNA 后产生的 末端并写出末端的种类。 GGG，在图中写出两种限制酶切割 DNA 后产生的 末端并写出末端的种类。 EcoR限制酶和Sma限制酶识别
13、的碱基序列不同， 切割位点不EcoR限制酶和Sma限制酶识别的碱基序列不同， 切割位点不 同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。 2限制酶的识别序列和切点是G2限制酶的识别序列和切点是G GATCC，限制酶的识 别序列和切点是 GATCC，限制酶的识 别序列和切点是 GATC。在质粒上有限制酶的一个切点，在目 的基因的两侧各有 1 个限制酶的切点。 GATC。在质粒上有限制酶的一个切点，在目 的基因的两侧各有 1 个限制酶的切点。 (1)请写出质粒被限制酶切割后形成的黏性末端。(1)请写出质粒被限制酶切割后形成的黏性末端。 提示：
14、提示： G G G GA AT TC CC C C CC CT TA AG G G G (2)请写出目的基因两侧被限制酶切割后形成的黏性末端。(2)请写出目的基因两侧被限制酶切割后形成的黏性末端。 提示：GATC提示：GATC目目的的基基因因 CTAG CTAG (3)在 DNA 连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的 黏性末端能否连接起来？为什么？ (3)在 DNA 连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的 黏性末端能否连接起来？为什么？ 提示 ： 能。因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相提示 ： 能。因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相 同的。同的。 3根
15、据图示回答下列问题：3根据图示回答下列问题： (1)图 1 是限制性核酸内切酶(限制酶)作用的结果，该酶识别的 碱基序列为 GGATCC，切割位点在 G、G 之间，体现了限制酶具有特异 (1)图 1 是限制性核酸内切酶(限制酶)作用的结果，该酶识别的 碱基序列为 GGATCC，切割位点在 G、G 之间，体现了限制酶具有特异 性。性。 (2)图 2 是 DNA 连接酶作用的结果。Ecoli DNA 连接酶只能连接(2)图 2 是 DNA 连接酶作用的结果。Ecoli DNA 连接酶只能连接 黏性末端，而 T黏性末端，而 T4 4DNA 连接酶既可以连接黏性末端又可以连接平末端。DNA 连接酶既可
16、以连接黏性末端又可以连接平末端。 所以连接不同末端时，应选择不同的 DNA 连接酶。所以连接不同末端时，应选择不同的 DNA 连接酶。 总结升华总结升华 1限制性核酸内切酶与 DNA 连接酶的比较1限制性核酸内切酶与 DNA 连接酶的比较 (1)区别(1)区别 作用作用应用应用 限制性核限制性核 酸内切酶酸内切酶 使特定部位的磷酸二酯 键断裂 使特定部位的磷酸二酯 键断裂 用于提取目的基因和切 割载体 用于提取目的基因和切 割载体 DNA 连接酶DNA 连接酶 在 DNA 片段之间重新形 成磷酸二酯键 在 DNA 片段之间重新形 成磷酸二酯键 用于目的基因和载体的 连接 用于目的基因和载体的
17、连接 (2)两者的关系可表示为(2)两者的关系可表示为 2限制性核酸内切酶与解旋酶的区别2限制性核酸内切酶与解旋酶的区别 (1)相同点：都是作用于 DNA 分子中的化学键。(1)相同点：都是作用于 DNA 分子中的化学键。 (2)不同点：作用部位不同，前者作用于磷酸二酯键，后者作用(2)不同点：作用部位不同，前者作用于磷酸二酯键，后者作用 于氢键。于氢键。 3DNA 连接酶与 DNA 聚合酶的比较3DNA 连接酶与 DNA 聚合酶的比较 项目项目DNA 连接酶DNA 连接酶DNA 聚合酶DNA 聚合酶 相同点相同点催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键 是否需要模板是
18、否需要模板不需要不需要需要需要 作用过程作用过程 在两个 DNA 片段间形成 磷酸二酯键 在两个 DNA 片段间形成 磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存 在的 DNA 单链片段上， 形成磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存 在的 DNA 单链片段上， 形成磷酸二酯键 不 相 同 不 相 同 作用结果作用结果 将已存在的 DNA 片段连 接 将已存在的 DNA 片段连 接 合成新的 DNA 分子合成新的 DNA 分子 4上述四种酶的作用部位图解4上述四种酶的作用部位图解 (1)作用于 a(磷酸二酯键)的酶有限制酶、 DNA 连接酶和 DNA 聚合 酶。 (1)作用于 a(磷酸二酯键)的酶有限制酶、 D
