1、PAGE 用心 愛心 專心 116號編輯第1節(jié) DNA重組技術(shù)的基本工具【本節(jié)重難點】重點：DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用難點：基因因工程載載體所需需要具備備的條件件【知識精講講】教材梳理知識點一 基因因工程的的概念：基因工工程是指指按照人人們的愿愿望，進進行嚴(yán)格格的設(shè)計計，并通通過體外外DNAA重組和和轉(zhuǎn)基因因等技術(shù)術(shù)，賦予予生物以以新的遺遺傳特性性，從而而創(chuàng)造出出更符合合人們需需要的新新的生物物類型和和生物產(chǎn)產(chǎn)品。由由于基因因工程是是在DNNA分子子水平上上進行設(shè)設(shè)計和施施工的，因因此又叫叫做DNNA重組組技術(shù)。注意：對本本概念應(yīng)應(yīng)從以下下幾個方方面理解解：操作環(huán)境生物體外操作對象

2、基因操作水平DNA分子子水平基本過程剪切拼接接導(dǎo)入表達結(jié)果人類需要的的基因產(chǎn)產(chǎn)物知識點二 基因因工程的的基本工工具1.限制性性核酸內(nèi)內(nèi)切酶“分分子手術(shù)術(shù)刀”（1）限制制性內(nèi)切切酶的來來源：主主要是從從原核生生物中分分離純化化來的。（2）限制制性內(nèi)切切酶的功功能：能能夠識別別雙鏈DDNA分分子的某某種特定定的核苷苷酸序列列，并能能將每一一條鏈上上特定部部位的兩兩個核苷苷酸之間間的磷酸酸二酯鍵鍵切開。（3）限制制性內(nèi)切切酶的切切割方式式：在中心心軸線兩兩側(cè)將DDNA切切開，切切口是黏黏性末端端。沿著中中心軸線線切開DDNA，切切口是平平末端。注意：比較較有關(guān)的的DNAA酶（1）DNNA水解解酶：能

3、能夠?qū)DNA水水解成四四種脫氧氧核苷酸酸，徹底底水解成成膦酸、脫脫氧核糖糖和含氮氮堿基 （2）DNNA解旋旋酶：能能夠?qū)DNA或或DNAA的某一一段解成成兩條長長鏈，作作用的部部位是堿堿基和堿堿基之間間的氫鍵鍵。注意意：使DDNA解解成兩條條長鏈的的方法除除用解旋旋酶以外外，在適適當(dāng)?shù)母吒邷兀ㄈ缛?4）、重重金屬鹽鹽的作用用下，也也可使DDNA解解旋。 （3）DNNA聚合合酶：能能將單個個的核苷苷酸通過過磷酸二二酯鍵連連接成DDNA長長鏈。 （4）DNNA連接接酶：是是通過磷磷酸二酯酯鍵連接接雙鏈DDNA的的缺口。注注意比較較DNAA聚合酶酶和DNNA連接接酶的異異同點。2.DNAA連接酶

4、酶“分分子縫合合針”（1）DNNA連接接酶的分分類：EE.cooliDDNA連連接酶和和T4DNAA連接酶酶。（2）作用用及作用用部位：E.ccoliiDNAA連接酶酶作用于于黏性末末端被切切開的磷磷酸二酯酯鍵，TT4DNAA連接酶酶作用于于黏性末末端和平平末端被被切開的的磷酸二二酯鍵。3.基因進進入受體體細胞的的載體“分分子運輸輸車”（1）分子子運載車車的分類類：質(zhì)粒：常存在在于原核核細胞和和酵母菌菌中，是是一種分分子質(zhì)量量較小的的環(huán)狀的的裸露的的DNAA分子，獨獨立于擬擬核之外外。病毒：常用的的病毒有有噬菌體體、動植植物病毒毒等。（2）運載載體使用用的目的的：是用它它做運載載工具，將將目的

5、基基因轉(zhuǎn)運運到宿主主細胞中中去。是利用用它在受受體細胞胞內(nèi)對目目的基因因進行大大量復(fù)制制。（3）作為為運載體體必須具具備的條條件：在宿主主細胞中中保存下下來并大大量復(fù)制制 有多個個限制性性內(nèi)切酶酶切點 有一定定的標(biāo)志志基因，便便于篩選選。思維探究：知識點點3、44、5主主要是介介紹DNNA重組組技術(shù)的的三種基基本工具具及其作作用。限限制酶“分分子手術(shù)術(shù)刀”，主主要是介介紹限制制酶的作作用，切切割后產(chǎn)產(chǎn)生的結(jié)結(jié)果。在在這部分分內(nèi)容學(xué)學(xué)習(xí)時，應(yīng)關(guān)心的問題之一是：限制酶從哪里尋找？我們可以聯(lián)想從前學(xué)過的內(nèi)容噬菌體侵染細菌的實驗，進而認識細菌等單細胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。那么這類原核生物

