高中生物浙科版現(xiàn)代生物科技專題第一章基因工程 第1章第1節(jié)

第一節(jié)工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.聯(lián)系遺傳工程的含義，說(shuō)出基因工程的主要內(nèi)容。2.結(jié)合“工具酶作用示意圖”說(shuō)出限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用。3.結(jié)合“質(zhì)粒分子結(jié)構(gòu)示意圖”明確質(zhì)粒的本質(zhì)及特性。1.DNA重組技術(shù)所需3種基本工具的作用。(重點(diǎn))2.基因工程載體需要具備的條件。(重難點(diǎn))遺傳工程的概念1.狹義的遺傳工程指基因工程。2．廣義的遺傳工程泛指把一種生物的遺傳物質(zhì)(細(xì)胞核、染色體脫氧核糖核酸等)移到另一種生物的細(xì)胞中去，并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在受體細(xì)胞中表達(dá)。基因工程的理論基礎(chǔ)和技術(shù)保障理論基礎(chǔ)DNA是遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立中心法則的認(rèn)定和遺傳密碼的破譯技術(shù)保障基因轉(zhuǎn)移載體——質(zhì)粒的發(fā)現(xiàn)多種限制性核酸內(nèi)切酶和連接酶以及逆轉(zhuǎn)錄酶(工具酶)的發(fā)現(xiàn)DNA合成和測(cè)序技術(shù)的發(fā)明DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)、重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物問(wèn)世、PCR技術(shù)的發(fā)明DNA重組技術(shù)的基本工具1.基因的——限制性核酸內(nèi)切酶(1)作用：對(duì)DNA分子上不同的特定的核苷酸序列進(jìn)行識(shí)別和切割。(2)作用特點(diǎn)：專一性。(3)作用結(jié)果：產(chǎn)生粘性末端，使DNA的重組成為可能。1.左圖中打開(kāi)G與C化學(xué)鍵的酶c的名稱是什么？工具a使哪種化學(xué)鍵斷裂？【提示】解旋酶；磷酸二酯鍵。2．基因的——DNA連接酶(1)發(fā)現(xiàn)：1967年。(2)作用：將具有末端堿基互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)DNA分子片斷連接在一起。(3)過(guò)程如圖所示：3．基因工程的載體(如圖)大腸桿菌質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)示意圖(1)種類①質(zhì)粒：是一種小型的環(huán)狀DNA分子。②λ噬菌體。③動(dòng)植物病毒等。(2)特點(diǎn)①能自我復(fù)制。②具有一個(gè)至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)。③具有標(biāo)記基因。④對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。(3)作用結(jié)果攜帶外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞。2.嘗試寫出圖示中的酶a及X的名稱？【提示】酶a是DNA連接酶，X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞。1．一種限制性核酸內(nèi)切酶可識(shí)別多種特定的核苷酸序列。(×)【提示】一種限制性核酸內(nèi)切酶只識(shí)別一種核苷酸序列。2．基因工程的載體與物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)所需要的載體化學(xué)本質(zhì)相同。(×)【提示】前者的化學(xué)本質(zhì)是DNA，后者的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。3．不同限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA后形成的粘性末端可能相同。(√)4．DNA連接酶可將任意兩個(gè)DNA片斷連接在一起。(×)【提示】可將兩個(gè)粘性末端相同的DNA片斷連接在一起。5．質(zhì)粒上抗性基因的存在有利于目的基因表達(dá)的鑒定。(×)【提示】有利于導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞的篩選。對(duì)限制性核酸內(nèi)切酶的認(rèn)識(shí)【問(wèn)題導(dǎo)思】①限制性核酸內(nèi)切酶在DNA的任何部位都能將DNA切開(kāi)嗎？②限制性核酸內(nèi)切酶作用于DNA的何種部位？③限制性核酸內(nèi)切酶作用的產(chǎn)物叫什么？1．來(lái)源多數(shù)來(lái)自微生物。2．特點(diǎn)具有專一性，表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)識(shí)別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列。