19、NA 连接酶和 DNA 聚合 酶。 (2)作用于 b(氢键)的酶是解旋酶。(2)作用于 b(氢键)的酶是解旋酶。 易错易混 限制酶切割 DNA 形成片段的特点易错易混 限制酶切割 DNA 形成片段的特点 (1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。(1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (2)将一个基因从 DNA 分子上切割下来， 需要切两处， 同时产生 4 个黏性末端。 (2)将一个基因从 DNA 分子上切割下来， 需要切两处， 同时产生 4 个黏性末端。 (3)不同 DNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同， 同一个 DNA 分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。 (3)不同
20、DNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同， 同一个 DNA 分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。 (4)不同限制酶切割形成的黏性末端，如果互补则可以相互重新(4)不同限制酶切割形成的黏性末端，如果互补则可以相互重新 配对连接。配对连接。 (5)判断两个末端是否为同一种限制酶切割产生的方法：将其中 一个末端旋转 180，若与另一个完全相同，则说明这两个末端是由 同一种限制酶切割产生的。 (5)判断两个末端是否为同一种限制酶切割产生的方法：将其中 一个末端旋转 180，若与另一个完全相同，则说明这两个末端是由 同一种限制酶切割产生的。 对点演练对点演练 2下列关于限制酶和
21、DNA 连接酶的理解，正确的是( )2下列关于限制酶和 DNA 连接酶的理解，正确的是( ) A不同的限制酶切割 DNA 分子后都会形成黏性末端A不同的限制酶切割 DNA 分子后都会形成黏性末端 B限制酶均能特异性地识别含 6 个核苷酸的序列B限制酶均能特异性地识别含 6 个核苷酸的序列 C氢键的断裂与重新形成与限制酶和 DNA 连接酶无关C氢键的断裂与重新形成与限制酶和 DNA 连接酶无关 DDNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端连接起来DDNA 连接酶只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端连接起来 解析：选 C 限制酶切割 DNA 分子后形成的末端形式有两种：黏 性末端和平末
22、端 ； 大多数限制酶的识别序列由 6 个核苷酸组成，少数 由 4、5 或 8 个核苷酸组成；氢键是分子间作用力，其断裂与重新形 成与限制酶和 DNA 连接酶无关；DNA 连接酶也能将平末端连接起来。 解析：选 C 限制酶切割 DNA 分子后形成的末端形式有两种：黏 性末端和平末端 ； 大多数限制酶的识别序列由 6 个核苷酸组成，少数 由 4、5 或 8 个核苷酸组成；氢键是分子间作用力，其断裂与重新形 成与限制酶和 DNA 连接酶无关；DNA 连接酶也能将平末端连接起来。 共研探究 共研探究 载体作为运载工具， 将目的基因转移到受体细胞中去， 并在受体 细胞内大量复制。常用的载体有细菌的质粒、
23、病毒等。阅读教材，观 察图示回答相关问题。 载体作为运载工具， 将目的基因转移到受体细胞中去， 并在受体 细胞内大量复制。常用的载体有细菌的质粒、病毒等。阅读教材，观 察图示回答相关问题。 1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双链环状 DNA 分子。 1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双链环状 DNA 分子。 2若质粒 DNA 分子的切割末端为 ，则与之连接的目的2若质粒 DNA 分子的切割末端为 ，则与之连接的目的 A A T TG GC CG GC C 基因切割末端应为基因切割末端应为
24、；可使用 DNA 连接酶把质粒和目的基因连；可使用 DNA 连接酶把质粒和目的基因连 接起来。接起来。 3氨苄青霉素抗性基因在质粒 DNA 上称为标记基因，其作用是3氨苄青霉素抗性基因在质粒 DNA 上称为标记基因，其作用是 供重组 DNA 的鉴定和选择。供重组 DNA 的鉴定和选择。 总结升华总结升华 1作为载体必须具备的条件1作为载体必须具备的条件 (1)有一个至多个限制酶切割位点，供外源 DNA 片段(基因)插入 其中。 (1)有一个至多个限制酶切割位点，供外源 DNA 片段(基因)插入 其中。 (2)能够在受体细胞中保留下来，且载体 DNA 必须具备自我复制 能力， 或能够整合到受体细
25、胞染色体 DNA 上， 并随染色体 DNA 进行同 步复制。 (2)能够在受体细胞中保留下来，且载体 DNA 必须具备自我复制 能力， 或能够整合到受体细胞染色体 DNA 上， 并随染色体 DNA 进行同 步复制。 (3)带有特殊的标记基因，以便重组后进行重组 DNA 的鉴定和选 择，常用的标记基因有抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等。 (3)带有特殊的标记基因，以便重组后进行重组 DNA 的鉴定和选 择，常用的标记基因有抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等。 (4)对受体细胞无害，不影响受体细胞的正常生命活动。(4)对受体细胞无害，不影响受体细胞的正常生命活动。 2常用载体的种类及用途2常用载体的种类
