第一章 基因工程学案苏教

(2)DNA连接酶与限制性核酸内切酶的比较 ①区别 作用 应用 限制性核使特定部位的磷酸二酯键断裂 用于提取目的基因和切割载体 酸内切酶 DNA 在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键 用于构建重组DNA分子 连接酶 ②关系：限制酶和连接酶都作用于相邻两脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键，但作用不同，一个是切割，一个是连接。

两者的关系可表示为：

5．C [大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含有一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。]

思路导引 ①要明确质粒作为载体所需要具备的条件；②理解基因工程含义。 知识链接 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”

最常用载体：质粒其本质是小型环状??

(1)类型? DNA，不是细胞器??其他载体：噬菌体、动植物病毒等

(2)功能：将目的基因导入受体细胞，并能使其在受体细胞中稳定遗传和表达。

(3)应具备的条件

①含复制原点，能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； ②有遗传标记基因，可用于鉴定与筛选重组DNA分子； ③有限制酶的切割位点，便于外源基因的插入。 6．(1)DNA ①能够自我复制 ②具有遗传效应 CGCGT—

(2) A— DNA连接酶

(3)标记基因 供重组DNA的鉴定和选择 (4)C

解析 本题通过质粒结构的模式图考查质粒的功能和特点，分析如下：

归纳提升 (1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。

(2)常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。 (3)作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为

某种限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。

(4)注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。 (5)质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。 课后作业

1．B [将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，通过DNA转录、翻译合成特定的蛋白质，表现出特定的性状。此题易错选C。基因工程是一种技术手段，而不是生物学原理，抗虫棉的培育利用的是基因工程这一技术手段使基因发生重组。]

2．B [微生物中限制酶被提取出来之后，可以在细胞外起作用，进行DNA的切割，例如基因工程中的限制酶的应用就是在细胞外进行的。限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。]

3．B [“分子缝合针”是指DNA连接酶。]

4．A [不同限制性核酸内切酶切割位点是不相同的，DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平口末端。如果是限制酶EcoRⅠ，则在它识别序列的中心轴线两侧进行切割，产生黏性末端；如果是限制酶SmaⅠ，则在它识别序列的中心轴线处切割，产生的是平口末端。]

5．A [解答本题的关键是“修饰、改造”二词。限制性核酸内切酶(即限制酶)是剪切基因的“剪刀”，DNA连接酶是将DNA末端之间的缝隙“缝合”起来的“分子缝合针”。所以修饰改造工具是限制酶和DNA连接酶。]

6．C [限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶三者均作用于磷酸二酯键处，限制性核酸内切酶使键断开，而DNA聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸，DNA连接酶作用于DNA片段，解旋酶作用于氢键，使DNA双链打开，形成DNA单链。]

7．D [载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但由于它和目的基因是相互独立的，不能促进目的基因的表达。]

8．C [将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。]

9．B [限制酶和DNA连接酶的作用部位都位于①，但两者作用相反，载体具有在宿主细胞中复制的能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。]

10．C [从图中可以看出BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ四种限制酶切割出来的黏性末端分别是GATC、AATT、AGCT、GATC，BamHⅠ和BglⅡ切割出来的黏性末端相同，可以互补配对。]

11．(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 (2)

用限制性核酸内切酶切割—G GATCC—

—CCTAG↑G—CCTAG G—

(3)人的遗传物质(基因)与羊的都为DNA，其物质组成和空间结构相同

解析 在基因工程中用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，在对载体和目的基因进行切割的时候，一定要用同一种限制性核酸内切酶，才能切出相同的黏性末端，当插入目的基因时，常用DNA连接酶在二者之间形成磷酸二酯键。

12．(1)第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁对三个培养皿接种

(2)②若仅1、2号中细菌存活，3号中细菌死亡，说明该细菌质粒上有青霉素抗性基因，无四环素抗性基因

③若仅1、3号中细菌存活，2号细菌死亡，说明该细菌质粒上无青霉素抗性基因，有四环素抗性基因

④若1、2、3号中细菌都存活，说明该细菌质粒上既有青霉素抗性基因，又有四环素抗性基因

(3)对照

解析 本实验的目的是探究细菌质粒上的抗性基因。1号培养皿中未加抗生素，不管细

菌质粒上有无抗生素基因，该培养皿中的细菌都能存活，所以是起对照作用的；2号培养皿中加入了青霉素，只有细菌质粒上有抗青霉素的基因，其中的细菌才能存活，否则，其中的细菌就会死亡；3号培养皿中加入了四环素，只有细菌质粒上有抗四环素的基因，其中的细菌才能存活，否则，就会被四环素杀死。注意预测结果时考虑问题要全面，几种可能的情况都应该考虑到，而且每种可能结果要和相应的结论对应起来。

13．(1)①Ⅰ Ⅱ ②DNA连接酶 ③检测重组质粒(或目的基因)是否导入受体细胞 (2)DNA结构基本相同(其他合理答案均可)

(3)①单细胞真核生物，含有加工、修饰蛋白质的内质网和高尔基体；②繁殖速度快，能很快得到大量的目的基因；③培养成本低；④容易培养

解析 要形成重组质粒，质粒只能出现一个切口，并且至少保留一个标记基因，因CCTAGG=====序列在GeneⅡ上，因此用限制酶Ⅰ切割，保留GeneⅠ标记基因；目的基因必须切割两次，切割后产生的黏性末端能与质粒的黏性末端互补，CCTAGG=====序列中有酶Ⅱ的切割序列，因此用酶Ⅱ，产生的末端互补。

GGATCC

GGATCC

第2课时 基因工程的一般过程与技术

目标导航 1.简述基因工程的一般过程。2.理解基因工程每个步骤的原理、方法和过程。3.了解以原核细胞、植物细胞和动物细胞为表达体的基因工程的一般过程。

一、基因工程

1．以原核细胞为表达体的基因工程

(1)过程：以原核生物细胞(如大肠杆菌)为重组DNA表达体的基因工程的“施工”过程主要包括________________、________________、________________、筛选获得目的基因的受体细胞、________________并实现目的基因____________等五大步骤。

(2)图示：

2．以植物细胞为表达体的基因工程——抗软化番茄的培育过程

二、转基因动物生产方法

最常用的方法主要有两种，即________________的方法和____________________法。 三、转基因技术

1．常用的动物转基因技术有______________________和________________。

2．常用的植物转基因技术：____________________技术、基因枪介导转化技术、____________技术。

知识点一 目的基因获取的方法

1．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( )

①从基因文库中获取目的基因 ②利用PCR技术扩增目的基因 ③反转录法 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因

A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③

2．下列有关PCR技术的说法不正确的是( ) A．PCR技术是在细胞内完成的

B．PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术 C．PCR技术的原理与DNA复制的原理相同

D．PCR技术的前提是有一段已知的目的基因的核苷酸序列 知识点二 制备重组DNA分子和转化受体细胞

3．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( ) A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C．将重组DNA分子导入烟草原生质体

D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

4．下图为某种重组质粒简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。

据图回答：