(2)在特定位點(diǎn)切割特定的序列，特定序列表現(xiàn)為中心對(duì)稱，如EcoRⅠ限制性核酸內(nèi)切酶的切割序列(如圖所示)。3．作用切開(kāi)DNA鏈中的磷酸二酯鍵(即連接相鄰脫氧核苷酸的鍵)，而不是堿基間的氫鍵。4．產(chǎn)物——粘性末端粘性末端：是限制性核酸內(nèi)切酶在識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開(kāi)形成的。(如圖)從圖中可看出，經(jīng)限制性核酸內(nèi)切酶一次切割，可產(chǎn)生出兩個(gè)粘性末端，而且兩個(gè)末端反向并且可互補(bǔ)(圖中箭頭表示粘性末端方向)。1．不同種類的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別與切割的位點(diǎn)不同，這與酶催化作用的專一性特點(diǎn)是一致的。2．限制性核酸內(nèi)切酶特異性識(shí)別的切割部位都具有回文序列，也就是在切割部位，一條鏈正向讀的堿基順序，與另一條鏈反向讀的順序完全一致。3．限制性核酸內(nèi)切酶切點(diǎn)數(shù)與切后DNA條數(shù)的關(guān)系(1)線形DNA分子：切后DNA分子數(shù)＝切點(diǎn)數(shù)＋1。(2)環(huán)狀DNA分子：切后DNA分子數(shù)＝切點(diǎn)數(shù)。(2023·杭州高二質(zhì)檢)下表為常用的限制性核酸內(nèi)切酶及其識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，由此推斷的以下說(shuō)法中，正確的是()限制性核酸內(nèi)切酶名稱識(shí)別序列和切割位點(diǎn)限制性核酸內(nèi)切酶名稱識(shí)別序列和切割位點(diǎn)BamHⅠG↓GATCCKpnⅠGGTAC↓CEcoRⅠG↓AATTCSau3AⅠ↓GATCHindⅡGTY↓RACSmaⅠCCC↓GGG(注：Y＝C或T，R＝A或G)A．限制性核酸內(nèi)切酶切割后不一定形成粘性末端B．限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)一定在識(shí)別序列的內(nèi)部C．不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后一定形成不同的粘性末端D．一種限制性核酸內(nèi)切酶一定只能識(shí)別一種核苷酸序列【審題導(dǎo)析】限制性核酸內(nèi)切酶是一類酶，含有多種酶，區(qū)分這些酶種類的依據(jù)是識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，而不是粘性末端。【精講精析】由表中信息可知，HindⅡ能識(shí)別不同的核苷酸序列；核苷酸序列經(jīng)限制性核酸內(nèi)切酶切割后不一定形成粘性末端，可形成平末端，如SmaⅠ切割DNA形成的末端；Sau3AⅠ的切割位點(diǎn)在識(shí)別序列的外部；不同限制性核酸內(nèi)切酶切割后可能形成相同的粘性末端，如BamHⅠ與Sau3AⅠ切割形成的末端。【答案】A現(xiàn)有一長(zhǎng)度為1000個(gè)堿基對(duì)(bp)的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnⅠ單獨(dú)酶切得到400bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同時(shí)酶切后得到200bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子。下圖中表示該DNA分子的酶切圖譜正確的是()【思維導(dǎo)圖】解答此題的思維流程如下：eq\x(\a\al(EcoRⅠ酶,切的結(jié)果))?eq\x(\a\al(環(huán)狀DNA))?eq\x(\a\al(分析KpnⅠ,酶切的情況))?eq\x(\a\al(確定酶,切位點(diǎn)))【精講精析】該題目要注意兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割后切點(diǎn)數(shù)及位置特點(diǎn)。根據(jù)題干信息可知：該DNA分子被EcoRⅠ酶切之后還是一個(gè)DNA分子且長(zhǎng)度不變，說(shuō)明該DNA是環(huán)狀DNA，其中有一個(gè)EcoRⅠ酶的切點(diǎn)；單獨(dú)用KpnⅠ酶切割該DNA形成兩個(gè)DNA分子，說(shuō)明該DNA中有兩個(gè)KpnⅠ酶的切點(diǎn)，故答案為D。另外，該題也可用驗(yàn)證法來(lái)解：將A、B、C、D四項(xiàng)一一代入驗(yàn)證，看哪個(gè)選項(xiàng)符合題意。【答案】D對(duì)DNA連接酶的認(rèn)識(shí)【問(wèn)題導(dǎo)思】①DNA連接酶與DNA聚合酶作用相同嗎？②連接堿基對(duì)之間的氫鍵也是DNA連接酶作用的結(jié)果嗎？③DNA復(fù)制過(guò)程中需要DNA連接酶的催化嗎？1．DNA連接酶作用將DNA片段間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)特點(diǎn)將具有相同的粘性末端或平末端的DNA片段連接起來(lái)。