26、及用途 种类种类用途用途 质粒质粒 噬菌体的衍生物 噬菌体的衍生物 将外源基因导入大肠杆菌等 受体细胞 将外源基因导入大肠杆菌等 受体细胞 植物病毒植物病毒将外源基因导入植物细胞将外源基因导入植物细胞 动物病毒动物病毒将外源基因导入动物细胞将外源基因导入动物细胞 3细胞膜上的“载体”与基因工程中的“载体”的区别3细胞膜上的“载体”与基因工程中的“载体”的区别 (1)化学本质不同：细胞膜上的载体化学成分是蛋白质；基因工 程中的载体可能是物质，如质粒(DNA)、 噬菌体的衍生物，也可能 是生物，如动植物病毒等。 (1)化学本质不同：细胞膜上的载体化学成分是蛋白质；基因工 程中的载体可能是物质，如质
27、粒(DNA)、 噬菌体的衍生物，也可能 是生物，如动植物病毒等。 (2)功能不同：细胞膜上的载体协助细胞膜控制物质进出细胞； 基因工程中的载体是一种 “分子运输车” ， 把目的基因导入受体细胞。 (2)功能不同：细胞膜上的载体协助细胞膜控制物质进出细胞； 基因工程中的载体是一种 “分子运输车” ， 把目的基因导入受体细胞。 对点演练对点演练 3下列有关质粒的叙述，正确的是( )3下列有关质粒的叙述，正确的是( ) A质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状的细胞器A质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状的细胞器 B质粒是细菌细胞中能自主复制的单链环状 DNA 分子B质粒是细菌细胞中能自主复制的单
28、链环状 DNA 分子 C质粒的存在对宿主细胞的生存有决定性的作用C质粒的存在对宿主细胞的生存有决定性的作用 D质粒与染色体中均含有脱氧核糖D质粒与染色体中均含有脱氧核糖 解析：选 D 质粒是一个小型的双链环状 DNA 分子，它可以进入 细菌细胞，存在于细胞内，但它不是宿主细胞的细胞器。质粒是一种 重要的载体，通常利用质粒与目的基因结合，形成重组质粒，然后导 入细菌细胞。质粒的存在与否对宿主细胞的生存没有决定性的作用。 质粒是环状 DNA 分子， 染色体主要由 DNA 和蛋白质组成， 二者均含脱 氧核糖。 解析：选 D 质粒是一个小型的双链环状 DNA 分子，它可以进入 细菌细胞，存在于细胞内，
29、但它不是宿主细胞的细胞器。质粒是一种 重要的载体，通常利用质粒与目的基因结合，形成重组质粒，然后导 入细菌细胞。质粒的存在与否对宿主细胞的生存没有决定性的作用。 质粒是环状 DNA 分子， 染色体主要由 DNA 和蛋白质组成， 二者均含脱 氧核糖。 1下列有关基因工程的叙述，正确的是( )1下列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B基因工程的产物对人类都是有益的 C基因工程育种的优点之一是目的性强C基因工程育种的优点之一是目的性强 D基因工程产生的变异属于人工诱变D基因工程产生的变异属于人工诱变
30、解析：选 C 基因工程是在生物体外，通过对 DNA 分子进行人工 “剪切”和“拼接” ，对生物的基因进行有目的地改造，然后导入受 体细胞内， 使目的基因在受体细胞内成功表达， 产生人类所需要的基 因产物。 因而基因工程是分子水平上的生物工程， 其产生的变异属于 基因重组，而不属于人工诱变 ； 基因工程虽是按照人们的意愿改造生 物，目的性强，但并不是所有的基因产物对人类都有益。 解析：选 C 基因工程是在生物体外，通过对 DNA 分子进行人工 “剪切”和“拼接” ，对生物的基因进行有目的地改造，然后导入受 体细胞内， 使目的基因在受体细胞内成功表达， 产生人类所需要的基 因产物。 因而基因工程是
31、分子水平上的生物工程， 其产生的变异属于 基因重组，而不属于人工诱变 ； 基因工程虽是按照人们的意愿改造生 物，目的性强，但并不是所有的基因产物对人类都有益。 2 据图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是( )2 据图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是( ) A限制性核酸内切酶可以切断 a 处A限制性核酸内切酶可以切断 a 处 BDNA 聚合酶可以连接 a 处BDNA 聚合酶可以连接 a 处 C解旋酶可以使 b 处解开C解旋酶可以使 b 处解开 DDNA 连接酶可以连接 c 处DDNA 连接酶可以连接 c 处 解析：选 D 限制性核酸内切酶切割 DNA 分子时破坏的是 DNA 链 中的磷酸二酯键
32、，如图 a 处。DNA 聚合酶是将单个核苷酸加到已有的 核酸片段的 3末端的羟基上，形成磷酸二酯键，因此，DNA 聚合酶 可以连接a处。 解旋酶解开两个碱基对之间的氢键， 即使b处解开。 DNA 解析：选 D 限制性核酸内切酶切割 DNA 分子时破坏的是 DNA 链 中的磷酸二酯键，如图 a 处。DNA 聚合酶是将单个核苷酸加到已有的 核酸片段的 3末端的羟基上，形成磷酸二酯键，因此，DNA 聚合酶 可以连接a处。 解旋酶解开两个碱基对之间的氢键， 即使b处解开。 DNA 连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖， 形成磷酸 二酯键， 如 a 处， 而图示的 c 处连接的是同一个脱氧