6、之所以長期進化而不絕滅，有何保護機制？進而聯(lián)想到可能是有什么酶來切割外源DNA，而使之失效，達到保護自身的目的”。這樣就對“限制酶主要是從原核生物中分離純化出來”的認識提高了一個層次。DNA連接接酶DNAA片段的的“分子子縫合針針”，在在這里同同學(xué)們很很容易想想到堿基基互補配配對或DDNA聚聚合酶，這這是很自自然的。但但只考慮慮到堿基基互補配配對原則則還是不不夠的，我們可以從原有的知識出發(fā)，要想到限制酶切開的DNA中膦酸與脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵，這個地方還沒有連接起來，又是怎樣連接的呢？這樣自然而然地想到DNA連接酶?；蜻M入受受體細胞胞的載體體“分分子運輸輸車”的的學(xué)習(xí)內(nèi)內(nèi)容，不不能僅僅僅

7、著眼于于記住這這幾個條條件，而而應(yīng)該深深入思考考每一個個條件的的內(nèi)涵，通過深思熟慮，才能真正明確為什么要有這些條件才能充當(dāng)載體。教材拓展拓展點一 限制制酶所識識別序列列的特點限制酶所識識別的序序列的特特點是：呈現(xiàn)堿堿基互補補對稱，無無論是奇奇數(shù)個堿堿基還是是偶數(shù)個堿堿基，都都可以找找到一條條中心軸軸線，如如圖，中中軸線兩兩側(cè)的雙雙鏈DNNA上的的堿基是是反向?qū)ΨQ重復(fù)復(fù)排列的的。如： 以中中心線為為軸，兩兩側(cè)堿基基互補對對稱； 以 為為軸，兩兩側(cè)堿基基互補對對稱。拓展點二 DNNA連接接酶連接接的是什什么部位位？DNA連接接酶是將將一段DDNA片片段3端的羥羥基與另另一DNNA片段段5端端磷酸

8、基基團上的的羥基連連接起來來形成酯酯鍵，而而不是連連接互補補堿基之之間的氫氫鍵。【典題分類類精析】考點一、基基因工程程的概念念例1（220055高考廣廣東）以以下有關(guān)關(guān)基因工工程的敘敘述，正正確的是是 （ ）A、基因工工程是細細胞水平平上的生生物工程程 B、基基因工程程的產(chǎn)物物對人類類都是有有益的C、基因工工程產(chǎn)生生的變異異屬于人人工誘變變 D、基基因工程程育種的的優(yōu)點之之一是目目的性強強分析：本題題考查的的知識點點是基因因工程的的概念。解答本本題的關(guān)關(guān)鍵是理理解基因因工程的的概念?；蚬こ淌窃谏矬w外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造(目的性強)和重新組合(基

9、因重組)，然后導(dǎo)入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物.但并不是所有的基因產(chǎn)物對人類都有益的。所以選D。 答案：D 點評：正確確理解基基因工程程的概念念是解題題的關(guān)鍵鍵。 考點二、基基因工程程的基本本工具例2.下列列關(guān)于限限制酶的的說法不不正確的的是A限制酶酶廣泛存存在于各各種生物物中，微微生物中中很少分分布B一種限限制酶只只能識別別一種特特定的核核苷酸序序列C不同的的限制酶酶切割DDNA的的切點不不同D限制酶酶的作用用是用來來提取目目的基因因分析：此題題主要考考察限制制酶的有有關(guān)知識識。解答答本題的的關(guān)鍵是是理解限限制酶的的來源和和限制酶酶的特點點。

10、限制制酶主要要是從原原核生物物中分離離出來的的，并不不是廣泛泛存在于于各種生生物中；一種限限制酶能能識別雙雙鏈DNNA的某某種特定定核苷酸酸序列，并并且使每每一條鏈鏈中特定定部位的的兩個核核苷酸之之間的磷磷酸二酯酯鍵斷開開；DNNA分子子經(jīng)限制制酶切割割形成黏黏性末端端和平末末端兩種種。答案：B點評：考察察有關(guān)限限制酶的的題目，主主要是考考察限制制酶的特特點，這這一點一一定要牢牢記。例3在基基因工程程中用來來完成基基因的剪剪接的工工具是 A限制酶酶和連接接酶 BB限制制酶和水水解酶C限制酶酶和運載載體 DD連接酶酶和運載載體分析：本題題考查限限制酶和和連接酶酶的有關(guān)關(guān)知識。解解答本題題的關(guān)鍵鍵

11、是“剪接”二字，是是既剪又又接。限限制性內(nèi)內(nèi)切酶(即限制制酶)是是剪切基基因的“剪刀”，DNNA連接接酶是將將DNAA末端之之間的縫縫隙“縫合”起來的的“基因的的針線”。所以以，剪接接工具是是限制酶酶和連接接酶。答案：A點評：本題題注意審審題，剪剪接是既既剪又接接，需要要限制酶酶和連接接酶。例4有關(guān)關(guān)基因工工程的敘敘述正確確的是A限制酶酶只在獲獲取目的的基因時時才用 BB重組組質(zhì)粒的的形成是是在細胞胞內(nèi)完成成的C質(zhì)粒都都可以作作為運載載體D蛋白質(zhì)質(zhì)的氨基基酸排列列順序可可以為合合成目的的基因提提供線索索分析：本題題綜合考考察了基基因工程程中所用用到的工工具。在在基因工工程中，不不僅要用用限制酶