在基因工程中，為了保證獲得相同的粘性末端，通常要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和載體。實(shí)例E·coliDNA連接酶連接兩個(gè)粘性末端連接酶與DNA聚合酶的比較DNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵不同點(diǎn)模板不需要模板需要DNA的一條鏈為模板作用對(duì)象游離的DNA片段單個(gè)的脫氧核苷酸作用結(jié)果形成完整的DNA分子形成雙鏈DNA用途基因工程DNA復(fù)制幾種酶的作用部位圖解1．作用于a(磷酸二酯鍵)的酶有：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、DNA聚合酶。2．作用于b(氫鍵)的酶只有解旋酶。下列關(guān)于DNA連接酶的作用，敘述正確的是()A．能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的粘性末端之間連接起來(lái)，也能將雙鏈DNA的粘性末端之間的氫鍵進(jìn)行連接B．將單個(gè)核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵C．連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D．將斷開(kāi)的兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)，重新形成磷酸二酯鍵【審題導(dǎo)析】解答此題的突破口在于明確DNA連接酶的作用為DNA片斷間的“封口”，而DNA聚合酶則是連接的單個(gè)脫氧核苷酸。【精講精析】表面上看，DNA連接酶和DNA聚合酶兩者都是形成磷酸二酯鍵，但本質(zhì)上有所區(qū)別：①DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。②DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)。選項(xiàng)B是DNA聚合酶的作用。DNA連接酶不能連接氫鍵，選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。【答案】D(2023·舟山高二檢測(cè))下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖。對(duì)該圖的不正確描述是()A．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸B．解旋酶作用的部位是⑨C．某限制性核酸內(nèi)切酶可選擇⑨處作為切點(diǎn)D．DNA連接酶可連接⑩處斷裂的化學(xué)鍵【審題導(dǎo)析】解答此題應(yīng)注意圖示中氫鍵為DNA雙鏈堿基對(duì)的連接部位或粘性末端的堿基連接部位。磷酸二酯鍵為DNA單鏈中脫氧核苷酸之間的連接部位。【精講精析】DNA的基本單位為脫氧核苷酸，而4種脫氧核苷酸是根據(jù)堿基類型來(lái)命名的。圖中⑨為氫鍵，⑩為磷酸二酯鍵，而解旋酶作用的部位是氫鍵，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。【答案】C基因工程的載體及其必須具備的條件【問(wèn)題導(dǎo)思】①質(zhì)粒的本質(zhì)是什么？②質(zhì)粒為什么適合作為載體？③作為基因工程中的載體需要哪些條件？1．常見(jiàn)的載體——質(zhì)粒(如圖)(1)具備條件①能自我復(fù)制：能夠在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制。②有切割位點(diǎn)：有一個(gè)至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)，供外源基因插入。③具有標(biāo)記基因：具有特殊的標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。④無(wú)毒害作用：對(duì)受體細(xì)胞無(wú)毒害作用，否則受體細(xì)胞將受到損傷甚至死亡。(2)作用①用它作為運(yùn)輸工具，將目的基因送入受體細(xì)胞中去。②利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。2．載體的種類(1)一類是細(xì)菌的質(zhì)粒，質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外的，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。(2)另一類是病毒，包括λ噬菌體和某些動(dòng)植物病毒。在選擇動(dòng)植物病毒作載體時(shí)，應(yīng)選擇DNA病毒以便插入目的基因。(3)病毒載體作用的對(duì)象有專一性如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同，都是______，二者還具有其他共同點(diǎn)，如①________________，②________________(寫出兩條即可)。