1、第 1 节 DNA 重组技术的基本工具 一、基因工程的概念 1手段：通过体外_和_等技术，赋予生物以新的_。2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_和_。3设计和施工水平：_水平，因此，基因工程又叫做 DNA重组技术。1DNA 重组 转基因 遗传特性 2生物类型 生物产品 3DNA 分子 二、DNA 重组技术的基本工具 1限制性核酸内切酶“分子手术刀”(又称限制酶)。(1)来源：主要是从_中分离纯化出来的。(2)功能：能够识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的_断开，因此具有_性。经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通
2、常有两种形式：_ 和 _。前 者 是 限 制 酶 在 它 识 别 序 列 的_将 DNA 的两条链切开产生的，后者是限制酶在它识别序列的_切开产生的。2DNA 连接酶“分子缝合针”。(1)作用：将_“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_，形成重组 DNA 分子。(2)种类。Ecoli DNA 连接酶：只能缝合 DNA 片段的_。T4DNA 连接酶：既可缝合 DNA 片段的黏性末端，又可缝合 DNA片段的_，但连接后者的效率_。3载体“分子运输车”。(1)作用：携带_进入受体细胞。(2)种类：质粒、_的衍生物、动植物病毒等。(3)特点。能够在受体细胞中进行_，或整合到_上，随染色体
3、DNA 进行同步复制。有一个至多个_切割位点，供外源基因插入。具有特殊的_，供重组 DNA 的鉴定和选择。,1(1)原核生物(2)磷酸二酯键 专一 黏性末端 平末端 中心轴线两侧 中心轴线处 2(1)双链 DNA 片段 磷酸二酯键(2)黏性末端 平末端 低 3(1)外源基因(2)噬菌体(3)自我复制 染色体 DNA 限制酶 标记基因 一、选择题 1能有效地打破物种的界限，定向地改造生物的遗传性状，培育新的农作物优良品种的生物技术是()A基因工程技术 B诱变育种技术 C杂交育种技术 D组织培养技术 解析：诱变育种是在一定的条件下，对某一品种进行诱变而产生的突变性状；杂交育种必须在同种生物之间进行
4、；组织培养技术是无性生殖，难以产生新品种；而基因工程可以打破物种的界限，在不同种生物之间进行基因重组，从而定向改造生物的遗传性状。答案：A 2下述有关基因工程相关知识的叙述正确的是()A重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、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 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，目的基因一定能成功地进行表达 解析：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；目的基因转录是否成功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。答案：B 3科学家选用的细菌质粒往
5、往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是()答案：B 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 4下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()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 B限制性核酸内切酶的活性受温度的影响 C限制性核酸内切酶能识别和切割 RNA D限制性核酸内切酶可从原核生物中提取 解析：酶的活性受到温度和 pH 的影响；限制性核酸内切酶的特点是一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的位点切割 DNA 分子，而不是 RNA 分子。限制性核酸内切酶主要是
6、从原核生物体内分离出来的。答案：C 5不属于质粒被选为基因载体的理由是()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 答案：D 6据下图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是()A限制酶可以切断 a 处 BDNA 聚合酶可以连接 a 处 C解旋酶可以使 b 处解开 DDNA 连接酶可以连接 c 处 解析：限制酶切割 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 b 处解开，DNA 连接酶连接的是两个相邻的
7、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内的磷酸和脱氧核糖。答案：D 7下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是()供体 剪刀 针线 载体 受体 A 质粒 限制酶 DNA 连接酶 提供目的基大肠杆菌因的生物 等 B 提供目的基因的生物 DNA 连接酶 限制酶 质粒 大肠杆菌等 C 提供目的基因的生物 限制酶 DNA 连接酶 质粒 大肠杆菌等 D 大肠杆菌等 DNA 连接酶 限制酶 提供目的基因的生物 质粒 解析：基因工程中的剪刀是限制酶，针线是 DNA 连接酶，载体最常用的是质粒，受体多用原核生物，如大肠杆菌等。答案
8、：C 8.在基因工程中用来修饰、改造生物基因的工具是()A限制酶和 DNA 水解酶 B限制酶和 DNA 连接酶 C限制酶和载体 DDNA 连接酶和载体 解析：DNA 水解酶不是基因工程的工具，A 错误；载体的作用是将目的基因导入受体细胞，而不是修饰改造基因，C、D 错误。答案：B 二、非选择题 9下图为 DNA 分子的切割和连接过程。(1)EcoRI是 一 种 _ 酶，其 识 别 序 列 是_，切割位点是_与_之间的_键。切割结果产生的 DNA 片段末端形式为_。(2)不 同 来 源 的 DNA 片 段 结 合，在 这 里 需 要 的 酶 应 是_，此酶的作用是在_与_之间形成_键而起“缝合”
9、作用的，其中能连接平末端的连接酶是_。解析：EcoRI 是一种限制酶，从图中可以看出其识别序列是GAATTC，切割位点是鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。切割后产生的 DNA 末端形式为黏性末端。要将不同来源的DNA 片段连接起来，需要 DNA 连接酶，其作用是形成磷酸二酯键而将两 DNA 片段“缝合”起来。T4DNA 连接酶既可以“缝合”黏性末端，也可以“缝合”平末端。答案：（1）限制性核酸内切(限制)GAATTC 鸟嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 磷酸二酯 黏性末端(2)Ecoli DNA 连接酶或 T4DNA 连接酶 鸟嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 磷酸二酯 T4
10、DNA 连接酶 10通过 DNA 重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答：(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是_。(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。GGATCC (3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_，“插入”时用的工具是_，其种类有_。解析：限制酶的作用是切取目的基因，DNA 连接酶起“缝合”作用，载体能把目的基因导入受体细胞。(1)“剪刀”为限制酶，
11、剪下羊蛋白质基因，使用 DNA 连接酶将其与载体结合。(2)由图示可知限制酶识别的序列为GGATCC，并且在 G 与 G 之间切开，形成的黏性末端为反向重复的，所以两个末端分别为GCCTAG与GATCC G。(3)插入时目的基因与原有基因结合，都为反向平行的双螺旋结构，插入时需要载体。答案：(1)限制酶 DNA 连接酶(2)GGATCC G GATCC CCTAGG CCTAG G(3)基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒及 噬菌体的衍生物 11如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。(1)a 代表的物质和质粒的化学本质都是_，二者还 具 有 其 他 共 同 点。如 _，_(写出两条即可)。(2)若质粒 DNA 分子的切割末端为ATGCGC，则与之连接的目的基因切割末端应为_；可使用_把质粒和目的基因连接在一起。(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒 DNA 上称为_，其作用是_。(4)下列常在基因工程中用作载体的是()A苏云金芽孢杆菌抗虫基因 B土壤农杆菌中的 RNA 分子 C大肠杆菌的质粒 D动物细胞的染色体 答案：(1)DNA 能够自我复制 具有遗传效应(2)CGCGT A DNA 连接酶(3)标记基因 供重组 DNA 的鉴定和选择(4)C
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