《高中生物 精讲优练课型 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具同课异构课件 新人教版选修3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 精讲优练课型 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具同课异构课件 新人教版选修3.ppt（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具学学习目目标1.1.认同基因工程的同基因工程的诞生和生和发展离不开理展离不开理论研究研究和技和技术创新。新。2.2.简述述DNADNA重重组技技术所需三种基本工具的作用。所需三种基本工具的作用。3.3.简述基因工程中述基因工程中载体需要具体需要具备的条件。的条件。一、基因工程的诞生和发展一、基因工程的诞生和发展基因工程的基础理论和技术支持基因工程的基础理论和技术支持( (连线连线) )：二、基因工程的概念二、基因工程的概念1.1.操作操作场所：所：_。2.2.操作技操作技术：DNADNA重重组和和_等技等技术。3.3.操作操作结果：果：赋予生物新的予
2、生物新的_，创造出更符合人造出更符合人们需要的新的需要的新的_和生物和生物产品。品。4.4.操作水平：操作水平：_水平。水平。生物体外生物体外转基因基因遗传特性特性生物生物类型型DNADNA分子分子三、三、DNADNA重重组技技术的三种工具的三种工具1.1.限制性核酸内切限制性核酸内切酶酶( (也称也称“限制限制酶酶”)“)“分子手分子手术刀刀”：(1)(1)来源：主要来自于来源：主要来自于_。(2)(2)种种类：约_种。种。(3)(3)特点：具有特点：具有专一性。一性。识别双双链DNADNA分子的某种分子的某种_。切割特定核苷酸序列中的特定位点。切割特定核苷酸序列中的特定位点。(4)(4)作
3、用：断开两个核苷酸之作用：断开两个核苷酸之间的的_。(5)(5)结果：果：产生生_或或_。原核生物原核生物4 0004 000特定核苷酸序列特定核苷酸序列磷酸二磷酸二酯键黏性末端黏性末端平末端平末端2.DNA2.DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”：(1)(1)作用：将作用：将_“_“缝合缝合”起来，恢复被起来，恢复被_切切开的两个核苷酸之间的开的两个核苷酸之间的_。双链双链DNADNA片段片段限制酶限制酶磷酸二酯键磷酸二酯键(2)(2)种类：种类：种种类来源来源特点特点_DNADNA连接接酶酶_只能只能“缝合合”具有具有_的双的双链DNADNA片段片段T T4 4DNADNA连接接酶酶
4、T T4 4噬菌体噬菌体既可以既可以“缝合合”双双链DNADNA片段互片段互补的的_，又可以，又可以“缝合合”双双链DNADNA片段的片段的_EcoliEcoli大大肠杆菌杆菌互互补黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端平末端平末端3.3.基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”：载体载体 质粒：是一种小型的双链环状质粒：是一种小型的双链环状 _的衍生物的衍生物动植物病毒等动植物病毒等能自我复制能自我复制具有一个至多个具有一个至多个_具有具有_对对_无害无害种类种类特点特点作用结果：携带作用结果：携带_进入受体细胞进入受体细胞 DNADNA分子分子噬菌体噬菌体限制酶切割位
5、点限制酶切割位点标记基因标记基因受体细胞受体细胞外源外源DNADNA片段片段四、重四、重组DNADNA分子的模分子的模拟操作操作1.1.材料用具：剪刀代表材料用具：剪刀代表_，透明胶条代表，透明胶条代表_。2.2.切割位点：切割位点：(1)(1)分分别从两从两块硬硬纸板上的一条板上的一条DNADNA链上找出上找出_序列，并序列，并选_之之间作切口作切口进行行“切割切割”。(2)(2)从另一条从另一条链上上_之之间寻找找EcoREcoR相相应的切口剪的切口剪开。开。3.3.操作操作结果：若操作正确，不同果：若操作正确，不同颜色的黏性末端色的黏性末端应能能_；否；否则，说明操作有明操作有误。Eco
6、REcoRDNADNA连接接酶酶G-A-A-T-T-CG-A-A-T-T-CG-AG-A互互补的碱基的碱基互互补配配对【微点拨】【微点拨】1.1.工具工具酶酶的的发现为基因工程作了什么技基因工程作了什么技术支持？支持？提示：提示：为为DNADNA的切割、连接以及目的基因的获得创造了条件。的切割、连接以及目的基因的获得创造了条件。2.2.利用基因工程利用基因工程实现的基因重的基因重组与与杂交育种交育种实现的基因重的基因重组有有什么不同？什么不同？提示：提示：前者是定向的，目的性强；后者是不定向的，获得所需前者是定向的，目的性强；后者是不定向的，获得所需要的重组性状所用的时间一般比较长。要的重组性
