基因工程的工具.doc

第一章 基因工程
第一节 基因工程概述
基因工程诞生和发展和基因工程工具
学习目标
⑴简述基因工程概念含义
⑵简述基因工程诞生历程
⑶认同基因工程诞生和发展离不开理论突破和技术创新
⑷简述基因工程原理
⑸说出DNA重组技术基础工具及其作用、 特点
课前导学
一、 基因工程诞生和发展
1．理论基础
(1)艾弗里: 证实了 。
(2)沃森和克里克: 说明了 。
(3)尼伦贝格等破译了 。
2．工具基础
(1)酶: 和 、 逆转录酶。(2)载体: 等。
3．发展
(1)1973～1976年为 。 (2)1977～1981年为 。
(3)1982年以后为 。
4．诞生: 科恩等将两种不一样起源DNA分子进行 , 并首次实现了在大肠杆菌中表示, 创建了 改造生物新技术——基因工程。
二、 基因工程概念
方法
在体外经过人工 和 等方法
原理
对生物基因进行改造和
操作水平
水平
过程
包含基因 、 ____________转移及在受体细胞内
和 等。.
目
取得人类需要 。
三、 基因工程工具
1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
(1)功效: 只能 特定核苷酸序列, 并在适宜反应条件下使每条链特定部位 之间 断开, 从而切割DNA分子。
(2)作用结果
①产生黏性末端: 经过失位切, 在两条链 部位切割形成。
②产生平口末端: 经过平切, 在两条链 部位切割形成。
2．DNA连接酶——“分子针线”
(1)功效: 把DNA分子这把“梯子”扶手 连接起来。
(2)结果: 用 限制性核酸内切酶切割质粒和外源DNA分子, 并经过 连接, 形成______________分子。
3．载体——运载工具
(1)功效: 将 导入受体细胞。
(2)种类: 质粒、 以及部分 。
(3)质粒: 来自于 细胞中一个很小 分子, 是最早应用载体。

质疑探究
1．切断和形成磷酸二酯键酶分别有哪些？

2．原核生物中限制酶有何意义？细菌是怎样预防本身DNA被限制酶降解？

3．在基因工程中, 为何要用同一个限制性核酸内切酶（如EcoRⅠ）切割两种DNA分子呢？P12实践中图示切割后片段能够连接成多个DNA分子？

4．从结构上分析为何不一样生物DNA能够重组？

5．不一样限制酶切割产生黏性末端一定不一样吗？

6．要想取得某个特定性状基因必需要用限制酶切多个切口？可产生多个黏性末端？

7．作为载体应含有什么条件？

8．天然质粒都能够直接用做基因工程载体吗？为何？

例题精讲
1．最早创建基因工程技术科学家是
A．沃森和克里克 B．帕米特 C．科恩 D．穆里斯
2．科学家们经过多年努力, 创建了一个新兴生物技术——基因工程, 实施该工程最终目是 ( )
A．定向提取生物体DNA分子 B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向地改造生物遗传性状
3．下列相关限制酶说法正确是
A．限制酶广泛存在于多种生物中, 但微生物中极少
B．一个限制酶只能识别一个特定核苷酸序列
C．不一样限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D．限制酶作用部位是特定核苷酸形成氢键
4．下图所表示是限制酶切割某DNA分子过程, 从图中可知, 该限制酶能识别碱基序列及切点是
A．CTTAAG, 切点在C和T之间
B．CTTAAG, 切点在G和A之间
C．GAATTC, 切点在G和A之间
D．GAATTC, 切点在C和T之间

5．在基因工程中, 科学家所用“剪刀”、 “针线”和“运载体”分别是指
A．大肠杆菌病毒、 质粒、 DNA连接酶
B．噬菌体、 质粒、 DNA连接酶
C．限制性核酸内切酶、 RNA连接酶、 质粒
D．限制性核酸内切酶、 DNA连接酶、 质粒
6．作为基因运输工具——载体, 必需含有条件及理由是
A．能够在宿主细胞中稳定地保留下来并大量复制, 方便提供大量目基因
B．含有多个限制酶切点, 方便于目基因表示
C．含有一些标识基因, 方便为目基因表示提供条件
D．能够在宿主细胞中复制并稳定保留, 方便于进行筛选
7．下图为DNA分子切割和连接过程。
(1)EcoRI是一个 酶, 其识别序列是 , 切割位点是 与 之间 键。切割结果产生DNA片段末端形式为 。
(2)不一样起源DNA片段结合, 在这里需要酶应是 酶, 此酶作用是在 之间形成 键, 而起“缝合”作用。还有一个连接平末端连接酶是 。