33、核苷酸的磷酸和 脱氧核糖。 连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖， 形成磷酸 二酯键， 如 a 处， 而图示的 c 处连接的是同一个脱氧核苷酸的磷酸和 脱氧核糖。 3下列有关基因工程操作工具的叙述，正确的是( )3下列有关基因工程操作工具的叙述，正确的是( ) A可用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸A可用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸 B必须用相同限制酶处理目的基因和载体B必须用相同限制酶处理目的基因和载体 CDNA 连接酶连接互补的 DNA 片段形成氢键CDNA 连接酶连接互补的 DNA 片段形成氢键 D载体上必须要有标记基因，用于筛选D载体上必须要有标记基因，用于筛选 解析：选 D
34、 限制酶能特异性切割 DNA 分子，而烟草花叶病毒的 核酸是RNA； 一般情况下， 用相同限制酶处理含有目的基因的外源DNA 分子和载体，以便形成相同的黏性末端；DNA 连接酶连接 DNA 片段形 成磷酸二酯键；载体上必须要有标记基因，用于筛选。 解析：选 D 限制酶能特异性切割 DNA 分子，而烟草花叶病毒的 核酸是RNA； 一般情况下， 用相同限制酶处理含有目的基因的外源DNA 分子和载体，以便形成相同的黏性末端；DNA 连接酶连接 DNA 片段形 成磷酸二酯键；载体上必须要有标记基因，用于筛选。 4.(全国卷)某一质粒载体如图所示，外源 DNA 插入到Amp 4.(全国卷)某一质粒载体如
35、图所示，外源 DNA 插入到Ampr r或Tet或Tetr r中会导致相应的基因失活(Amp中会导致相应的基因失活(Ampr r表 示氨苄青霉素抗性基因，Tet 表 示氨苄青霉素抗性基因，Tetr r表示四环素抗性基因)。 有人将此质粒 载体用BamH酶切后，与用BamH酶切获得的目的基 因混合， 加入 DNA 连接酶进行连接反应， 用得到的混合物直接转化大 肠杆菌。 结果大肠杆菌有的未被转化， 有的被转化。被转化的大肠杆 菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、 含有插入了目 的基因的重组质粒的大肠杆菌。 回答下列问题： 表示四环素抗性基因)。 有人将此质粒 载体用BamH酶切后，与
36、用BamH酶切获得的目的基 因混合， 加入 DNA 连接酶进行连接反应， 用得到的混合物直接转化大 肠杆菌。 结果大肠杆菌有的未被转化， 有的被转化。被转化的大肠杆 菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、 含有插入了目 的基因的重组质粒的大肠杆菌。 回答下列问题： (1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 _(答出两点即可)，而作为基因表 达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。 (1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 _(答出两点即可)，而作为基因表 达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。 (2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进
37、行筛选，在上述四种大肠 杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的， (2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠 杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的， 其 原 因 是 _； 并 且 _和_的细胞也是不能 区分的，其原因是_。 在上述筛选的基础上， 若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大 肠杆菌单菌落，还需使用含有_的固体培养基。 其 原 因 是 _； 并 且 _和_的细胞也是不能 区分的，其原因是_。 在上述筛选的基础上， 若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大 肠杆菌单菌落，还需使用含有_的固体培养基。 (3)基因工程中，某些噬菌体