7、状所用的时间一般比较长。3.3.限制限制酶酶切割切割产生的末端在恢复生的末端在恢复时需用的需用的DNADNA连接接酶酶，为什么什么要加以要加以选择？提示：提示：EcoliDNAEcoliDNA连接酶只能连接黏性末端，而连接酶只能连接黏性末端，而T T4 4DNADNA连接酶既连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，所以必须进行选择。可以连接黏性末端，又可以连接平末端，所以必须进行选择。4.4.限制限制酶酶和和DNADNA解旋解旋酶酶的作用部位有什么不同？的作用部位有什么不同？提示：提示：限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，DNADNA解旋解旋酶作
8、用于碱基对的两个碱基之间的氢键。酶作用于碱基对的两个碱基之间的氢键。5.5.不同的限制不同的限制酶酶具有不同的具有不同的识别序列，序列，说明限制明限制酶酶具有什么特具有什么特性？性？提示：提示：专一性。专一性。6.6.作作为运运载工具的工具的载体，要求必体，要求必须对受体受体细胞无害，胞无害，为什么？什么？提示：提示：载体如果对受体细胞有害，其一旦被导入受体细胞，就载体如果对受体细胞有害，其一旦被导入受体细胞，就会影响甚至破坏受体的生命活动。会影响甚至破坏受体的生命活动。7.7.基因工程中工具与工具基因工程中工具与工具酶酶有什么不同？有什么不同？提示：提示：基因工程中的工具包括限制酶、基因工程
9、中的工具包括限制酶、DNADNA连接酶和载体，而连接酶和载体，而工具酶不包括载体，只有限制酶和工具酶不包括载体，只有限制酶和DNADNA连接酶。连接酶。1.1.科学家科学家们经过多年的努力，多年的努力，创立了一种新立了一种新兴生物技生物技术基基因工程，因工程，实施施该工程的最工程的最终目的是目的是( () )A.A.定向提取生物体的定向提取生物体的DNADNA分子分子B.B.定向地定向地对DNADNA分子分子进行人工行人工“剪切剪切”C.C.在生物体外在生物体外对DNADNA分子分子进行改造行改造D.D.定向地改造生物的定向地改造生物的遗传性状性状【解析】【解析】选选D D。基因工程是在生物体
10、外，通过对。基因工程是在生物体外，通过对DNADNA分子进行人分子进行人工工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地改造生物的表达，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地改造生物的遗传性状。遗传性状。2.2.以下有关基因工程的叙述，正确的是以下有关基因工程的叙述，正确的是( () )A.A.基因工程是基因工程是细胞水平上的生物工程胞水平上的生物工程B.B.基因工程的基因工程的产物物对人人类都
11、是有益的都是有益的C.C.基因工程育种的基因工程育种的优点之一是目的性点之一是目的性强强D.D.基因工程基因工程产生的生的变异属于人工异属于人工诱变【解析】【解析】选选C C。基因工程是分子水平上的生物工程，其产生的。基因工程是分子水平上的生物工程，其产生的变异属于基因重组，而不属于人工诱变；基因工程虽是按照人变异属于基因重组，而不属于人工诱变；基因工程虽是按照人们的意愿改造生物，目的性强，但并不是所有的基因产物对人们的意愿改造生物，目的性强，但并不是所有的基因产物对人类都有益。类都有益。3.3.在基因工程中，科学家所用的在基因工程中，科学家所用的“剪刀剪刀”“”“针线”和和“载体体”分分别是
12、是指指( () )A.A.大大肠杆菌病毒、杆菌病毒、质粒粒( (主要主要) )、DNADNA连接接酶酶B.B.噬菌体、噬菌体、质粒粒( (主要主要) )、DNADNA连接接酶酶C.C.限制限制酶酶、RNARNA连接接酶酶、质粒粒( (主要主要) )D.D.限制限制酶酶、DNADNA连接接酶酶、质粒粒( (主要主要) )【解析】【解析】选选D D。基因工程是在。基因工程是在DNADNA分子水平上操作的，对分子水平上操作的，对DNADNA分分子进行操作的工具，主要有子进行操作的工具，主要有“剪刀剪刀”限制酶，限制酶，“针线针线”DNADNA连接酶，连接酶，“载体载体”质粒、动植物病毒等。质粒、动植
13、物病毒等。4.4.限制限制酶酶切割切割DNADNA时切出的切出的DNADNA末端是末端是( () )A.A.只有黏性末端只有黏性末端B.B.既有黏性末端也有平末端既有黏性末端也有平末端C.C.只有平末端只有平末端D.D.任意末端任意末端【解析】【解析】选选B B。DNADNA分子经限制酶切割产生的分子经限制酶切割产生的DNADNA片段末端有两片段末端有两种形式：黏性末端和平末端。种形式：黏性末端和平末端。5.5.在基因工程中用来修在基因工程中用来修饰、改造生物基因的工具是、改造生物基因的工具是( () )A.A.限制限制酶酶和水解和水解酶酶B.B.限制限制酶酶和和DNADNA连接接酶酶C.C.
