(理科)专题1.1 DNA重组技术的基本工具 (1课时)

选修三专题1.1 DNA重组技术的基本工具班级姓名学号评价【考纲要求】基因工程的原理与技术(Ⅱ)分解：1、简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。

2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

【学习过程】一、基因工程的概念：基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，改造生物的遗传性状。

基因工程是在DNA上进行的________水平的设计施工。

【同步训练】1、以下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B、基因工程的产物对人类都是有益的C、基因工程产生的变异属于人工诱变D、基因工程育种的优点之一是目的性强2、（双选）下列关于基因工程的说法正确的是（）A、基因工程的设计和施工都是在分子水平上进行的B、目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞直接分离得到的C、基因工程能使科学家打破物种界限，定向地改造生物性状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3、20世纪70年代，创立了一种新兴的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（）A、定向提取生物体的DNA分子B、定向地对DNA分子进行人工剪切C、在生物体外对DNA分子进行改造D、定向地改造生物的遗传性状二、DNA重组技术的基本工具思考：根据基因工程的的定义，完成这项技术需要些什么技术？(一)限制性核酸内切酶（简称）—“分子手术刀”1、主要来源：从中分离出来。

2、作用：专一性，识别双链DNA特定的序列，切割两个核苷酸之间的键。

3、形成的DNA末端有两种：(EcoRI限制酶切割)和(SmaI限制酶切割)。

【同步训练】4、下列关于限制酶的说法正确的是（）A. 限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B. 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C. 不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D. 限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键5、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．GAAT TC，切点在G和A之间D．CTTAAC，切点在C和T之间(二)DNA连接酶—“分子缝合针”1、作用：将片段“缝合”起来，恢复被切开的两个核苷酸之间的。

2、种类：①E·coliDNA连接酶（来源：大肠杆菌）：只能缝合双链DNA片段互补的。

②T4 DNA连接酶（来源：T4噬菌体）：既可缝合DNA片段互补的，又可缝合双链DNA片段的。

【同步训练】6、下列关于DNA连接酶的作用，叙述正确的是A．只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来．而不能将双链DNA片段平末端之间进行连接B．将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键D．将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键(三)基因进入受体细胞的运载体—“分子运输车”思考：具备什么条件才能充当“分子运输车”？1、运载体的种类：最常用的是①质粒：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的环状。

②的衍生物。

③动植物病毒。

2、运载体的特点①能够在受体细胞内，或整合到上，随进行同步复制。

②有一个至多个切割位点，供外源DNA插入。

③具有特殊的基因，供重组DNA的鉴定和选择。

【同步训练】7、下列哪项通常不被用作基因工程的运载体（）A、细菌质粒B、噬菌体C、动植物病毒D、细菌核区的DNA8、科学家常选用的细菌质粒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热性B、有利于检测目的基因是否导入受体细胞C、增加质粒分子的相对分子质量D、便于与外源基因连接【巩固训练】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、D NA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DNA3．依右上图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是（）A、切断a处的酶为限制核酸性内切酶B、连接a处的酶为DNA连接酶C、切断b处的酶为解旋酶D、切断b处的为限制性内切酶4.如右图两个核酸片段在适宜的条件下，经X酶的作用，发生下述变化，则X酶是（）A.DNA连接酶B.RNA聚合酶C.DNA聚合酶D.限制酶5．下列四条DNA分子，彼此间间具有粘性末端的一组是（）A．①②B．②③C．③④D．②④6．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。

下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。

箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？A. BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT—B. BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC—C. EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT—D. BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—7．下图为DNA分子的切割和连接过程。

（1）EcoRI是一种酶，它识别的序列是，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DNA片段结合，在这里需要的酶应是酶，此酶的作用是在与之间形成键。

有一种能连接平末端的DNA连接酶是。

8.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、。

拓展提升：1．在DNA 测序工作中，需要将某些限制性内切核酸酶的限制位点在 DNA上定位，使其成为 DNA 分子中的物理参照点。

这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。

假设有以下一项实验：用限制酶 HindⅢ，BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个 4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA 分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。

据此分析，这两种限制性内切核酸酶在该DNA 分子上的限制位点数目是以下哪一组？A．HindⅢ1个，BamHⅠ2 个B．HindⅢ2个，BamHⅠ3个C．HindⅢ2个，BamHⅠ1 个D．HindⅢ和BamHⅠ各有2 个2．（2010江苏高考）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。