12、酶切割目目的基因因，還要要用同一一種限制制酶在質(zhì)質(zhì)粒上切切割出一一個切口口，使目目的基因因與質(zhì)粒粒切口的的黏性末末端能進進行堿基基互補配配對，所所以A錯錯；重組組質(zhì)粒是是在細胞胞外進行行的，所所以B錯錯；并不不是所有有的質(zhì)粒粒都可作作運載體體，在科科學(xué)研究究中，人人們通常常只是用用大腸桿桿菌的質(zhì)質(zhì)粒(其其上有抗抗藥基因因)作運運載體，所所以C錯錯；在人人工合成成目的基基因的方方法中，有有一種方方法是根根據(jù)已知知蛋白質(zhì)質(zhì)的氨基基酸序列列，推測測出相應(yīng)應(yīng)的mRRNA序序列，然然后按照照堿基互互補配對對原則，推推測出它它的結(jié)構(gòu)構(gòu)基因的的核苷酸酸序列，最最后通過過化學(xué)方方法，以以單核苷苷酸為原原料合成

13、成目的基基因。所所以D項項正確。答案：D點評：解答答本題時時要綜合合考慮基基因工程程的基本本工具的的特點、條條件、適適用范圍圍。例5下列列哪項通通常不被被用作基基因工程程的運載載體A細菌質(zhì)質(zhì)粒 B噬菌體體C動植物物病毒 D細細菌核區(qū)區(qū)的DNNA分析：本題題考察基基因工程程中的工工具運載體體。解答答本題的的關(guān)鍵是是記住、理理解運載載體必須須具備的的條件和和課本上上講的常常用運載載體。作作為運載載體必須須具備的的條件：在宿主主細胞中中保存下下來并大大量復(fù)制制 有多個個限制性性內(nèi)切酶酶切點 有一定定的標(biāo)志志基因，便便于篩選選。記住住常用的的運載體體有：質(zhì)質(zhì)粒、噬噬菌體、動動植物病病毒等。細菌的核區(qū)由

14、一個大型的環(huán)狀DNA分子反復(fù)折疊纏繞而成，控制著細菌的主要性狀，所以一般不被用作基因工程的運載體。答案：D點評：牢記記作為運運載體必必須具備備的3個個條件是是解答本本題的關(guān)關(guān)鍵。 考點三、限限制酶所所識別序序列的特點例6220055天津（1）限限制性內(nèi)內(nèi)切酶的識別別序列和和切點是是GGATTCC，限制制性內(nèi)切切酶的的識別序序列和切切點是GAATC。在質(zhì)質(zhì)粒上有有酶的一個個切點，在在目的基基因的兩兩側(cè)各有有1個酶酶的切切點。請畫出質(zhì)質(zhì)粒被限限制酶切割后后形成的的黏性未未端。_請畫出目目的基因因兩側(cè)被被限制酶酶切割后后形成的的黏性未未端。_在DNAA連接酶酶的作用用下，上上述兩種種不同限限制酶切切

15、割后形形成的黏黏性未端端能否連連接起來來？為什什么？_分析：本題題主要考考察黏性性末端的的知識。解解答本題題的關(guān)鍵鍵是理解解限制酶酶的特點點。在切切割目的的基因和和運載體體時，一一定要使使用同一一種限制制性內(nèi)切切酶，這這樣，切切出的切切口才一一樣，才才能進行行堿基互互補配對對連接起起來。兩兩個黏性性末端只只要一樣樣就可以以進行堿堿基互補補配對，再再通過DDNA連連接酶連連接起來來。答案：（11）可以連連接。因因為由兩兩種限制制性內(nèi)切切酶切割割后所形形成的黏黏性末端端是相同同的（或或“是可以以互補的的”）。點評：限制制酶所識識別的是是特定的的堿基序序列，并并在特定定部位進進行切割割，限制制酶不同

16、同，所識識別的堿堿基序列列不同，黏黏性末端端不同。但但不同的的粘性末末端有時時是可以以進行拼拼接的，如如：黏性性末端。兩兩者不要要混淆。 【針對性練練習(xí)】1實施基基因工程程第一步步的一種種方法是是把所需需的基因因從供體體細胞內(nèi)內(nèi)分離出出來，這這要利用用限制性內(nèi)切切酶。一一種限制制性內(nèi)切切酶能識識別DNNA子中中的GAAATTTC順序序，切點點在G和和A之間間，這是是應(yīng)用了了酶的A酶的高高效性 B酶的專專一性 CC酶的的多樣性性 D酶的催催化活性性受外界界條件影影響2以下說說法正確確的是 A所所有的限限制酶只只能識別別同一種種特定的的核苷酸酸序列BB質(zhì)粒粒是基因因工程中中惟一的的運載體體C運運載

17、體必必須具備備的條件件之一是是：具有有多個限限制酶切切點，以以便與外外源基因因連接DD基因因治療主主要是對對有缺陷陷的細胞胞進行修修復(fù)3.下列黏黏性末端端屬于同同一種限限制性內(nèi)內(nèi)切酶切切割的是是（ ）ABCD4.下列四四條DNNA分子子，彼此此間具有有粘性末末端的一一組是 A B C D5依右圖圖有關(guān)基基因工程程的工具具酶功能能的敘述述，不正確的的是 A切斷aa處的酶酶為限制制核酸性性內(nèi)切酶酶 B連接aa處的酶酶為DNNA連接接酶C切斷bb處的酶酶為解旋旋酶 D切斷bb處的為為限制性性內(nèi)切酶酶6不屬于于質(zhì)粒被被選為基基因運載載體的理理由是 A能復(fù)制制 B有多個個限制酶酶切點C具具有標(biāo)記記基因

