2022-2023學(xué)年 蘇教版 選擇性 必修三 基因工程的基本工具和PCR（88張）課件

第1課時(shí)基因工程的基本工具和PCR課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)對(duì)接(1)概述基因工程是在遺傳學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。(2)闡明DNA重組技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要利用限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具。(3)簡(jiǎn)述PCR的原理、條件及過(guò)程。(4)嘗試進(jìn)行PCR的基本操作并電泳鑒定PCR的產(chǎn)物。(1)科學(xué)思維——掌握限制酶及DNA連接酶的作用；理解載體需具備的條件。(2)社會(huì)責(zé)任——關(guān)注基因工程的社會(huì)議題，參與討論基礎(chǔ)理論和技術(shù)發(fā)展如何催生基因工程。(3)生命觀念——基于PCR技術(shù)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀等觀念理解PCR技術(shù)的過(guò)程、原理、條件等內(nèi)容。課前自主預(yù)習(xí)課中合作探究課堂小結(jié)課后·分層訓(xùn)練///////1235/////////////////////隨堂檢測(cè)4///////課前自主預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3知識(shí)點(diǎn)1基因工程是在多學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的1.基因工程的誕生和發(fā)展 DNA聚合酶質(zhì)粒DNA連接酶逆轉(zhuǎn)錄酶限制性內(nèi)切核酸酶體外重組重組質(zhì)粒真核生物原核生物

核苷酸排列順序2.基因工程的概念DNA分子知識(shí)點(diǎn)2基因工程的基本工具1.限制性內(nèi)切核酸酶(簡(jiǎn)稱限制酶)——“分子剪刀”是一類酶而不是一種酶

脫氧核苷酸序列黏性末端平末端2.DNA連接酶——“分子黏合劑” (1)作用將雙鏈DNA片段“縫合”起來(lái)，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的____________。對(duì)所連接的DNA片段兩端的堿基序列沒(méi)有專一性要求磷酸二酯鍵(2)種類T4噬菌體黏性末端3.載體——“分子搬運(yùn)工” (1)常用載體——質(zhì)粒 ①化學(xué)本質(zhì)：質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的________________分子。環(huán)狀雙鏈DNA②質(zhì)粒作為載體所具備的條件及原因復(fù)制原點(diǎn)限制酶切割位點(diǎn)標(biāo)記基因鑒定和選擇(2)其他載體：λ噬菌體的衍生物、動(dòng)物病毒等。(3)功能①將外源基因?qū)隷_________。②使__________在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定遺傳和表達(dá)。受體細(xì)胞外源基因知識(shí)點(diǎn)3聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)1.概念是目的DNA片段______________的體外擴(kuò)增技術(shù)。2.條件在向PCR管中加入一定量的_____________________________________

______________________________________________等后，設(shè)置好反應(yīng)程序，啟動(dòng)PCR儀，自動(dòng)完成反應(yīng)步驟。(目的基因)模板DNA、引物對(duì)、4種dNTP、緩沖液和熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)、Mg2＋變性、退火、延伸94解旋(變性)552條引物72TaqTaq引物3′4.應(yīng)用 (1)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)及分子生物學(xué)等領(lǐng)域，如：____________、__________、免疫學(xué)研究、癌基因探索及某些疾病治療等。 (2)在古生物學(xué)、法醫(yī)學(xué)等方面也有廣泛的應(yīng)用。病原體鑒定遺傳病診斷(1)基因工程是人工操作導(dǎo)致的染色體變異，變異是不定向的。(

)(2)S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌并使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，發(fā)生了基因重組。(

