2020学年高中生物专题1基因工程1DNA重组技术的基本工具学案新人教版选修3

核心知识小结 [答题必备] 基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间的基因重组。 [要点回眸] 不同生物基因能拼接在一起的理论基础是DNA分子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结构。 外源DNA导入受体细胞能成功表达的理论基础是密码子的通用性。 限制酶的作用特点是识别双链DNA分子特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割。 限制酶和DNA连接酶的作用部位都是两个相邻核苷酸间的磷酸二酯键。 在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

[拓宽教材]

1．(选修3 P7“思考与探究”改编)下列所示的末端至少是由几种限制酶作用产生的( )

AATTC— AATTG— CTA— —TAG G— C— GAT— —ATC ① ② ③ ④ A．1种 C．3种

B．2种 D．4种

解析：选C。图中③④为相同的平末端，可能由同一种限制酶切割所得，故图示四种末端至少是由3种限制酶作用产生的。

2．(选修3 P6旁栏“思考题”改编)下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，探究以下问题：

(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是________，都能进行自我复制。 (2)若某目的基因切割末端为

—A

，则与之相连的质粒上至少有一段核苷酸序列为

—TGCGC

________。该质粒DNA分子的切割末端为________，可使用DNA连接酶把质粒和目的基因连接在一起。

(3)氨苄青霉素抗性基因，能控制某物质的合成，该物质能抵抗氨苄青霉素，使含有该基因的生物能在含氨苄青霉素的环境中存活。氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为________，其作用是___________________________________________________________。

答案：(1)DNA

—ACGCGT—CGCGT—

(2) —TGCGCA— A—

(3)标记基因 用于重组DNA的鉴定和选择

[精练好题]

3．针对下图的叙述，错误的是( )

A．限制酶将a处切断，一定形成相同的黏性末端 B．DNA连接酶将a处连接会脱去一分子水

C．DNA复制时需要解旋酶切断b处，基因工程操作中不需要 D．b处的化学键是氢键

解析：选A。限制酶会将DNA切出具有黏性末端或平末端的两个片段，A项错误；磷酸二酯键的形成是一个脱水缩合的反应，B项正确；DNA复制需要解旋酶，而基因工程不需要，C项正确；观察题图，可以确定b处为碱基对之间形成的氢键，D项正确。

4．(2019·黑龙江哈尔滨三中高二期末)下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。下列相关叙述错误的是

( )

限制酶1：——GATC—— 限制酶2：——CCGCGG—— 限制酶3：——GGATCC——

A．一般情况下，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点 B．限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对 C．限制酶1和3剪出的黏性末端互补

D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2

解析：选D。一般情况下，不同限制酶有不同的识别序列和切割位点；限制酶2和3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC，均为6个碱基对；限制酶1和3剪出的黏性末端互补；三种限制酶均不能识别和切割RNA中的核糖核苷酸序列。

5．(2019·江苏扬州高二期末)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述，正确的是(多选)( )

A．用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开 B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大 C．序列—CATG—和—GGATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同 D．T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接

解析：选AB。用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开，A正确；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；序列—CATG—和—GGATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，其中只有T4DNA连接酶可以连接平末端，D错误。

6．(2019·北京海淀区高二练习)下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具酶是( )

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

A．DNA连接酶和解旋酶

B．DNA聚合酶和限制性核酸内切酶 C．限制性核酸内切酶和DNA连接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚合酶

解析：选C。目的基因和载体结合需“分子手术刀”——限制性核酸内切酶和“分子缝

合针”——DNA连接酶。此过程不涉及DNA复制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。

7．下表所示为几种限制酶的识别序列及其切割位点，请回答下列问题： 限制酶 BamHⅠ ↓ HindⅢ ↓ —AAGCTT— —TTCGAA— ↑ EcoRⅠ ↓ —GAATTC— —CTTAAG— ↑ SmaⅠ ↓ —CCCGGG— —GGGCCC— ↑ 识别序列及切割位点 —GGATCC— —CCTAGG— ↑ (1)从表中四种酶的切割位点看，可以切出平末端的酶是________。 (2)将目的基因与质粒DNA缝合依靠的是____________酶，它的作用是形成磷酸二酯键；两条链间的碱基对通过____________连接起来。

(3)图1中的质粒分子可被表中限制酶____________切割，切割后的质粒含有____________个游离的磷酸基团。

(4)在相关酶的作用下，图1中的甲与图2中的乙______(填“能”或“不能”)拼接起来。请说明理由：____________________________________。

解析：(1)由表中四种限制酶的切割位点可知，SmaⅠ可切出平末端。(2)目的基因与质粒缝合时用DNA连接酶进行连接，形成磷酸二酯键；两条链之间的碱基依据碱基互补配对原则形成氢键。(3)根据质粒的碱基序列可知，质粒分子可被限制酶EcoRⅠ切割，切割后形成链状DNA，有2个游离的磷酸基团。(4)由图可知，甲和乙的黏性末端相同，在DNA连接酶的作用下可以拼接起来。

答案：(1)SmaⅠ (2)DNA连接 氢键 (3)EcoRⅠ 2 (4)能 二者具有相同的黏性末端

一、单项选择题

1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是 ( )

A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能