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1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，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，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术，或DNA拼接技术。基因工程是指按照人们的愿望，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，再放到另一种生物的细胞中，定向改变生物的遗传性状。1.1 DNA重组技术的基本工 具DNA重组技术的基本工具u准确切割DNA的工具（“分子手术刀” ） uDNA片段的连接工具（“分子缝合针” ） u基因转移工具 （“分子运输车”）识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸 序列，并且使每一
2、条链中特定部位的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要是从原核生物中分离纯化出来的一 种酶。能将外来的DNA切断，由于这种 切割作用是在DNA分子内部进行的，故 名限制性核酸内切酶。4000种。1 1、来源：、来源： 2 2、种类：、种类：3 3、作用：、作用：4 4、结果：、结果：形成两种末端“分子手术刀” 限制性核酸内切酶黏性末端平末端T磷 酸 二 酯 键1234512345A重播u 大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端。u Sma能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端 。限制酶切出的黏性末端和平末端的比较较 什么叫黏性末端？
3、当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切 开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切 口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正 好互补配对，这样的切口叫黏性末端。什么叫平末端？当限制酶从识别序列的中心轴线处切 开时，切开的DNA两条单链的切口，是平 整的，这样的切口叫平末端。“分子缝合针”DNA连接酶E.coliDNA连接酶：连接黏性末端 T4 DNA连接酶：连接黏性末端和平末端作用：将切下的DNA片段拼接成新DNA。【探规寻规寻 律】 几种酶的作用部位限制性核酸内切酶、DNA连连接酶、DNA聚合酶作用于部位,DNA解旋酶作用于部位。几个酶之间间的对对比1.DNA连连接酶与DNA聚合酶的比较较DNA连连接酶
4、DNA聚合酶相同点催化两个脱氧核苷酸之间间形成磷酸二酯键酯键不 同 点模板不需要模板需要DNA的一条链为链为 模板作用 对对象游离的DNA片段单单个的脱氧核苷酸作用 结结果形成完整的DNA分子形成DNA的一条链链用途基因工程DNA复制2.限制性核酸内切酶与DNA连连接酶的比较较(1)区别别作用应应用限制性核 酸内切酶使特定部位的磷 酸二酯键酯键 断裂用于提取目的基 因和切割载载体DNA连连接 酶在DNA片段之间间 重新形成磷酸二 酯键酯键用于基因表达载载 体的构建(2)限制酶和DNA连连接酶的关系可表示为为：根据下图图所示,有关酶功能的叙述错误错误 的是( )A限制性核酸内切酶可以切断a处处B
5、DNA聚合酶可以连连接a处处C解旋酶可以使b处处解开DDNA连连接酶可以连连接c处处例1解析：选选D。限制性核酸内切酶切割DNA分子时时破坏的是DNA链链中的磷酸二酯键酯键 ，如题图题图 a处处。DNA聚合酶是将单单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟羟基上，形成磷酸下列关于DNA连连接酶的叙述正确的是( ) 催化相同黏性末端的DNA片段之间间的连连接 催化不同黏性末端的DNA片段之间间的连连接 催化两个黏性末端互补补碱基间氢键间氢键 的形成 催化DNA分子两条链链的脱氧核糖与磷酸之间间磷 酸二酯键酯键 的形成 A B C D 【解答】 D例例2 2【解析】 在DNA重组组技术术中，两个DN
6、A片段间间必须须有相同的黏性末端才能互补补配对对，进进行结结合；具有相同黏性末端的DNA分子连连接时时，DNA连连接酶的作用是催化脱氧核苷酸链链的脱氧核糖与磷酸之间间磷酸二酯键酯键 的形成，即把“梯子”的“扶手”缝缝合起来。变变式训练训练 两个具有相同黏性末端的DNA片段，在条件适宜时时，经经酶的作用合成一个重组组DNA分子。该该酶是( )ADNA连连接酶 BRNA聚合酶CDNA聚合酶 D限制性内切酶解析：选选A。本题题考查查几种酶的作用。DNA连连接酶可以连连接两个DNA片段之间间的磷酸二酯键酯键 形成一个DNA分子；RNA聚合酶可以催化单单个游离的核糖核苷酸形成RNA；DNA聚合酶可以催化