(2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為eq\o(\a\al(—A,—TGCGC))，則與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為_(kāi)_______；可使用________把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為_(kāi)_____________________，其作用是__________________________________________?！舅季S導(dǎo)圖】解答此題的思維導(dǎo)圖如下：【精講精析】(1)讀圖a為大腸桿菌的擬核，其結(jié)構(gòu)物質(zhì)為DNA，而質(zhì)粒為能進(jìn)行自我復(fù)制的環(huán)狀DNA，均可作為遺傳物質(zhì)通過(guò)復(fù)制遺傳給子代。(2)同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割后形成的末端是相同的，由給定的末端eq\o(\a\al(—A,—TGCGC))知，對(duì)應(yīng)的目的基因切割末端為eq\o(\a\al(CGCGT—,A—))，縫合工具為DNA連接酶。(3)作為質(zhì)粒的一個(gè)必備條件“標(biāo)記基因”，其作用在于鑒定和篩選目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。【答案】(1)DNA能夠自我復(fù)制具有遺傳效應(yīng)(2)eq\o(\a\al(CGCGT—,A—))DNA連接酶(3)標(biāo)記基因供重組細(xì)胞的鑒定和選擇本課知識(shí)小結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建結(jié)論語(yǔ)句1．基因工程是狹義的遺傳工程。2．基因工程誕生的理論基礎(chǔ)：DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)以及遺傳信息的傳遞方式。3．基因的“手術(shù)刀”是限制性核酸內(nèi)切酶，它對(duì)DNA分子上不同的特定的核苷酸序列進(jìn)行識(shí)別和切割。4．基因的“縫合針”是DNA連接酶，它能將具有末端堿基互補(bǔ)的2個(gè)DNA分子片斷連接在一起。5．基因的載體是質(zhì)粒，它是能自主復(fù)制的雙鏈環(huán)狀DNA分子。1．20世紀(jì)70年代，人類科學(xué)史上又一重大成果——基因工程誕生了。它誕生的理論基礎(chǔ)不包括()A．DNA是生物體的主要遺傳物質(zhì)B．人類基因組計(jì)劃的完成C．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立D．中心法則的成功揭示【解析】人類基因組計(jì)劃是在20世紀(jì)末提出的，晚于基因工程。因此，不是基因工程的理論基礎(chǔ)?！敬鸢浮緽2．對(duì)下圖所示粘性末端的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．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B．甲、乙具有相同的粘性末端，可形成重組DNA分子，但甲、丙之間不能C．DNA連接酶作用位點(diǎn)在b處，催化磷酸基團(tuán)和脫氧核糖之間形成化學(xué)鍵D．切割甲的限制性核酸內(nèi)切酶不能識(shí)別由甲、乙片段形成的重組DNA分子【解析】由圖分析可知，切割產(chǎn)生甲、乙、丙的限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)分別是：—G↓AATTC—、—C↓AATTG—和—C↓TTAAG—，所以甲、乙、丙分別由3種不同的酶催化產(chǎn)生；相同的粘性末端才能形成重組DNA；甲、乙片段形成的重組DNA分子為：eq\o(\a\al(—CAATTC—,—GTTAAG—))，而這并不能被切割甲的酶所識(shí)別；b處表示的是DNA兩條鏈之間的氫鍵，解旋酶作用于此處，限制性核酸內(nèi)切酶作用于a處。【答案】C3．在基因工程中用來(lái)完成基因剪接的工具是()A．限制性核酸內(nèi)切酶和水解酶B．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶C．限制性核酸內(nèi)切酶和載體D．DNA連接酶和載體【解析】本題的關(guān)鍵是“剪接”二字，是既剪又接。限制性核酸內(nèi)切酶是剪切基因的，而DNA連接酶是將DNA末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)。所以，剪接的工具是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶?！敬鸢浮緽4．(2023·浙江余桃高二檢測(cè))人們常選用的細(xì)菌質(zhì)粒分子往往帶有一個(gè)抗菌素抗性基因，該抗性基因的主要作用是()A．提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性B．以便篩選含目的基因的受體細(xì)胞C．增加質(zhì)粒分子的分子量D．便于與外源基因連接【解析】基因工程中使用細(xì)菌質(zhì)粒做載體，目的是把目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞里面，而作為載體上的抗性基因被看做是標(biāo)記基因，用來(lái)做篩選工作?！