14、限制限制酶酶和和载体体D.DNAD.DNA连接接酶酶和和载体体【解析】【解析】选选B B。在基因工程实施过程中，需用同一种限制酶将。在基因工程实施过程中，需用同一种限制酶将含有目的基因的含有目的基因的DNADNA分子和质粒切开，以获得相同的黏性末端分子和质粒切开，以获得相同的黏性末端或平末端；再用或平末端；再用DNADNA连接酶将目的基因和载体连接起来以构成连接酶将目的基因和载体连接起来以构成重组质粒，故重组质粒，故B B项正确。项正确。6.6.下列关于限制下列关于限制酶酶和和DNADNA连接接酶酶的叙述正确的是的叙述正确的是( () )A.DNAA.DNA连接接酶酶可以恢复可以恢复DNADN
15、A分子中的分子中的氢键B.B.在基因工程操作中可以用在基因工程操作中可以用DNADNA聚合聚合酶酶代替代替DNADNA连接接酶酶C.C.其化学本其化学本质都是蛋白都是蛋白质D.D.它它们不能被反复利用不能被反复利用【解析】【解析】选选C C。限制酶和。限制酶和DNADNA连接酶的化学本质都是蛋白质，作连接酶的化学本质都是蛋白质，作用前后没有发生变化，可以被反复利用。用前后没有发生变化，可以被反复利用。DNADNA连接酶是通过形连接酶是通过形成磷酸二酯键将两个成磷酸二酯键将两个DNADNA分子片段连接起来，分子片段连接起来，DNADNA聚合酶是通过聚合酶是通过形成磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸连接起
16、来。形成磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸连接起来。7.7.下列哪下列哪项不是基因工程中不是基因工程中经常使用的运常使用的运载目的基因的目的基因的载体体( () )A.A.细菌菌质粒粒 B.B.噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物C.C.细菌核区中的菌核区中的DNA D.DNA D.动植物病毒植物病毒【解析】【解析】选选C C。细菌核区中的。细菌核区中的DNADNA是大型是大型DNADNA，不宜作为载体；，不宜作为载体；常用载体有细菌质粒、常用载体有细菌质粒、噬菌体的衍生物以及动植物病毒等。噬菌体的衍生物以及动植物病毒等。8.8.作为基因的运输工具作为基因的运输工具载体，必须具备的条件之一及理由载体，必须具备
17、的条件之一及理由是是( () )A.A.能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因量的目的基因B.B.具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的表达具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的表达C.C.具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件D.D.能够在受体细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选能够在受体细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选【解析】【解析】选选A A。作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之。作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必须能够在受体细胞内
18、稳定地保存并大量复制，以便通表达，必须能够在受体细胞内稳定地保存并大量复制，以便通过复制提供大量目的基因。同时要具有某些标记基因，是为了过复制提供大量目的基因。同时要具有某些标记基因，是为了通过标记基因是否表达来判断目的基因是否进入了受体细胞，通过标记基因是否表达来判断目的基因是否进入了受体细胞，从而筛选受体细胞。载体要具有多个限制酶切割位点，则是为从而筛选受体细胞。载体要具有多个限制酶切割位点，则是为了便于与外源基因连接。了便于与外源基因连接。一、基因工程的概念剖析和工具酶一、基因工程的概念剖析和工具酶1.1.基因工程的概念剖析：基因工程的概念剖析：应用技用技术DNADNA重重组、转基因等技