7、单单个游离的脱氧核糖核苷酸形成DNA；限制性内切酶可以将DNA分子从特定的位点切割成两个DNA片段。基因进入受体细胞的载体要让一个从甲生物细胞内取出来的基因 在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送 到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。q作用：将外源基因送入受体细胞。q种类：质粒、噬菌体、动植物病毒。q条件：基因进入受体细胞的载体思考假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？作为载体没有切割位点将怎样？目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？如果载体对受体细胞有害将怎样？有切割位点能自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达 ；有遗传标记基因能与目的基因结合对受体
8、细胞无害比较容易得到载体的条件什么是质粒 存在于细菌以及酵母菌等生物中 细菌拟核DNA外(细胞染色体外)能自主复制 的裸露的、结构简单、双链环状DNA分子 细菌的质粒比细菌DNA小得多 带有少量基因 常有抗生素抗性基因,使细菌有抗药性 质粒与宿主细胞的关系 质粒的存在对宿主细胞无影响 质粒的复制只能在宿主细胞内完成质粒（最常用的运载体）质 粒能复制并带着插 入的目的基因一 起复制有切割位点有标记基因的存 在，将来可用含 青霉素的培养基 鉴别。提连转增检基因工程的一般过程基因工程过程示意图从细胞中分从细胞中分 离出离出DNADNA限制酶截取限制酶截取 DNADNA片断片断分离大肠杆分离大肠杆 菌
9、中的质粒菌中的质粒 DNADNA重组重组用重组质粒用重组质粒 转化大肠杆菌转化大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌 克隆大量基因克隆大量基因如图为图为 大肠肠杆菌及质质粒载载体的结结构模式图图，据图图回答下列问题问题 。例3(1)a代表的物质质和质质粒的化学本质质相同，都是_，二者还还具有其他共同点，如_,_ (写出两条即可)。(1)DNA 能够够自我复制 具有遗传遗传 效应应(2)若质质粒DNA分子的切割末端为为A,TGCGC)，则则与之连连接的目的基因切割末端应为应为 _；可使用_把质质粒和目的基因连连接在一起。(3)氨苄苄青霉素抗性基因在质质粒DNA上称为为_，其作用是_。(3)标记标记 基
10、因 供重组组DNA的鉴鉴定和选择选择 (4)下列常在基因工程中作为为载载体的是( )A苏苏云金芽孢孢杆菌抗虫基因B土壤农农杆菌环环状RNA分子C大肠肠杆菌的质质粒D动动物细细胞的染色体C【解析】 质质粒是基因工程中最常用的载载体,是一种裸露的、结结构简单简单 、独立于细细菌拟拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环链环 状DNA分子，具有一至多个限制酶切割位点，进进入受体细细胞后能自主复制，具有标记标记 基因便于重组组DNA的鉴鉴定与选择选择 。【答案】 (1)DNA 能够够自我复制 具有遗传遗传 效应应(2)(3)标记标记 基因 供重组组DNA的鉴鉴定和选择选择 (4)C评价反馈1.科学家
11、们经过多年的努力创立了一种新兴生物技术-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D2.下列有关基因工程中限制性内切酶的描述错误的是（ ）A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制性内切酶的活性受温度的影响C.限制性内切酶能识别和切割RNAD.限制性内切酶可从原核生物中提取C3.关于限制性核酸内切酶的说法中正确的是（ ）A.限制性核酸内切酶是一种酶，只识别GAATTC序列B.EcoR切割的是G-A之间的氢键C.限制性核酸内切酶一般不切割自身的DNA
12、分子，只切割外源DNAD.限制性核酸内切酶只存在于原核生物中C4.DNA连接酶的重要功能是（ ）A.DNA复制时母链与子链间形成氢键B.将两DNA片段之间的缝隙连接起来C.黏性末端互补碱基间形成氢键D.A、B、C三项都不正确B5.关于限制酶和DNA连接酶的说法中正确的是（ ）A.其化学本质都是蛋白质B.DNA连接酶可恢复DNA分子中的氢键C.在基因工程中DNA聚合酶可以替代DNA连接酶D.限制酶切割后一定能产生粘性末端A6.在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需 使用（ ）A.同种限制酶 B. 两种限制酶 C.同种连接酶 D. 两种连接酶A7.7.不不属于质粒被选为基因运载体的
13、理由是（属于质粒被选为基因运载体的理由是（ ）A A、能复制、能复制B B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C C、具有标记基因、具有标记基因D D、它是环状、它是环状DNADNAD8.8.基因工程是在基因工程是在DNADNA分子水平上进行设计施工的。在基因操分子水平上进行设计施工的。在基因操 作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 ( ) ( ) A A、人工合成目的基因、人工合成目的基因 B B、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合C C、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞 D D、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达C