敬鸢浮緽5．(2023·金華高二月考)基因工程又叫DNA重組技術(shù)。(1)基因工程中常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、________。(2)進(jìn)行基因操作時(shí)，要用同一種________分別切割質(zhì)粒和目的基因，質(zhì)粒的粘性末端和目的基因DNA片段的粘性末端就可通過(guò)____________而粘合。(3)假設(shè)以大腸桿菌質(zhì)粒作為載體，用同種限制性核酸內(nèi)切酶去切割質(zhì)粒和目的基因，將切割后的質(zhì)粒和目的基因片段混合，并加以DNA連接酶。連接產(chǎn)物至少有________種環(huán)狀DNA分子，它們分別是_______________________________________________________________________________________。(4)下圖為EcoRⅠ切割DNA分子示意圖由EcoRⅠ切割產(chǎn)生的DNA片段末端形式為_(kāi)_______________?！窘馕觥吭谇懈钯|(zhì)粒和目的基因時(shí)，要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶，使其產(chǎn)生相同的粘性末端，再加入適量的DNA連接酶，質(zhì)粒的粘性末端與目的基因的粘性末端、目的基因的粘性末端之間或質(zhì)粒的粘性末端之間就會(huì)因堿基互補(bǔ)配對(duì)而結(jié)合起來(lái)，形成重組DNA、質(zhì)粒的自連或目的基因的自連三種環(huán)狀DNA分子。讀(4)圖知切割后形成的末端為eq\o(\a\al(AATTC—,G—))或eq\o(\a\al(—G,—CTTAA))，形式為粘性末端。【答案】(1)某些動(dòng)植物病毒(2)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補(bǔ)配對(duì)(3)3質(zhì)粒自連、目的基因片段自連、質(zhì)粒與目的基因片段相連的環(huán)狀DNA分子(4)eq\o(粘性末端)一、選擇題1．下列關(guān)于生物技術(shù)手段的操作水平的敘述，錯(cuò)誤的是()A．雜交育種——個(gè)體水平B．多倍體育種——細(xì)胞水平C．基因工程——原子水平D．誘變育種——分子水平【解析】基因工程又稱DNA重組技術(shù)，即操作水平為分子水平。【答案】C2．(2023·浙江瑞安市高二檢測(cè))下面是4種限制性核酸內(nèi)切酶所識(shí)別的DNA分子序列和剪切位點(diǎn)(↓表示剪切位點(diǎn)，切出的斷面為粘性末端)：限制性核酸內(nèi)切酶1：—↓GATC—限制性核酸內(nèi)切酶2：—CATG↓—限制性核酸內(nèi)切酶3：—G↓GATCC—限制性核酸內(nèi)切酶4：—CCGC↓GG—下列表達(dá)正確的是()A．限制性核酸內(nèi)切酶1和3剪出的粘性末端相同B．在使用限制性核酸內(nèi)切酶的同時(shí)還需要解旋酶C．限制性核酸內(nèi)切酶1、2、4識(shí)別的序列都是由4個(gè)脫氧核苷酸組成的D．限制性核酸內(nèi)切酶1和2切出的DNA片段可通過(guò)T4DNA連接酶拼接【解析】使用限制性核酸內(nèi)切酶時(shí)不需要解旋酶解旋，一般用加熱解旋；限制性核酸內(nèi)切酶4識(shí)別的序列是由6個(gè)脫氧核苷酸組成的；限制性核酸內(nèi)切酶1和2切出的DNA片段不互補(bǔ)，不能連接?！敬鸢浮緼3．下列對(duì)基因工程的理解錯(cuò)誤的是()A．基因工程又叫轉(zhuǎn)基因技術(shù)或重組DNA技術(shù)B．基因工程可以將一種生物的DNA片段轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞內(nèi)并讓其表達(dá)C．基因工程的出現(xiàn)受到技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)D．基因工程技術(shù)已經(jīng)比較成熟，每次轉(zhuǎn)基因都可以成功，并且達(dá)到滿意的結(jié)果【解析】基因工程技術(shù)尚不是很完善，每次轉(zhuǎn)基因時(shí)都需要轉(zhuǎn)移大量的片段，然后再進(jìn)行篩選，不能精確轉(zhuǎn)移，也不能讓目的基因百分之百表達(dá)?！敬鸢浮緿4．(2016·蘇州高二檢測(cè))基因工程中所用到的工具酶包括()①DNA解旋酶②限制性核酸內(nèi)切酶③DNA連接酶④質(zhì)粒A．①②③B．②③④C．②③D．①③【解析】DNA解旋酶用于DNA復(fù)制過(guò)程中，不用于基因工程；質(zhì)粒是基因工程的載體，但不是酶。因此C項(xiàng)正確。【答案】C5．已知某種限制性核酸內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長(zhǎng)度的DNA片段?