19、基因等技术操作操作环境境生物体外生物体外操作操作对象象基因基因操作水平操作水平DNADNA分子水平分子水平基本基本过程程剪切剪切拼接拼接导入入表达表达结果果创造出人造出人类需要的新的生物需要的新的生物类型和生物型和生物产品品2.2.与与DNADNA分子相关的四种酶的比较：分子相关的四种酶的比较：种种类项目目限制限制酶酶DNADNA连接接酶酶DNADNA聚合聚合酶酶解旋解旋酶酶作用底物作用底物DNADNA分子分子DNADNA分子片段分子片段脱氧脱氧核苷酸核苷酸DNADNA分子分子作用部位作用部位磷酸二磷酸二酯键磷酸磷酸二二酯键磷酸磷酸二二酯键碱基碱基对间的的氢键种种类项目目限制限制酶酶DNADN
20、A连接接酶酶DNADNA聚合聚合酶酶解旋解旋酶酶作用特点作用特点切割目的基因切割目的基因及及载体，特异体，特异性性识别核苷酸核苷酸序列，使特定序列，使特定部位的磷酸二部位的磷酸二酯键断开断开将双将双链DNADNA片段片段“缝合合”起起来，恢复来，恢复磷酸二磷酸二酯键将将单个脱个脱氧核苷酸氧核苷酸添加到脱添加到脱氧核苷酸氧核苷酸链上上将将DNADNA两两条条链之之间的的氢键打打开开作用作用结果果形成黏性末端形成黏性末端或平末端或平末端形成重形成重组DNADNA分子分子形成新的形成新的DNADNA分子分子形成形成单链DNADNA分子分子应用用基因工程基因工程DNADNA复制复制说明：明：(1)(1
21、)不同不同DNADNA分子用同一种限制分子用同一种限制酶酶切割形成的黏性末端都相同；切割形成的黏性末端都相同；同一个同一个DNADNA分子用不同的限制分子用不同的限制酶酶切割，切割，产生的黏性末端一般不生的黏性末端一般不相同。相同。(2)DNA(2)DNA连接接酶酶无无识别的特异性，的特异性，DNADNA连接接酶酶对于黏性末端或平于黏性末端或平末端都能催化其末端都能催化其“缝合合”，重新形成，重新形成DNADNA分子。分子。【易错提醒】【易错提醒】DNADNA连接酶作用部位辨析连接酶作用部位辨析(1)(1)图示：图示：(2)(2)分析。分析。针对上图，不要误认为针对上图，不要误认为DNADNA
22、连接酶作用于碱基对之间的氢键。连接酶作用于碱基对之间的氢键。DNADNA连接酶作用于图中的连接酶作用于图中的“断口断口”处，形成磷酸二酯键。处，形成磷酸二酯键。比喻：比喻：DNADNA连接酶连接酶“不是作用于梯子的踏板处，而是作用于不是作用于梯子的踏板处，而是作用于梯子扶手的断口处梯子扶手的断口处”。1.1.下列对基因工程的理解，正确的是下列对基因工程的理解，正确的是( () )它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程对基因进行人为删减或增添某些碱基对基因进行人为删减或增添某些碱基是体外进行的人为的基因重组是体外进行的人为的基因重组在
23、实验室内，利用相关的酶和原料合成在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNADNA主要技术为体外主要技术为体外DNADNA重组技术和转基因技术重组技术和转基因技术在在DNADNA分子水平上进行操作分子水平上进行操作一旦成功，便可遗传一旦成功，便可遗传A. B.A. B.C. D.C. D.【解题关键】【解题关键】解答本题的技巧：排除法。解答本题的技巧：排除法。(1)(1)判断判断错误，排除错误，排除A A、D D项；项；(2)(2)判断判断错误，排除错误，排除B B项。项。【解析】【解析】选选C C。基因工程是对现有基因的剪切和拼接，并没有。基因工程是对现有基因的剪切和拼接，并没有对基因进行改造，
24、也不是要合成新的对基因进行改造，也不是要合成新的DNADNA。2.(20132.(2013枣庄高二庄高二检测) )现有一有一长度度为1 0001 000个碱基个碱基对(bp)(bp)的的DNADNA分子，用限制分子，用限制酶酶EcoREcoR酶酶切后得到的切后得到的DNADNA分子仍是分子仍是1 000 bp1 000 bp，用用KpnKpn单独独酶酶切得到切得到400 bp400 bp和和600 bp600 bp两种两种长度的度的DNADNA分子，用分子，用EcoREcoR、KpnKpn同同时酶酶切后得到切后得到200 bp200 bp和和600 bp600 bp两种两种长度的度的DNADN