38、经改造后可以作为载体，其 DNA 复 制所需的原料来自_。 (3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其 DNA 复 制所需的原料来自_。 解析：(1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个 限制酶切割位点，供外源 DNA 片段(基因)插入其中 ； 在受体细胞中能 自我复制，或能整合到染色体 DNA 上，随染色体 DNA 进行同步复制； 有特殊的标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择等。(2)在培养基中加 入氨苄青霉素进行筛选， 其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基 因的大肠杆菌， 因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存 活， 二者不能区分。 含有质粒载体的大肠杆菌和
39、含有插入了目的基因 重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因， 都能在此培养基 上存活， 二者也不能区分。 若要将含有插入了目的基因重组质粒的大 肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。(3) 某些噬菌体经改造后作为载体， 导入受体细胞后， 其 DNA 复制所需的 原料来自受体细胞。 解析：(1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个 限制酶切割位点，供外源 DNA 片段(基因)插入其中 ； 在受体细胞中能 自我复制，或能整合到染色体 DNA 上，随染色体 DNA 进行同步复制； 有特殊的标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择等。(2)在培养基中加 入氨苄青霉素进行
40、筛选， 其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基 因的大肠杆菌， 因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存 活， 二者不能区分。 含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因 重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因， 都能在此培养基 上存活， 二者也不能区分。 若要将含有插入了目的基因重组质粒的大 肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。(3) 某些噬菌体经改造后作为载体， 导入受体细胞后， 其 DNA 复制所需的 原料来自受体细胞。 答案：(1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)答案：(1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可) (2)二者均不含有氨苄青霉素抗
41、性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质 粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四 环素 (3)受体细胞 (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质 粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四 环素 (3)受体细胞 基础题组基础题组 1下列关于限制酶和 DNA 连接酶的叙述，正确的是( )1下列关于限制酶和 DNA 连接酶的叙述，正确的是( ) A其化学本质都是蛋白质A其化学本质都是蛋白质 BDNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的氢
42、键BDNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的氢键 C它们不能被反复使用C它们不能被反复使用 D在基因工程操作中可以用 DNA 聚合酶代替 DNA 连接酶D在基因工程操作中可以用 DNA 聚合酶代替 DNA 连接酶 解析：选 A 限制酶与 DNA 连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA 连接酶连接的是两个 DNA 片段间相邻两个核苷酸间的磷酸二酯键 ； 酶 在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利 用；DNA 聚合酶在细胞内 DNA 分子复制时发挥作用，不能代替 DNA 连 接酶。 解析：选 A 限制酶与 DNA 连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA 连接酶连接的是两个 DNA 片