)(3)DNA連接酶可以連接目的基因與載體的氫鍵，形成重組DNA。(

)(4)E.coliDNA連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端。(

)(5)PCR擴(kuò)增某DNA片斷時(shí)需加入1種引物，擴(kuò)增產(chǎn)物可電泳鑒定。(

)(6)新冠病毒(RNA病毒)可以作為基因工程的載體。(

)×√××××1.下圖所示為雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)與磷酸二酯鍵的位置，分析回答下列問(wèn)題：(1)一個(gè)雙鏈DNA分子含有____個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，分別位于每條鏈的______端。將一個(gè)雙鏈DNA分子切割形成兩個(gè)DNA分子片段，需要斷開____個(gè)磷酸二酯鍵，消耗____分子水，增加____個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)1972年，伯格團(tuán)隊(duì)在體外將猿猴病毒的DNA和λ噬菌體的DNA連接獲得了重組的DNA分子，其理論基礎(chǔ)是什么？提示

①DNA分子的基本組成單位相同：都是四種脫氧核苷酸。②雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)相同：都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。③DNA堿基對(duì)之間的關(guān)系相同：均遵循嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。25′222(3)根據(jù)必修二以及本節(jié)所學(xué)知識(shí)，歸納能夠形成DNA中磷酸二酯鍵的有關(guān)酶、能夠斷開DNA中磷酸二酯鍵的有關(guān)酶？解旋酶能否斷開磷酸二酯鍵？提示

能夠形成DNA中磷酸二酯鍵的酶：DNA連接酶、DNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶。能夠斷開DNA中磷酸二酯鍵的酶：限制酶、DNA酶。解旋酶斷開的是兩條鏈間堿基對(duì)之間的氫鍵，而不能斷開磷酸二酯鍵。2.圖示限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，分析回答下列問(wèn)題：(1)限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列為______________，能將單鏈上______________________________________之間的磷酸二酯鍵切割開。切割后的DNA分子會(huì)形成________________(填“5′端黏性末端”“3′端黏性末端”或“平末端”)。5′GAATTC3′鳥嘌呤脫氧核苷酸與腺嘌呤脫氧核苷酸5′端黏性末端(2)寫出圖示DNA分子經(jīng)限制酶EcoRⅠ切割后形成的產(chǎn)物。提示

課中合作探究探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二探究點(diǎn)三探究點(diǎn)一基因工程的工具酶1.圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：請(qǐng)說(shuō)出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列、切割位點(diǎn)以及EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶作用的結(jié)果分別是什么？提示

EcoRⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是GAATTC，切割位點(diǎn)在G和A之間；SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是CCCGGG，切割位點(diǎn)在C和G之間；EcoRⅠ限制酶將DNA切割成黏性末端，SmaⅠ限制酶將DNA切割成平末端。2.BamHⅠ和BclⅠ是兩種限制酶，其識(shí)別序列及切割位點(diǎn)如下表所示。限制酶BamHⅠBcl

Ⅰ識(shí)別序列及切割位點(diǎn)G↓GATCCCCTAG↑GT↓GATCAACTAG↑T(1)限制酶______

(填“能”或“不能”)切割原核細(xì)胞自身的DNA，試推測(cè)其理由是_____________________________________________________________。不能原核細(xì)胞DNA中不存在限制酶的識(shí)別序列或能被識(shí)別的序列被修飾了(2)若某鏈狀DNA分子中含有兩個(gè)BamHⅠ的識(shí)別序列，該DNA分子將被切成____個(gè)片段，共斷裂____個(gè)磷酸二酯鍵。(3)請(qǐng)畫出Bcl

Ⅰ切割后產(chǎn)生的末端。34(4)BamHⅠ和Bcl

Ⅰ切割后產(chǎn)生的黏性末端能否被DNA連接酶連接？說(shuō)明你的理由。提示

能，二者切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，可被DNA連接酶連接。(5)為什么不同生物的DNA分子能拼接起來(lái)？提示

①DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸；②雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)；③DNA分子都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(1)基因工程的理論基礎(chǔ)(2)DNA連接酶與限制性內(nèi)切核酸酶的關(guān)系①區(qū)別②兩者的關(guān)系[例1]