25、A分子。分子。该DNADNA分子的分子的酶酶切切图谱正确的是正确的是( () )【解题关键】【解题关键】解答本题的关键有两点：解答本题的关键有两点：(1)(1)会读图、析图，所给选项中有线形会读图、析图，所给选项中有线形DNADNA、环状、环状DNADNA。(2)(2)正确分析切割位点不同所得片段不同。正确分析切割位点不同所得片段不同。【解析】【解析】选选D D。从题干中。从题干中“用限制酶用限制酶EcoREcoR酶切后得到的酶切后得到的DNADNA分分子仍是子仍是1 000 bp”1 000 bp”，再结合选项中，再结合选项中DNADNA分子的可能酶切图谱分分子的可能酶切图谱分析可知，此析可
26、知，此DNADNA分子是环状的，故分子是环状的，故A A、B B排除。同理，从排除。同理，从“用用KpnKpn单独酶切得到单独酶切得到400 bp400 bp和和600 bp600 bp两种长度的两种长度的DNADNA分子分子”，又，又可推知图谱中应有两个可推知图谱中应有两个KpnKpn酶切位点，故选酶切位点，故选D D。【变式式备选】(2014(2014天水高二天水高二检测) )限制限制酶酶是一种核酸切割是一种核酸切割酶酶，可可识别并切割并切割DNADNA分子上特定的核苷酸序列。如分子上特定的核苷酸序列。如图为四种限制四种限制酶酶BamHBamH、EcoREcoR、HindHind以及以及B
27、glBgl的的识别序列。箭序列。箭头表示表示每一种限制每一种限制酶酶的特定切割部位，其中哪两种限制的特定切割部位，其中哪两种限制酶酶所切割出来所切割出来的的DNADNA片段末端可以互片段末端可以互补黏合？其正确的末端互黏合？其正确的末端互补序列是什么序列是什么( () )A.BamHA.BamH和和EcoREcoR末端互末端互补序列序列为AATT-AATT-B.BamHB.BamH和和HindHind末端互末端互补序列序列为GATC-GATC-C.EcoRC.EcoR和和HindHind末端互末端互补序列序列为AATT-AATT-D.BamHD.BamH和和BglBgl末端互末端互补序列序列为
28、GATC-GATC-【解析】【解析】选选D D。A A项中项中BamHBamH酶切出的末端序列为酶切出的末端序列为-GATC-GATC-，EcoREcoR酶切出的末端序列为酶切出的末端序列为-AATT-AATT-，两者不互补；，两者不互补；B B项项HindHind酶切出的末端序列为酶切出的末端序列为-AGCT-AGCT-，与，与BamHBamH酶切出的末端序列不互酶切出的末端序列不互补；同理可推，补；同理可推，C C项中也不互补，只有项中也不互补，只有D D项中才互补。项中才互补。二、基因工程中常用的二、基因工程中常用的载体体质粒粒1.1.特点：特点：质粒是一种裸露的、小型、双粒是一种裸露的
29、、小型、双链、环状状DNADNA分子。分子。2.2.本本质：质粒是独立于粒是独立于细菌菌拟核核DNADNA之外的小型之外的小型DNADNA分子，不是分子，不是细胞器。胞器。3.3.质粒作粒作为载体所具体所具备的条件：的条件：(1)(1)能自我复制：能能自我复制：能够在受体在受体细胞中胞中进行自我复制，或整合到行自我复制，或整合到染色体染色体DNADNA上，随染色体上，随染色体DNADNA进行同步复制。行同步复制。(2)(2)有切割位点：有一个至多个限制有切割位点：有一个至多个限制酶酶切割位点，供外源基因切割位点，供外源基因插入。插入。(3)(3)具有具有标记基因：具有特殊的基因：具有特殊的标记
