高考生物精品【一轮复习】讲义练习资料合集 (10).docxVIP

第1节重组DNA技术的基本工具

[学习目标]阐明重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用。

一、基因工程的概念和工具酶

1．基因工程：指按照人们的愿望，通过________等技术，赋予生物____________，创造出更符合人们需要的______________________。由于基因工程是在________水平上进行设计和施工的，因此又叫作____________。

2．基因工程的工具酶

(1)限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀”

来源

主要来自________

种类

数千种

作用

识别双链DNA分子的________________，使每一条链中________的________断开

结果

产生________或平末端

(2)DNA连接酶——“分子缝合针”

①作用：将____________连接起来，恢复被________切开的两个核苷酸之间的___________。

②种类

种类

来源

特点

________DNA连接酶

只能将具有____________的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段

T4DNA连接酶

T4噬菌体

既可以“缝合”双链DNA片段互补的________，又可以“缝合”双链DNA片段的________，但连接平末端的效率相对较低

判断正误

(1)基因工程可以实现遗传物质在不同物种间的转移，人们可以定向选育新品种()

(2)限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列()

(3)DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来()

(4)限制酶和解旋酶的作用部位相同()

任务一：基因工程的理论基础

1．基因工程操作导致的基因重组与有性生殖中的基因重组的主要区别是什么？

2．为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？

3．为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？

任务二：限制性内切核酸酶(限制酶)

1．请结合限制酶的作用特点，回答以下问题：

(1)限制酶能切开RNA分子的磷酸二酯键吗？

(2)请结合图示，推断限制酶切割一次可断开几个磷酸二酯键？产生多少游离的磷酸基团？产生几个黏性末端？消耗几分子水？

2．推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么？

3．为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？

4．有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段分别用限制酶HindⅢ、XbaⅠ、EcoRⅤ和XhoⅠ进行切割。各限制酶的识别序列和切割位点如图。

(1)请写出限制酶SpeⅠ、HindⅢ、XbaⅠ和XhoⅠ切割形成的黏性末端。

(2)同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同？不同限制酶切割产生的黏性末端是否一定不同？

(3)哪种限制酶切割B片段产生的DNA片段能与限制酶SpeⅠ切割A片段产生的DNA片段相连接？为什么？连接完成后，该重组DNA分子的新连接处能否再被所用的限制酶识别？为什么？

与DNA相关的几种酶的比较

项目

DNA连接酶

DNA限制酶

DNA聚合酶

解旋酶

作用部位

磷酸二酯键

磷酸二酯键

磷酸二酯键

氢键

作用对象

DNA片段

DNA

单个的脱氧核苷酸

DNA

作用结果

将两个DNA片段连接成完整的DNA分子

切割DNA分子

将单个的脱氧核苷酸连接到DNA单链末端

将双链DNA分子局部解旋为单链

拓展延伸

1．回文序列

限制酶特异性识别和切割的部位具有回文序列，即在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致。例如：EcoRⅠ限制酶识别的DNA序列为eq\o(=====,\s\up7(GAATTC),\s\do5(CTTAAG))，为回文序列。

2．同尾酶

识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶构建载体时，切割位点的选择范围扩大。例如，我们选择了用某种限制酶切割载体，如果目的基因的核苷酸序列中恰好有该限制酶的识别序列，那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA片段时，目的基因就很可能被切断；这时可以考虑用合适的同尾酶(目的基因的核苷酸序列中不能有它的识别序列)来获取目的基因。

1．以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述正确的是()

A．以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的

B．②片段是在识别序列为eq\a\vs4\al\co1(GAATT,CTTAA)的限制酶作用下形成的

C．①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子

D．限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键

2．DNA连接酶是基因工程的必需工具。下列有关DNA连接酶的叙述，错误的是()

A．DNA连接酶可以将任意的两个DNA片段连接成一个重组DNA分子

B．DNA连接酶发挥作用时不需要识别特定的脱氧核苷酸序列

C．DNA连接酶可以催化两个脱氧核苷酸之