資源簡介

第1節(jié) 重組DNA技術的基本工具
1. 理解基因工程的概念
2. 列表比較不同的限制酶、DNA連接酶的差異，區(qū)分DNA連接酶與DNA聚合酶
3. 結(jié)合實例分析基因工程載體必須滿足的條件
4. 學會DNA的粗提取與鑒定方法
一、限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術刀”
基礎梳理
1. 限制酶的來源：切割DNA分子的工具是 ，又稱 。這類酶主要是從 中分離純化出來的
2. 限制酶的作用：能夠 ，并且使每一條鏈中特定部位的
斷開
3. 限制酶的切割產(chǎn)物：DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式——
和
1.不同種類的限制酶識別與切割的位點不同（ ）
2.限制酶作用的化學鍵是氫鍵（ ）
二、DNA連接酶——“分子縫合針”
1.DNA連接酶的種類和特點：
種類 E·coil DNA連接酶 T4 DNA連接酶
來源
特點 只能連接雙鏈DNA片段互的 既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的 ，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的 ，但連接 的效率較低
2. DNA連接酶的作用：將被限制酶切開的 縫合起來
3. DNA連接酶與限制酶的比較
項目 限制酶 DNA連接酶
不同點 作用 使特定部位的 斷裂 在DNA片段之間重新形成
應用 用于提取 和 用于基因表達載體的構(gòu)建
關系
1.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA 連接酶（ ）
2.DNA連接酶根據(jù)來源不同可分為E·coil DNA連接酶和T4 DNA連接酶（ ）
三、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”
1. 載體的作用：
（1）作為 ，將目的基因?qū)胧荏w細胞中
（2）在受體細胞內(nèi)對目的基因進行大量
2. 質(zhì)粒的化學本質(zhì)——
3. 作為載體必須具備的條件：
（1）質(zhì)粒DNA分子上有 限制酶切割位點，供外源DNA片段插入其中
（2）攜帶外源DNA片段的質(zhì)粒進入受體細胞后，能在細胞中進行 ，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步
（3）質(zhì)粒上常有 ，如四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重組DNA分子的篩選
4. 常用載體的種類及用途
種類 用途
質(zhì)粒 將外源基因?qū)? 等受體細胞
λ噬菌體的衍生物
植物病毒 將外源基因?qū)?br/>動物病毒 將外源基因?qū)?br/>1.質(zhì)粒不僅存在于細菌中，某些病毒也具有（ ）
2.質(zhì)粒可將目的基因整合到染色體DNA上（ ）
隨堂訓練
1.基因工程的運輸工具——載體，必須具備的條件之一及理由是( )
A.能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復制，以便提供大量的目的基因
B.具有多個限制酶切點，以便目的基因的表達
C.具有某些標記基因，以便為目的基因的表達提供條件
D.能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存，便于進行篩選
2.下列有關基因工程的敘述，正確的是( )
A.DNA連接酶的作用是將兩個粘性末端的堿基連接起來
B.目的基因?qū)胧荏w細胞后，受體細胞即發(fā)生基因突變
C.目的基因與載體結(jié)合的過程發(fā)生在細胞外
D.常使用的載體有大腸桿菌、噬菌體和動植物病毒等
3.對下圖所示粘性末端的說法錯誤的是( )
A.DNA連接酶作用位點在b處，催化磷酸基團和脫氧核糖之間形成化學鍵
B.甲、乙具相同的粘性末端可形成重組DNA分子，但甲、丙之間不能
C.甲、乙、丙粘性末端是由各自不同的限制性核酸內(nèi)切酶催化產(chǎn)生的
D.切割甲的限制性核酸內(nèi)切酶不能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子
4.下列四條DNA分子粘性末端的縫隙能通過DNA連接酶連接的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
5.如圖所示過程中基因操作的工具是( )
A.限制性內(nèi)切酶 B.DNA連接酶 C.RNA轉(zhuǎn)錄酶 D.胰島素基因載體
6.下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是( )
A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③②