30、基因，供重基因，供重组DNADNA的的鉴定和定和选择。(4)(4)无毒害作用：无毒害作用：对受体受体细胞无毒害作用，否胞无毒害作用，否则受体受体细胞将受胞将受到到损伤甚至死亡。甚至死亡。4.4.作用：作用：(1)(1)作作为运运输工具，将目的基因工具，将目的基因导入受体入受体细胞。胞。(2)(2)质粒携粒携带目的基因在受体目的基因在受体细胞内大量复制。胞内大量复制。【思维拓展】【思维拓展】细胞膜上的载体与基因工程中的载体的区别细胞膜上的载体与基因工程中的载体的区别(1)(1)化学本质不同：细胞膜上的载体化学成分是蛋白质；基因化学本质不同：细胞膜上的载体化学成分是蛋白质；基因工程中的载体可能是物
31、质，如质粒工程中的载体可能是物质，如质粒(DNA)(DNA)、噬菌体的衍生物，噬菌体的衍生物，也可能是生物，如动植物病毒等。也可能是生物，如动植物病毒等。(2)(2)功能不同：细胞膜上载体的功能是协助细胞膜控制物质进功能不同：细胞膜上载体的功能是协助细胞膜控制物质进出细胞；基因工程中的载体是一种出细胞；基因工程中的载体是一种“分子运输车分子运输车”，把目的基，把目的基因导入受体细胞。因导入受体细胞。1.(20141.(2014台州高二台州高二检测) )下列关于基因工程中下列关于基因工程中载体的体的说法，正法，正确的是确的是( () )A.A.质粒是一种独立于粒是一种独立于细菌菌拟核外的核外的链
32、状状DNADNA分子分子B.B.所有的所有的质粒都可以作粒都可以作为基因工程中的基因工程中的载体体C.C.质粒粒载体的复制和表达不遵循中心法体的复制和表达不遵循中心法则D.D.作作为载体的体的质粒常含有抗生素抗性基因粒常含有抗生素抗性基因【解题关键】【解题关键】解答本题的突破口：解答本题的突破口：(1)(1)明确天然质粒并不完全具备作为载体的全部条件。明确天然质粒并不完全具备作为载体的全部条件。(2)(2)理解质粒上遗传信息的传递遵循中心法则。理解质粒上遗传信息的传递遵循中心法则。【解析】【解析】选选D D。质粒是双链环状。质粒是双链环状DNADNA分子，其复制和表达遵循中分子，其复制和表达遵
33、循中心法则。只有经过人工改造的质粒，才能作为基因工程的载体。心法则。只有经过人工改造的质粒，才能作为基因工程的载体。质粒上的抗性基因利于重组质粒上的抗性基因利于重组DNADNA的鉴定和筛选。的鉴定和筛选。2.2.目前基因工程所用的目前基因工程所用的质粒粒载体主要是以天然体主要是以天然细菌菌质粒的各种粒的各种元件元件为基基础重新重新组建的人工建的人工质粒，粒，pBR322pBR322质粒是粒是较早构建的早构建的质粒粒载体，其主要体，其主要结构如下构如下图所示。所示。(1)(1)构建人工构建人工质粒粒时要有抗性基因，以便于要有抗性基因，以便于 。(2)pBR322(2)pBR322分子中有分子中有
34、单个个EcoREcoR限制限制酶酶作用位点，作用位点，EcoREcoR只能只能识别序列序列GAATTCGAATTC，并只能在，并只能在G G与与A A之之间切割。若在某目的基切割。若在某目的基因的两因的两侧各有各有1 1个个EcoREcoR的切点，的切点，请画出目的基因两画出目的基因两侧被限制被限制酶酶EcoREcoR切割后所形成的黏性末端。切割后所形成的黏性末端。(3)pBR322(3)pBR322分子中另有分子中另有单个的个的BamHBamH限制限制酶酶作用位点，作用位点，现将将经BamHBamH处理后的理后的质粒与用另一种限制粒与用另一种限制酶酶BglBgl处理得到的目的理得到的目的基因
35、，通基因，通过酶酶作用恢复作用恢复键，成功，成功获得了重得了重组质粒，粒，说明明 。(4)(4)为了了检测上述重上述重组质粒是否粒是否导入原本无入原本无ampampR R和和tettetR R的大的大肠杆杆菌，将大菌，将大肠杆菌在含氨杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如青霉素的培养基上培养，得到如图二二的菌落。再将的菌落。再将灭菌菌绒布按到培养基上，使布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然布面沾上菌落，然后将后将绒布按到含四布按到含四环素的培养基上培养，得到如素的培养基上培养，得到如图三的三的结果果( (空圈表示与空圈表示与图二二对照无菌落的位置照无菌落的位置) )。与。与图三空圈相三空圈相