，F(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子，若每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶切割后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生的不同長(zhǎng)度DNA片段的種類數(shù)是()線性DNA分子的酶切示意圖A．1 B．2C．4 D．9【解析】若每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被酶切斷，則多個(gè)線性DNA可以切得的種類有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九種?！敬鸢浮緿6．作為基因的運(yùn)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(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來(lái)并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B．具有多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)C．具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件D．能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)行篩選【解析】作為載體要攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并使之表達(dá)，必須能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定地保存并大量復(fù)制，以便通過(guò)復(fù)制提供大量的目的基因。同時(shí)要具有某些標(biāo)記基因，是為了通過(guò)標(biāo)記基因是否表達(dá)來(lái)判斷目的基因是否進(jìn)入了受體細(xì)胞，從而進(jìn)行篩選受體細(xì)胞。載體要具有多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切點(diǎn)，則是為了便于與外源基因連接。綜上所述，正確答案應(yīng)為A?！敬鸢浮緼7．限制性核酸內(nèi)切酶是一種核酸切割酶，可辨識(shí)并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制性核酸內(nèi)切酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的辨識(shí)序列。箭頭表示每一種限制性核酸內(nèi)切酶的特定切割部位，其中哪兩種限制性核酸內(nèi)切酶所切割出來(lái)的DNA片段末端可以互補(bǔ)，其正確的末端互補(bǔ)序列是怎樣的()A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互補(bǔ)序列為—AATT—B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列為—GATC—C．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列為—AATT—D．BamHⅠ和BglⅡ；末端互補(bǔ)序列為—GATC—【解析】分析每種限制性內(nèi)切酶切割位點(diǎn)可知，BamHⅠ和BglⅡ切割核苷酸序列后，能產(chǎn)生互補(bǔ)的粘性末端?！敬鸢浮緿8．下面是四種不同質(zhì)粒的示意圖，其中ori為復(fù)制必需的序列，amp為氨芐青霉素抗性基因，tet為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示某種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)。下列質(zhì)粒中不能作為基因工程載體的是()【解析】質(zhì)粒作為基因工程的載體，有兩個(gè)作用：一是通過(guò)標(biāo)記基因?qū)χ亟MDNA分子是否進(jìn)入受體細(xì)胞進(jìn)行鑒定；二是在受體細(xì)胞中通過(guò)自我復(fù)制完成目的基因的擴(kuò)增。圖中ori為復(fù)制必需序列，該序列不能被破壞，否則重組質(zhì)粒就無(wú)法在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制；圖中的amp、tet均為標(biāo)記基因，只需保留1個(gè)即可?！敬鸢浮緾9.質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)。質(zhì)粒上有標(biāo)記基因如圖所示，通過(guò)標(biāo)記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)入成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況也不同，下表是外源基因插入位置(插入點(diǎn)有a、b、c)，請(qǐng)根據(jù)表中提供的細(xì)菌生長(zhǎng)情況，推測(cè)①②③三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)，正確的一組是()細(xì)菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況細(xì)菌在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況①能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)②能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)③不能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)A.