18、D它它是環(huán)狀狀DNAA7.基因工工程技術(shù)術(shù)也稱為為DNAA重組技技術(shù)，其其實施必必須具備備的四個個必要條條件是A.目的基基因 限限制性內(nèi)內(nèi)切酶 運運載體 體細胞胞 B.重組DDNA RNAA聚合酶酶 限制性性內(nèi)切酶酶 連接接酶C.工具酶酶 目目的基因因 運運載體 受體細細胞D.模板DDNA 信使RRNA 質(zhì)粒粒 受體細細胞8下列關(guān)關(guān)于各種種酶作用用的敘述述，不正正確的是是ADNAA連接酶酶能使不不同脫氧氧核苷酸酸的磷酸酸與脫氧氧核糖連連接BRNAA聚合酶酶能與基基因的特特定位點點結(jié)合，催催化遺傳傳信息的的轉(zhuǎn)錄C一種DDNA限限制酶能能識別多多種核苷苷酸序列列，切割割出多種種目的基基因D胰蛋白白

19、酶能作作用于離離體的動動物組織織，使其其分散成成單個細細胞9.下列關(guān)關(guān)于限制制酶的說說法不正正確的是是A.限制酶酶廣泛存存在于各各種生物物中，尤尤其在微微生物細細胞中分分布最多多B.不同的的限制酶酶識別不不同的核核苷酸序序列C.限制酶酶能識別別不同的的核苷酸酸序列，體體現(xiàn)了酶酶的專一一性D.限制酶酶的作用用只是用用來提取取目的基基因10有關(guān)關(guān)基因工工程的敘敘述中，不正確的是 A.DNAA連接酶酶將黏性性未端的的堿基對對連接起起來 B.限制性性內(nèi)切酶酶可用于于目的基基因的獲獲得 C.目的基基因須由由運載體體導(dǎo)入受受體細胞胞 D.人工合合成目的的基因不不用限制制性內(nèi)切切酶11下圖圖所示限限制酶切切

20、割基因因分子的的過程，從從圖中可可知，該該限制酶酶能識別別的堿基基序列和和切點是是ACTTTAAGG，切點點在C和和T之間間 BCTTTAAAG，切切點在GG和A之之間CGAAATTCC，切點點在G和和A之間間 DGAAATTTC，切切點在CC和T之之間 12.下列列關(guān)于質(zhì)質(zhì)粒的敘敘述，正正確的是是（）A、質(zhì)粒是是廣泛存存在于細細菌細胞胞中的一一種顆粒粒狀細胞胞器B、質(zhì)粒是是細菌細細胞質(zhì)中中能夠自自主復(fù)制制的小型型環(huán)狀DDNA分分子C、質(zhì)粒只只有在導(dǎo)導(dǎo)入宿主主細胞后后才能在在宿主細細胞內(nèi)復(fù)復(fù)制D、細菌質(zhì)質(zhì)粒的復(fù)復(fù)制過程程一定是是在宿主主細胞外外獨立進進行的13科學(xué)學(xué)家常選選用的細細菌質(zhì)粒粒往往

21、帶帶有一個個抗菌素素抗性基基因，該該抗性基基因的主主要作用用是A提高受受體細胞胞在自然然環(huán)境中中的耐熱熱性 B有有利于檢檢測目的的基因否否導(dǎo)入受受體細胞胞C增加質(zhì)質(zhì)粒分子子的相對對分子質(zhì)質(zhì)量 D便便于與外外源基因因連接14下圖圖是基因因工程主主要技術(shù)術(shù)環(huán)節(jié)的的一個基基本步驟驟，這一一步需用用到的工工具是ADNAA連接酶酶和解旋旋酶 BDDNA聚聚合酶和和限制性性核酸內(nèi)內(nèi)切酶C限制性性核酸內(nèi)內(nèi)切酶和和DNAA連接酶酶 DDDNA聚聚合酶和和RNAA聚合酶酶15限制制酶是一一種核酸酸切割酶酶，可辨辨識并切切割DNNA分子子上特定定的核苷苷酸堿基基序列。下下圖為四四種限制制酶BaamHII，Ecoo

22、RI，Hinnd以及Bggl的辨識識序列。箭箭頭表示示每一種種限制酶酶的特定定切割部部位，其其中哪兩兩種限制制酶所切切割出來來的DNNA片段段末端可可以互補補黏合？其正確確的末端端互補序序列為何何？ A. BaamHII和EcooRI；末末端互補補序列AATTTB. BaamHII和Hinnd；末端端互補序序列GATTCC. EccoRII和Hinnd；末端端互補序序列AATTTD. BaamHII和BgllII；末末端互補補序列GATTC16在DDNA 測序工工作中，需需要將某某些限制制性內(nèi)切切核酸酶酶的限制制位點在在 DNNA上定定位，使使其成為為 DNNA 分分子中的的物理參參照點。這這