36、对应的的图二中的菌落表二中的菌落表现型是型是，图三三结果果显示，多数大示，多数大肠杆菌杆菌导入的是入的是。【解题关键】【解题关键】解答本题应明确以下两点：解答本题应明确以下两点：(1)(1)基因工程中工具酶的作用及特点。基因工程中工具酶的作用及特点。(2)(2)质粒的结构组成及其作用。质粒的结构组成及其作用。【解析】【解析】(1)(1)质粒作为基因表达载体的条件之一是要有抗性基质粒作为基因表达载体的条件之一是要有抗性基因，以便于筛选因，以便于筛选( (鉴别鉴别) )目的基因是否导入受体细胞。目的基因是否导入受体细胞。(2)(2)同一限制酶切割同一限制酶切割DNADNA分子产生的黏性末端相同，根
37、据题意可分子产生的黏性末端相同，根据题意可知该目的基因两侧被限制酶知该目的基因两侧被限制酶EcoREcoR切割后所形成的黏性末端为：切割后所形成的黏性末端为：(3)DNA(3)DNA连接酶催化两个连接酶催化两个DNADNA片段形成磷酸二酯键；而通过片段形成磷酸二酯键；而通过DNADNA连连接酶作用能将两个接酶作用能将两个DNADNA分子片段连接，表明经两种限制酶分子片段连接，表明经两种限制酶(BamH(BamH和和Bgl)Bgl)切割得到的切割得到的DNADNA片段，其黏性末端相同。片段，其黏性末端相同。(4)(4)由题意知：由于与图三空圈相对应的大肠杆菌能在含氨苄由题意知：由于与图三空圈相对
38、应的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能在含四环素的培养基上生长，青霉素的培养基上生长，而不能在含四环素的培养基上生长，故可推知与图三空圈相对应的图二中的菌落能抗氨苄青霉素，故可推知与图三空圈相对应的图二中的菌落能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素。由图二、图三结果显示，多数大肠杆菌都能但不能抗四环素。由图二、图三结果显示，多数大肠杆菌都能抗氨苄青霉素和四环素，而经限制酶抗氨苄青霉素和四环素，而经限制酶BamHBamH作用后，标记基因作用后，标记基因tettetR R被破坏，从而使大肠杆菌不能抗四环素，故多数大肠杆菌被破坏，从而使大肠杆菌不能抗四环素，故多数大肠杆菌导入的是导入的是pBR3
39、22pBR322质粒。质粒。答案：答案：(1)(1)筛选筛选( (鉴别鉴别) )目的基因是否导入受体细胞目的基因是否导入受体细胞(2)(2)(3)(3)磷酸二酯两种限制酶磷酸二酯两种限制酶(BamH(BamH和和Bgl)Bgl)切割得到的黏性末切割得到的黏性末端相同端相同(4)(4)能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素pBR322pBR322质粒质粒【互【互动探究】探究】(1)(1)题2 2图一中有多个限制一中有多个限制酶酶作用位点，其作用是什么？作用位点，其作用是什么？提示：提示：供外源供外源DNA(DNA(或目的基因或目的基因) )插入其中。插入其中。(2)(2)题
40、2 2中将中将经BamHBamH处理后的理后的质粒与用粒与用EcoREcoR处理得到的目的理得到的目的基因，通基因，通过DNADNA连接接酶酶是否一定能是否一定能连接，接，为什么？什么？提示：提示：不一定。不一定。BamHBamH和和EcoREcoR处理得到的处理得到的DNADNA黏性末端如果黏性末端如果相同则可以连接，否则不能连接。相同则可以连接，否则不能连接。【误区警示】【误区警示】解答有关基因工程载体问题的四点提醒解答有关基因工程载体问题的四点提醒(1)(1)作为载体必须能自我复制、具有酶切位点和标记基因、对作为载体必须能自我复制、具有酶切位点和标记基因、对受体细胞无害。受体细胞无害。(2)(2)最常用载体为大肠杆菌中的质粒，其为独立于拟核最常用载体为大肠杆菌中的质粒，其为独立于拟核DNADNA之外之外的双链环状的双链环状DNADNA分子。分子。(3)(3)天然质粒必须经过人工改造才能作为载体，因为任何天然天然质粒必须经过人工改造才能作为载体，因为任何天然质粒都不完全具备作为载体的条件。质粒都不完全具备作为载体的条件。(4)(4)质粒上基因的行为完全遵循中心法则。质粒上基因的行为完全遵循中心法则。