①是c；②是b；③是aB．①是a和b；②是a；③是bC．①是a和b；②是b；③是aD．①是c；②是a；③是b【解析】對(duì)①細(xì)菌來(lái)說(shuō)，能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，也能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明抗氨芐青霉素基因和抗四環(huán)素基因都沒(méi)有被破壞，插入點(diǎn)是c；對(duì)②細(xì)菌來(lái)說(shuō)，能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其抗氨芐青霉素基因正常，不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其抗四環(huán)素基因被破壞，插入點(diǎn)應(yīng)為b；對(duì)③細(xì)菌來(lái)說(shuō)，不能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其抗氨芐青霉素基因被插入而破壞，故插入點(diǎn)為a。【答案】A10．下表為幾種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的序列和切割的位點(diǎn)。下圖，已知某DNA在目的基因的兩端1、2、3、4四處有BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位點(diǎn)?，F(xiàn)用BamHⅠ和EcoRⅠ兩種酶同時(shí)切割該DNA片段(假設(shè)所用的酶均可將識(shí)別位點(diǎn)完全切開(kāi))。下列各種酶切位點(diǎn)情況中，可以防止酶切后單個(gè)含目的基因的DNA片段自身連接成環(huán)狀的是()限制性核酸內(nèi)切酶BamHⅠEcoRⅠPstⅠ識(shí)別序列和切割位點(diǎn)eq\o(\a\al(↓,,,GGATCC,CCTAGG,,,↑))eq\o(\a\al(↓,,,GAATTC,CTTAAG,,,↑))eq\o(\a\al(↓,,,CTGCAG,GACGTC,,,↑))A．1為BamHⅠ，2為EcoRⅠ，3為BamHⅠ，4為PstⅠB．1為EcoRⅠ，2為BamHⅠ，3為BamHⅠ，4為PstⅠC．1為PstⅠ，2為EcoRⅠ，3為EcoRⅠ，4為BamHⅠD．1為BamHⅠ，2為EcoRⅠ，3為PstⅠ，4為EcoRⅠ【解析】本題建議采用排除法?，F(xiàn)用BamHⅠ和EcoRⅠ兩種酶同時(shí)切割該DNA片段，若“2為BamHⅠ，3為BamHⅠ”，則酶切后單個(gè)含目的基因的DNA片段(2→3)自身連接成環(huán)狀，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；若“2為EcoRⅠ，3為EcoRⅠ”，則酶切后單個(gè)含目的基因的DNA片段(2→3)自身連接成環(huán)狀，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；若“2為EcoRⅠ,4為EcoRⅠ”，則酶切后單個(gè)含目的基因的DNA片段(2→4)自身連接成環(huán)狀，故D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼二、非選擇題11．如圖為DNA分子的切割和連接過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)EcoRⅠ是一種________酶，其識(shí)別序列是________，切割位點(diǎn)是________與________之間的________鍵，切割產(chǎn)生的DNA片段的末端形式為_(kāi)_______。(2)不同來(lái)源的DNA片段結(jié)合，在這里需要的酶應(yīng)是________酶，此酶的作用是在________與________之間形成________而起“縫合”作用的?！窘馕觥勘绢}考查限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用。(1)從圖中可以看出EcoRⅠ將DNA片段切割，應(yīng)為限制性核酸內(nèi)切酶，其識(shí)別序列是GAATTC，切點(diǎn)是G與A之間的磷酸二酯鍵，切割后產(chǎn)生的DNA片段的末端是粘性末端。(2)DNA連接酶可將不同來(lái)源的DNA片段連接，從圖中可以看出，此酶是通過(guò)在G與A之間形成磷酸二酯鍵的形式連接兩個(gè)片段，連接粘性末端的連接酶是E·coliDNA連接酶。還有一種T4DNA連接酶，既可連接粘性末端，也可連接平末端。【答案】(1)限制性核酸內(nèi)切GAATTC