23、項工作作叫做“限制酶酶圖譜的的構(gòu)建”。假設(shè)設(shè)有以下下一項實實驗：用用限制酶酶 Hinnd，BaamH和二者者的混合合物分別別降解一一個 44kb（11kb即即1千個個堿基對對）大小小的線性性DNAA 分子子，降解解產(chǎn)物分分別進行行凝膠電電泳，在在電場的的作用下下，降解解產(chǎn)物分分開，如如下圖所所示。據(jù)此分析，這這兩種限限制性內(nèi)內(nèi)切核酸酸酶在該該DNAA 分子子上的限限制位點點數(shù)目是是以下哪哪一組？AHinnd1個，BBamHH2 個 BBHiind2個，BBamHH3個CHinnd2個，BBamHH1 個 DDHiind和BaamH各有2 個17.兩個個核酸片片段在適適宜的條條件下，經(jīng)經(jīng)X酶的的

24、作用，發(fā)發(fā)生下述述變化，則則X酶是是A.連接酶酶 B.RRNA聚聚合酶 CC.DNNA聚合合酶 DD.限制制酶18基因因工程中中涉及多多種工具具酶：（1）限制制性內(nèi)切切酶是一一類能識識別特定定核苷酸酸序列并并在特定定位點切切割雙鏈鏈DNAA的“基因剪剪刀”。被限限制酶識識別的序序列往往往正反讀讀順序相相同，斷斷裂的位位置交錯錯，但又又是圍繞繞著一個個軸線（對對稱軸）對對稱排列列，如下下左圖。PPstII和EccoRII都是限限制酶。請請補全下下右圖中中的互補補鏈，畫畫出對稱稱軸以及及切割后后的產(chǎn)物物。 （2）DNNA連接接酶是基基因操作作的“針線”，其作作用是把把基于 能力而而粘貼在在一起但但

25、存在的的切口封封閉，進進而才可可能形成成有意義義的 。（3）逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄酶也也常被用用于基因因工程，其其存在于于 （生物物）中，催催化以 為模板板合成DDNA的的過程。 19.利用用基因工工程生產(chǎn)產(chǎn)蛋白質(zhì)質(zhì)藥物，經(jīng)經(jīng)歷了三三個發(fā)展展階段。第第一階段段，將人人的基因因轉(zhuǎn)入細細菌細胞胞；第二二階段，將將人的基基因轉(zhuǎn)入入小鼠等等動物的的細胞。前前兩個階階段都是是進行細細胞培養(yǎng)養(yǎng)，提取取藥物。第第三階段段，將人人的基因因轉(zhuǎn)入活活的動物物體，飼飼養(yǎng)這些些動物，從從乳汁或或尿液中中提取藥藥物。（1）將人人的基因因轉(zhuǎn)入異異種生物物的細胞胞或個體體內(nèi)，能能夠產(chǎn)生生藥物蛋蛋白的原原理是基基因能控控制。（2）人的的基

26、因能能和異種種生物的的基因拼拼接在一一起，是是因為它它們的分分子都具具有雙螺螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu)，都是是由四種種_構(gòu)成，基基因中堿堿基配對對的規(guī)律律都是_。（3）人人的基因因在異種種生物細細胞中表表達成蛋蛋白質(zhì)時時，需要要經(jīng)過和和翻譯兩兩個步驟驟。在翻翻譯中需需要的模模板是，原原料是氨氨基酸，直直接能源源是ATTP，搬搬運工兼兼裝配工工是，將將氨基酸酸的肽鍵鍵連接成成蛋白質(zhì)質(zhì)的場所所是_，“翻翻譯”可可理解為為將由_個“字字母”組組成的核核酸“語語言”翻翻譯成由由個“字字母”組組成的蛋蛋白質(zhì)“語語言”，從從整體來來看在翻翻譯中充充任著“譯譯員”。（4）利用轉(zhuǎn)基因牛、羊乳汁提取藥物工藝簡單，甚至可直接飲用

27、治病。如果將藥物蛋白基因移到動物如牛、羊的膀胱上皮細胞中，利用轉(zhuǎn)基因牛羊尿液生產(chǎn)提取藥物比乳汁提取藥物的更大優(yōu)越性在于：處于不同發(fā)育時期的動物都可生產(chǎn)藥物。20.在某某一特定定的植物物基因工工程中，用用土壤農(nóng)農(nóng)桿菌中中的Tii質(zhì)粒作作為運載載體。把把目的基基因重組組入Tii質(zhì)粒上上的T-DNAA片段中中，再將將重組的的T-DDNA插插入植物物細胞的的染色體體DNAA中。(1)科學(xué)學(xué)家在進進行上述述基因操操作時，要要用同一一種 分別切切割質(zhì)粒粒和目的的基因，質(zhì)質(zhì)粒的黏黏性末端端與目的的基因DDNA片片段的黏黏性末端端就可通通過 而黏黏合。(2)將攜攜帶抗除除草劑基基因的重重組Tii質(zhì)粒導(dǎo)導(dǎo)入二倍