反馈矫正
1．在基因工程中, 切割质粒和含有目基因DNA片段, 需要使用 ( )
A．同种限制性核酸内切酶 B．两种限制性核酸内切酶
C．同种DNA连接酶 D．两种DNA连接酶
2．下列黏性末端中, 属于同一个限制性核酸内切酶切割而成是 ( )

A．①② B．①③ C．①④ D．②③
3．要使目基因与对应载体重组, 所需两种酶是 ( )
(1)限制酶(2)连接酶(3)解旋酶(4)还原酶
A、 (1)(2)(3) B、 (1)(2)(4) C、 (1)(2) D、 (1)(3)
4．在受体细胞中能检测出目基因是因为 ( )
A、 目基因上有标识 B、 质粒含有一些标识基因
C、 重组质粒能够复制 D．以上都不正确
5．质粒是基因工程最常见载体, 它关键特点是 ( )
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA
⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A、 ①③⑤⑦ B、 ②④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
6．下列各项中, a、 b、 c、 d代表结构正确是 （ ）

A．a一质粒RNA B．b一DNA连接酶 C．c一限制性内切酶 D．d-—外源基因
7．下图为DNA分子在不一样酶作用下所发生改变, 图中依次表示限制性核酸内切酶、 DNA聚合酶、 DNA连接酶、 解旋酶作用正确次序是

A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③②
8．限制酶是一群核酸切割酶, 可辨识并切割DNA 分子上特定核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶 BamHI , EcoRI , HindⅢ以及 BgIⅡ辨识序列: （ ）

箭头表示每一个限制酶特定切割部位, 其中哪两种限制酶所切割出来DNA片段末端, 能够互补结合？其正确末端互补序列为何？
A．BamHI和BgIⅡ; 末端互补序列－GATC－
B．BamHI和EcoRI; 末端互补序列－AATT－
C．BamHI和Hind Ⅲ; 末端互补序列－GATC－
D．EcoRI和Hind Ⅲ; 末端互补序列－AATT－
迁移创新
1．基因工程中, 需使用特定限制酶切割目基因和质粒, 便于重组和筛选。已知限制酶I识别序列和切点是—G↓GATCC－, 限制酶Ⅱ识别序列和切点是
－↓GATC－。依据图示,判定下列操作正确是 （ ）

A.质粒用限制酶Ⅰ切割, 目基因用限制酶Ⅱ切割
B.质粒用限制酶Ⅱ切割, 目基因用限制酶Ⅰ切割
C.目基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
D.目基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
2．下表中列出了多个限制酶识别序列及其切割位点, 圈l、 圈2中箭头表示相关限制酶酶切位点。请回复下列问

（1）一个图1所表示质粒分子经Sma Ⅰ切割前后, 分别含有 个游离磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造, 插入SmaⅠ酶切位点越多, 质粒热稳定性越 。
（3）用图中质粒和外源DNA构建重组质粒, 不能使用Srna Ⅰ切割, 原因是 。
（4）与只使用EcoR I相比较, 使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、 外源DNA优点在于能够预防 。
（5）为了获取重组质粒, 将切割后质粒与目基因片段混合, 并加入 酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因作用是为了 。
（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因, 将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力大肠杆菌突变体, 然后在 培养基中培养, 以完成目基因表示初步检测。

第一章 基因工程
第一节 基因工程概述
基因工程诞生和发展和基因工程工具答案
课前导学:
一、 基因工程诞生和发展
1．DNA是遗传物质 DNA分子双螺旋结构 遗传密码
2．限制性核酸内切酶 DNA连接酶 质粒
3．开始期 发展期 迅猛发展和实际利用期
4．体外重组 定向
二、 基因工程概念
剪切 拼接 修饰 DNA分子 分离 复制 表示 基因产物技术
三、 基因工程工具
识别 2个核苷酸 磷酸二酯键 不一样 相同 断口处 同种
DNA连接酶 重组DNA 外源基因 噬菌体 动植物病毒 细菌 环状DNA 遗传标识基因 目基因插入位点 低分子量
质疑探究

例题精讲 1-6 C D B C D A 7. (1)限制 GAATTC G A 磷酸二酯键 黏性末端 (2) E·coli DNA连接酶 互补黏性末端断口 磷酸二酯键 T4DNA连接酶
反馈矫正 A B C B C D C A
迁移创新 1。 A 2．（1）0、 2（2）高（3）SmaⅠ会破坏质粒抗性基因、 外源DNA中目基因（4）质粒和含目基因外源DNA片段本身环化（5）DNA连接（6）判别和筛选含有目基因细胞（7）蔗糖为唯一含碳营养物质