7.下列關于基因工程的基本工具的說法中，正確的是( )
A.基因工程中的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體
B.DNA連接酶可將任意的DNA片段通過形成磷酸二酯鍵而連接起來
C.質(zhì)粒上必須有標記基因才可作為載體
D.限制性核酸內(nèi)切酶一般不僅僅能切割外源DNA，也能切割自身的DNA分子
8.獲取目的基因時要用到限制性核酸內(nèi)切酶。限制性核酸內(nèi)切酶起作用的位置是( )
A.a B.b C.c D.d
9.下列關于基因工程的敘述中，正確的是（ ）
A.基因工程的原理是基因突變
B.基因工程改造生物體性狀具有盲目性
C.基因工程可以使植物體表達出動物蛋白
D.DNA連接酶也可用于切斷目的基因的DNA
10.下列關于DNA連接酶的理解正確的是( )
A.其化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)
B.DNA連接酶可以恢復DNA分子中的氫鍵
C.它不能被反復使用
D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶
答案以及解析
1.答案：A
解析：本題考查載體必須具備的條件和理由，條件與理由必須相符。作為載體要攜帶目的基因進入受體細胞并使之表達，必須能夠在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定地保存并大量復制，以便通過復制提供大量的目的基因，所以A項是正確的。載體要具有某些標記基因，是為了判斷目的基因是否進入了受體細胞，從而進行受體細胞的篩選。載體要具有多個限制酶切點，是為了便于與外源基因連接。能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存，以便于與宿主細胞DNA同步復制和表達。
2.答案：C
解析：DNA連接酶是連接目的基因與運載體的粘性末端，目的基因?qū)胧荏w細胞，發(fā)生了基因重組，目的基因與運載體結(jié)合過程是在體外操作的，常使用的運載體有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等，所以C選項正確。
3.答案：A
解析：DNA連接酶作用位點在a處，催化磷酸基團和脫氧核糖之間形成化學鍵，A錯誤；甲、乙的粘性末端雖然不完全相同，但是其露出來的堿基是配對的，所以可形成重組DNA分子，但甲、丙之間不能，B正確；甲、乙、丙粘性末是由各自不同的限制性核酸內(nèi)切酶催化產(chǎn)生的，C正確；甲的限制酶識別的是GAATT，在GA之間切割；乙的限制酶識別的是CAATT，在CA之間切割；所以切割甲的限制性核酸內(nèi)切酶不能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子，D正確。
4.答案：D
解析：DNA連接酶可以將具有末端堿基互補的2個DNA片段連接在一起，圖中②和④的末端堿基可以互補連接，D項符合題意。
5.答案：B
解析：DNA連接酶的作用是將DNA片段連接起來，B正確。
6.答案：C
解析：①為限制性核酸內(nèi)切酶作用的結(jié)果；②為DNA連接酶作用的結(jié)果；③為解旋酶作用的結(jié)果；④為DNA聚合酶作用的結(jié)果。綜上所述，選C。
7.答案：C
解析：限制酶和DNA連接酶才是基因工程的工具酶，載體不是酶，A錯誤；DNA連接酶只能催化具有互補粘性末端或平末端的DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，B錯誤；質(zhì)粒作為載體的必備條件之一就是要有標記基因，C正確；限制酶不切割自身DNA分子，只切割外源DNA，以保護自身DNA的安全，D錯誤。
8.答案：A
解析：限制性核酸內(nèi)切酶是一種識別和切割DNA分子內(nèi)一小段特殊核苷酸序列的酶，其作用部位是兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即圖示中部位a，A項符合題意。
9.答案：C
解析：
10.答案：A
解析：DNA連接酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)，其功能是將具有末端堿基互補的2個DNA片段連接在一起，形成重組DNA分子，A正確；DNA連接酶的作用部位為磷酸二酯鍵，B錯誤；酶可以被反復使用，C錯誤；DNA聚合酶以一條脫氧核苷酸鏈為模板，將單個脫氧核苷酸連接成DNA單鏈片段，與DNA連接酶的作用機理不同，基因工程中不可用DNA聚合酶代替DNA連接酶，D錯誤。
學習目標
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基礎梳理
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