28、倍體油菜菜細胞，經(jīng)經(jīng)培養(yǎng)、篩篩選獲得得一株有有抗除草草劑特性性的轉(zhuǎn)基基因植株株。經(jīng)分分析，該該植株含含有一個個攜帶目目的基因因的T-DNAA片段，因因此可以以把它看看作是雜雜合子。理理論上，在在該轉(zhuǎn)基基因植株株自交FF1代中，仍仍具有抗抗除草劑劑特性的的植株占占總數(shù)的的 ， (3)種植植上述轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因油油菜，它它所攜帶帶的目的的基因可可以通過過花粉傳傳遞給近近緣物種種，造成成“基因污污染”。如果果把目的的基因?qū)?dǎo)入葉綠綠體DNNA中，就就可以避避免“基因污污染”，原因因是 。【課后答案案點撥】思考與探究究（P77）1. 不能能。連接接如下： 2和7能能連接形形成：ACCGT TGCCA；4和8能

29、連連接形成成：GAAATTTC CTTTAAGG；3和6能連連接形成成：GCCGC CGCCG；1和5能連連接形成成：CTTGCAAG GACCGTCC。解析：限制制酶具有有特異性性，一種種限制酶酶只能識識別特定定的堿基基序列，并并在特定定的部位位切開。2.聯(lián)系你你已有的的知識，想想一想，為為什么細細菌中限限制酶不不剪切細細菌本身身的DNNA？解析：迄今今為止，基基因工程程中使用用的限制制酶絕大大部分都都是從細細菌或霉霉菌中提提取出來來的，它它們各自自可以識識別和切切斷DNNA上特特定的堿堿基序列列。細菌菌中限制制酶之所所以不切切斷自身身DNAA，是因因為微生生物在長長期的進進化過程程中形成成

30、了一套套完善的的防御機機制，對對于外源源入侵的的DNAA可以降降解掉。生生物在長長期演化化過程中中，含有有某種限限制酶的的細胞，其其DNAA分子中中或者不不具備這這種限制制酶的識識別切割割序列，或或者通過過甲基化化酶將甲甲基轉(zhuǎn)移移到所識識別序列列的堿基基上，使使限制酶酶不能將將其切開開。這樣樣，盡管管細菌中中含有某某種限制制酶也不不會使自自身的DDNA被被切斷，并并且可以以防止外外源DNNA的入入侵（本本題不要要求學(xué)生生回答的的完全，教教師可參參考教師師用書中中的提示示，根據(jù)據(jù)學(xué)生的的具體情情況，給給予指導(dǎo)導(dǎo)。上述述原則也也應(yīng)適用用于其他他章節(jié)中中有關(guān)問問題的回回答。）。3.天然的的DNAA分

31、子可可以直接接用做基基因工程程載體嗎嗎？為什什么？解析：基因因工程中中作為載載體使用用的DNNA分子子很多都都是質(zhì)粒粒（pllasmmid），即即獨立于于細菌擬擬核處染染色體DDNA之之外的一一種可以以自我復(fù)復(fù)制、雙雙鏈閉環(huán)環(huán)的裸露露的DNNA分子子。是否否任何質(zhì)質(zhì)粒都可可以作為為基因工工程載體體使用呢呢？其實實不然，作作為基因因工程使使用的載載體必需需滿足以以下條件件。（1）載體體DNAA必需有有一個或或多個限限制酶的的切割位位點，以以便目的的基因可可以插入入到載體體上去。這這些供目目的基因因插入的的限制酶酶的切點點所處的的位置，還還必須是是在質(zhì)粒粒本身需需要的基基因片段段之外，這這樣才不不

32、至于因因目的基基因的插插入而失失活。（2）載體體DNAA必需具具備自我我復(fù)制的的能力，或或整合到到受體染染色體DDNA上上隨染色色體DNNA的復(fù)復(fù)制而同同步復(fù)制制。（3）載體體DNAA必需帶帶有標(biāo)記記基因，以以便重組組后進行行重組子子的篩選選。（4）載體體DNAA必需是是安全的的，不會會對受體體細胞有有害，或或不能進進入到除除受體細細胞外的的其他生生物細胞胞中去。（5）載體體DNAA分子大大小應(yīng)適適合，以以便提取取和在體體外進行行操作，太太大就不不便操作作。實際上自然然存在的的質(zhì)粒DDNA分分子并不不完全具具備上述述條件，都都要進行行人工改改造后才才能用于于基因工工程操作作。4.網(wǎng)上查查詢：D

33、DNA連連接酶有有連接單單鏈DNNA的本本領(lǐng)嗎？解析：迄今今為止，所所發(fā)現(xiàn)的的DNAA連接酶酶都不具具有連接接單鏈DDNA的的能力，至至于原因因，現(xiàn)在在還不清清楚，也也許將來來會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)可以連連接單鏈鏈DNAA的酶。P4尋根問問底：根據(jù)你所掌掌握的知知識，你你能分析析出限制制酶存在在于原核核生物中中的作用用是什么么嗎？解析：原核核生物容容易受到到自然界界外源DDNA的的入侵，但但是，生生物在長長期的進進化過程程中形成成了一套套完善的的防御機機制，以以防止外外來病原原物的侵侵害。限限制酶就就是細菌菌的一種種防御性性工具，當(dāng)當(dāng)外源DDNA侵侵入時，會會利用限限制酶將將外源DDNA切切割掉，以以保證自