请回答下列问题：（1）一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后，分别含有、个游离的磷酸基团。

（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越。

（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Srna Ⅰ切割，原因是。

（4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止。

（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入酶。

（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。

（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。

拓展提升答案：1A2、解析：（1）质粒切割前是双链环状DNA分子，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。

从图1可以看出，质粒上只含有一个SmaⅠ的切点，因此被改酶切割后，质粒变为线性双链DNA 分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。

（2）由题目可知，SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，A和T之间可以形成二个氢键，所以SmaⅠ酶切位点越多，热稳定性就越高（3）质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2可知，标记基因和外源DNA目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点，都可以被SmaⅠ破坏，故不能使用该酶剪切含有目的基因的DNA（4）只使用EcoR I，则质粒和目的基因两端的粘性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ剪切时，质粒和目的基因两端的粘性末端不同，用DNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。

（5）质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入DNA连接酶。

（6）质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。

（7）将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖，因此可利用蔗糖作为唯一碳源的培养基进行培养受体细胞，含有重组质粒的细胞才能存活，不含有重组质粒的因不能获得碳源而死亡，从而达到筛选目的。

答案：（1）0 2 （2）高（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化（5）DNA连接（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞（7）蔗糖为唯一含碳营养物质选修三专题1.1 DNA重组技术的基本工具参考答案一、定向地；分子；【同步训练】1D；2AC；3D；二、1、限制酶；原核生物；核苷酸；磷酸二酯键；黏性末端；平末端；【同步训练】4.B；5C；2、双链DNA；限制酶；磷酸二酯键；黏性末端；黏性末端；平末端；【同步训练】6D；3、DNA分子；λ噬菌体；自我复制；染色体DNA；染色体DNA；限制酶；标记基因；【同步训练】7D；8B；【巩固训练】1-5DDDAD 6D7、（1）限制酶 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）DNA连接鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯 T4DNA连接酶8、（1）乙烯（2）限制酶DNA连接酶运载体（3）定向改变生物的遗传性状克服远缘杂交不亲和的障碍选修三专题1.1 DNA重组技术的基本工具参考答案一、定向地；分子；【同步训练】1D；2AC；3D；二、1、限制酶；原核生物；核苷酸；磷酸二酯键；黏性末端；平末端；【同步训练】4.B；5C；2、双链DNA；限制酶；磷酸二酯键；黏性末端；黏性末端；平末端；【同步训练】6D；3、DNA分子；λ噬菌体；自我复制；染色体DNA；染色体DNA；限制酶；标记基因；【同步训练】7D；8B；【巩固训练】1-5DDDAD 6D7、（1）限制酶 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）DNA连接鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯 T4DNA连接酶8、（1）乙烯（2）限制酶DNA连接酶运载体（3）定向改变生物的遗传性状克服远缘杂交不亲和的障碍选修三专题1.1 DNA重组技术的基本工具参考答案一、定向地；分子；【同步训练】1D；2AC；3D；二、1、限制酶；原核生物；核苷酸；磷酸二酯键；黏性末端；平末端；【同步训练】4.B；5C；2、双链DNA；限制酶；磷酸二酯键；黏性末端；黏性末端；平末端；【同步训练】6D；3、DNA分子；λ噬菌体；自我复制；染色体DNA；染色体DNA；限制酶；标记基因；【同步训练】7D；8B；【巩固训练】1-5DDDAD 6D7、（1）限制酶 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）DNA连接鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯 T4DNA连接酶8、（1）乙烯（2）限制酶DNA连接酶运载体（3）定向改变生物的遗传性状克服远缘杂交不亲和的障碍选修三专题1.1 DNA重组技术的基本工具参考答案一、定向地；分子；【同步训练】1D；2AC；3D；二、1、限制酶；原核生物；核苷酸；磷酸二酯键；黏性末端；平末端；【同步训练】4.B；5C；2、双链DNA；限制酶；磷酸二酯键；黏性末端；黏性末端；平末端；【同步训练】6D；3、DNA分子；λ噬菌体；自我复制；染色体DNA；染色体DNA；限制酶；标记基因；【同步训练】7D；8B；【巩固训练】1-5DDDAD 6D7、（1）限制酶 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）DNA连接鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯 T4DNA连接酶8、（1）乙烯（2）限制酶DNA连接酶运载体（3）定向改变生物的遗传性状克服远缘杂交不亲和的障碍。