43、段间相邻两个核苷酸间的磷酸二酯键 ； 酶 在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利 用；DNA 聚合酶在细胞内 DNA 分子复制时发挥作用，不能代替 DNA 连 接酶。 2下列有关基因工程的相关叙述，正确的是( )2下列有关基因工程的相关叙述，正确的是( ) A重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和载体A重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和载体 B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C目的基因是指重组 DNA 分子C目的基因是指重组 DNA 分子 D只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么，目的
44、基因一定 能成功地进行表达 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 解析：选 B 载体不是工具酶；重组 DNA 分子是目的基因和载体 重组后形成的 ； 目的基因是否成功表达仅仅在受体细胞中检测出目的 基因是不够的，最重要的是受体生物或细胞表现出我们所需要的性 状。 解析：选 B 载体不是工具酶；重组 DNA 分子是目的基因和载体 重组后形成的 ； 目的基因是否成功表达仅仅在受体细胞中检测出目的 基因是不够的，最重要的是受体生物或细胞表现出我们所需要的性 状。 3下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的叙述，正确的是 ( ) 3下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的叙
45、述，正确的是 ( ) A一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列A一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B不同限制性核酸内切酶切割核酸分子形成的黏性末端一定不 同 B不同限制性核酸内切酶切割核酸分子形成的黏性末端一定不 同 C限制性核酸内切酶能识别和切割双链 RNA 的特定核苷酸序列C限制性核酸内切酶能识别和切割双链 RNA 的特定核苷酸序列 D限制性核酸内切酶切割 DNA 分子后形成的片段长度不会发生 变化 D限制性核酸内切酶切割 DNA 分子后形成的片段长度不会发生 变化 解析：选 A 限制性核酸内切酶具有特异性，一种限制性核酸内 切酶只能识别一种特定的脱氧核苷
46、酸序列 ； 不同限制性核酸内切酶切 割核酸分子可能形成相同的黏性末端 ； 限制性核酸内切酶能够识别双 链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列， 并且使每一条链中特定部位的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，不能切割 RNA 分子 ； 若限制性核酸 内切酶切割 DNA 后形成的片段长度不会发生变化， 则该 DNA 分子是环 状 DNA 分子， 且只有一个限制性核酸内切酶的酶切位点， 若限制性核 酸内切酶切割线性 DNA 分子，形成的片段长度会发生变化。 解析：选 A 限制性核酸内切酶具有特异性，一种限制性核酸内 切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 ； 不同限制性核酸内切酶切 割核酸分子可能形成相同
47、的黏性末端 ； 限制性核酸内切酶能够识别双 链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列， 并且使每一条链中特定部位的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，不能切割 RNA 分子 ； 若限制性核酸 内切酶切割 DNA 后形成的片段长度不会发生变化， 则该 DNA 分子是环 状 DNA 分子， 且只有一个限制性核酸内切酶的酶切位点， 若限制性核 酸内切酶切割线性 DNA 分子，形成的片段长度会发生变化。 4作为基因的运输工具载体，必须具备的条件之一及理由 是( ) 4作为基因的运输工具载体，必须具备的条件之一及理由 是( ) A能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大 量的目的基因 A能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大 量的目的基因 B具有多个限制酶切点，以便目的基因的表达B具有多个限制酶切点，以便目的基因的表达 C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件 D能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选D能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选 解析：选 A 作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表 达， 必须能够在宿主细