34、自身的安安全。所所以，限限制酶在在原核生生物中主主要起到到切割外外源DNNA、使使之失效效，從而而達到保保護自身身的目的的。尋根問底（PP6）：DNA連接接酶與DDNA聚聚合酶是是一回事事嗎？為為什么？答：不是一一回事?；蚬こ坛讨兴糜玫倪B接接酶有兩兩種：一一種是從從大腸桿桿菌中分分離得到到的，稱稱之為EE.colli連接接酶。另另一種是是從T44噬菌體體中分離離得到，稱稱為T44連接酶酶。這兩兩種連接接酶催化化反應(yīng)基基本相同同，都是是連接雙雙鏈DNNA的缺缺口（nnickk），而而不能連連接單鏈鏈DNAA。DNNA連接接酶和DDNA聚聚合酶都都是形成成磷酸二二酯鍵（在在相鄰核核苷酸的的3

35、位碳碳原子上上的羥基基與5位位碳原子子上所連連磷酸基基團的羥羥基之間間形成），那那么，二二者的差差別主要要表現(xiàn)在在什么地地方呢？（1）DNNA聚合合酶只能能將單個個核苷酸酸加到已已有的核核酸片段段的3末端的的羥基上上，形成成磷酸二二酯鍵；而DNNA連接接酶是在在兩個DDNA片片段之間間形成磷磷酸二酯酯鍵，不不是在單單個核苷苷酸與DDNA片片段之間間形成磷磷酸二酯酯鍵。（2）DNNA聚合合酶是以以一條DDNA鏈鏈為模板板，將單單個核苷苷酸通過過磷酸二二酯鍵形形成一條條與模板板鏈互補補的DNNA鏈；而DNNA連接接酶是將將DNAA雙鏈上上的兩個個缺口同同時連接接起來。因因此DNNA連接接酶不需需要

36、模板板。此外，二者者雖然都都是由蛋蛋白質(zhì)構(gòu)構(gòu)成的酶酶，但組組成和性性質(zhì)各不不相同。模擬制作討討論題（PP6）：1. 你模模擬插入入的DNNA片段段能稱得得上一個個基因嗎嗎？提示：不能能。因為為一般基基因有上上千個堿堿基對。2. 如果果你操作作失誤，堿堿基不能能配對。可可能是什什么原因因造成的的？解析：可能能是剪切切位點或或連接位位點選得得不對（也也可能是是其他原原因）。P6旁欄思思考題：想一想，具具備什么么條件才才能充當(dāng)當(dāng)“分子子運輸車車”？解析：能自自我復(fù)制制、有一一個或多多個切割割位點、有有標(biāo)記基基因位點點及對受受體細胞胞無害等等?！就卣归喿x讀】1.磷酸二二酯鍵磷酸二酯鍵鍵全稱為為3,5磷

37、酸二二酯鍵，是核酸酸中核苷苷酸的連連接方式式，組成成了核酸酸的一級級結(jié)構(gòu)。在在核酸中中一個核核苷酸核核糖上第第3位的的羥基與與下一個個核苷酸酸核糖上上第5位位的磷酸酸羥基脫脫水縮合合成酯鍵鍵，該酯酯鍵稱33,55磷酸二二酯鍵。若若干個核核苷酸間間以3,5磷酸二二酯鍵連連接成的的多核苷苷酸鏈為為核酸。在在鏈的一一端的一一個核苷苷酸核糖糖上第55位連接接的磷酸酸只有一一個酯鍵鍵，稱此此核苷酸酸為DNNA鏈的的5磷磷酸末端端或5端。另另一端核核苷酸上上第3位位的羥基基是自由由的，所所以此核核苷酸稱稱為3羥基末末端或33端。鏈鏈內(nèi)的核核苷酸第第5位上上的磷酸酸已形成成二酯鍵鍵，第33位上的的羥基也也已

38、參與與二酯鍵鍵的形成成，故稱稱核苷酸酸殘基。2. 影響響限制性性內(nèi)切酶酶活性的的因素（1）DNNA純度度在DNNA樣品品中若含含有蛋白白質(zhì)，或或沒有去去除干凈凈制備過過程中所所用的乙乙醇、EEDTAA、SDDS、酚酚、氯仿仿和某些些高濃度度金屬離離子，均均會降低低限制酶酶的催化化活性，甚甚至使限限制酶不不起作用用。（2）核酸酸內(nèi)切限限制酶的的緩沖液液核酸內(nèi)內(nèi)切限制制酶的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)緩沖沖液包括括氯化鎂鎂、氯化化鈉或氯氯化鉀、TTriss-HCCL、巰巰基乙醇醇或二硫硫蘇糖醇醇(DTTT)以以及牛血血清白蛋蛋白(BBSA)等。使使用所有有限制酶酶均可發(fā)發(fā)揮活性性的一種種緩沖液液。不同同限制性性內(nèi)切酶酶

39、對NaaCl濃濃度的要要求不同同，這是是不同限限制酶緩緩沖液組組成上的的一個主主要的不不同。據(jù)據(jù)此可分分為高鹽鹽、中鹽鹽和低鹽鹽緩沖液液，在進進行雙酶酶解或多多酶解時時，若這這些酶切切割可在在同種緩緩沖液中中作用良良好，則則幾種酶酶可同時時酶切；若這些些酶所要要求的緩緩沖液有有所不同同，可采采用以下下三種方方法進行行消化反反應(yīng)：先先用要求求低鹽緩緩沖液的的限制性性內(nèi)切酶酶消化DDNA，然然后補足足適量的的NaCCl，再再用要求求高鹽緩緩沖液的的限制酶酶消化；先用一一種酶進進行酶解解，然后后用乙醇醇沉淀酶酶解產(chǎn)物物，再重重懸于另另一緩沖沖液中進進行第二二次酶解解。（3）酶切切消化反反應(yīng)的溫溫度D

40、NNA消化化反應(yīng)的的溫度，是是影響限限制內(nèi)切切酶活性性的一個個重要因因素。不不同的核核酸內(nèi)切切限制酶酶，具有有各自的的最適反反應(yīng)溫度度。多數(shù)數(shù)限制內(nèi)內(nèi)切酶的的最適反反應(yīng)溫度度是377，少少數(shù)限制制性內(nèi)切切酶的最最適反應(yīng)應(yīng)溫度高高于或低低于377。（4）DNNA的分分子結(jié)構(gòu)構(gòu)DNAA分子構(gòu)構(gòu)型對核核酸內(nèi)切切限制酶酶的活性性有很大大影響，如如消化超超螺旋的的DNAA比消化化線性DDNA用用酶量要要高出許許多倍。有些限制酶在消化它們自己的處于不同部位的限制位點，其效率也有明顯差異。限制性內(nèi)切酶反應(yīng)的終止 通常是采用65條件下溫浴5min；加終止反應(yīng)液（如0.5mol/L的EDTA使之在溶液中的終濃度

41、達到10 mol/L）螯合Mg2 ，以終止反應(yīng)?！疚迥旮呖伎蓟胤拧?20006四四川高考考用基基因工程程技術(shù)可可使大腸腸桿菌合合成人的的蛋白質(zhì)質(zhì)。下列列敘述不不正確的的是( )A常用相相同的限限制性內(nèi)內(nèi)切酶處處理目的的基因和和質(zhì)粒BDNAA連接酶酶和DNNA聚合合酶是構(gòu)構(gòu)建重組組質(zhì)粒必必需的工工具酶C可用含含抗生素素的培養(yǎng)養(yǎng)基檢測測大腸桿桿菌中是是否導(dǎo)入入了重組組質(zhì)粒D導(dǎo)入大大腸桿菌菌的目的的基因不不一定能能成功表表達答案：B 解析：構(gòu)建建重組質(zhì)質(zhì)粒必需需的工具具酶是限限制性內(nèi)內(nèi)切酶和和DNAA連接酶酶，其作作用部位位是磷酸酸與脫氧氧核糖之之間的磷磷酸二酯酯鍵，而而DNAA聚合酶酶的作用用是在

42、DDNA復(fù)復(fù)制過程程中用于于連接堿堿基間的的氫鍵，故故B選項項錯誤。220006江江蘇高考考我國國科學(xué)家家運用基基因工程程技術(shù)，將將蘇云金金芽孢桿桿菌的抗抗蟲基因因?qū)朊廾藁毎⒊晒Ρ磉_，培培育出了了抗蟲棉棉。下列列敘述不不正確的的是 ( )A基因非非編碼區(qū)區(qū)對于抗抗蟲基因因在棉花花細胞中中的表達達不可缺缺少B重組DDNA分分子中增增加一個個堿基對對，不一一定導(dǎo)致致毒蛋白白的毒性性喪失C抗蟲棉棉的抗蟲蟲基因可可通過花花粉傳遞遞至近緣緣作物，從從而造成成基因污污染D轉(zhuǎn)基因因棉花是是否具有有抗蟲特特性是通通過檢測測棉花對對抗生素素抗性來來確定的的答案：D 解析：基因因具有特特異性，一一種基因

43、因只能控控制一種種性狀的的表達。抗抗蟲基因因能表達達出致毒毒蛋白，導(dǎo)導(dǎo)致害蟲蟲因食用用抗蟲棉棉后死亡亡 ，而而不能產(chǎn)產(chǎn)生對抗抗生素的的抗性。因因此，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因棉棉花是否否具有抗抗蟲特性性是不能能通過檢檢測棉花花抗生素素的抗性性對來確確定的。320005江江蘇高考考在植物物基因工工程中，用用土壤農(nóng)農(nóng)桿菌中中的Tii質(zhì)粒作作為運載載體把把目的基基因重組組入Tii質(zhì)粒上上的T-DNAA片段中中，再將將重組的的T-DDNA插插入植物物細胞的的染色體體DNAA中。(1)科學(xué)學(xué)家在進進行上述述基因操操作時，要要用同一一種 分別別切割質(zhì)質(zhì)粒和目目的基因因，質(zhì)粒粒的黏性性末端與與目的基基因DNNA片段段的黏性性末端就就可通過過 而而黏合。(2)將攜攜帶抗除除草劑基基因的重重組Tii質(zhì)粒導(dǎo)導(dǎo)入二倍倍體油菜菜細胞，經(jīng)經(jīng)培養(yǎng)、篩篩選獲得得一株有有抗除草草劑特性性的轉(zhuǎn)基基因植株株。經(jīng)分分析，該該植株含含有一個個攜帶目目的基因因的T-DNAA片段，因因此可以以把它看看作是雜雜合