如圖表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相關(guān)的酶作用位點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.甲、乙、丙都屬于黏性末端B.甲、乙片段可形成重組DNA分子，但甲、丙不能C.DNA連接酶的作用位點(diǎn)在乙圖中b處D.切割甲的限制酶不能識(shí)別由甲、乙片段形成的重組DNA分子C解析由圖可知，甲、乙、丙都屬于黏性末端，A正確；甲、乙的黏性末端相同，因此可在DNA連接酶的作用下形成重組DNA分子，但甲、丙的黏性末端不同，它們之間不能形成重組DNA分子，B正確；DNA連接酶催化磷酸基團(tuán)和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，C錯(cuò)誤；切割甲的限制酶的識(shí)別序列為GAATTC∥CTTAAG，而甲、乙片段形成的重組DNA分子序列為GAATTG∥CTTAAC，因此切割甲的限制酶不能識(shí)別由甲、乙片段形成的重組DNA分子，D正確。[例2]

下列關(guān)于DNA連接酶的敘述，正確的是(

)A.DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段堿基對(duì)之間的氫鍵B.DNA連接酶連接的是DNA單鏈上的磷酸和脫氧核糖C.DNA連接酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端D.E.coliDNA連接酶能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的平末端連接起來(lái)B解析

DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；DNA連接酶連接的是DNA雙鏈片段兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸和脫氧核糖，使每一條鏈的兩者之間形成磷酸二酯鍵，B正確，C錯(cuò)誤；E.coliDNA連接酶只能將具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段連接起來(lái)，D錯(cuò)誤。探究點(diǎn)二基因工程的載體分析質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)模式圖，回答下列問(wèn)題：(1)質(zhì)粒上的××抗性基因在基因工程的作用是______________________________________________。(2)將外源基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞可行嗎？為什么？提示

不可行；直接把外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，外源基因在細(xì)胞內(nèi)不能進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定保存。(3)為使外源基因插入質(zhì)粒中，質(zhì)粒需具備什么條件？提示

質(zhì)粒應(yīng)有多種限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)，供外源基因插入。作為標(biāo)記基因，用于鑒定和選擇重組DNA分子1.載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理

載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒(méi)有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，原理如圖所示：2.基因工程載體需具備的條件 (1)具有復(fù)制原點(diǎn)：能夠在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制。 (2)有切割位點(diǎn)：有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源基因插入其中。 (3)具有標(biāo)記基因：具有特殊的標(biāo)記基因，用于鑒定和選擇重組DNA分子。 (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。

說(shuō)明：一般來(lái)說(shuō)，天然載體不能同時(shí)滿足所有條件，要對(duì)其進(jìn)行人工改造才可以使用。3.基因工程中的載體與細(xì)胞質(zhì)膜上的載體蛋白的區(qū)別[例3]

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.能夠在受體細(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)限制酶切割位點(diǎn)，便于目的基因的表達(dá) C.具有某些標(biāo)記基因，使目的基因能夠與其結(jié)合 D.對(duì)受體細(xì)胞無(wú)傷害，便于重組DNA的鑒定和選擇A解析作為載體必須能夠在宿主細(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，A正確；作為載體必須具有多種限制酶切割位點(diǎn)，便于目的基因的插入，B錯(cuò)誤；作為載體必須具有某些標(biāo)記基因，以用于鑒定和選擇重組DNA分子，C錯(cuò)誤；載體需對(duì)受體細(xì)胞無(wú)傷害，但其目的不是便于重組DNA的鑒定和選擇，D錯(cuò)誤。[例4]

下列有關(guān)基因工程中載體的說(shuō)法正確的是(

) A.被用作載體的質(zhì)粒都是天然質(zhì)粒 B.所有的質(zhì)粒都可以作為基因工程中的載體 C.質(zhì)粒是一種獨(dú)立于細(xì)菌擬核外的鏈狀DNA分子 D.作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因

解析基因工程操作中，被用作載體的質(zhì)粒是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的，A錯(cuò)誤；作為基因工程的載體，必須具備一定的條件，而自然界中的質(zhì)粒不一定具備相應(yīng)的條件，因此不一定可以作為基因工程中的載體，B錯(cuò)誤；質(zhì)粒是一種獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外的環(huán)狀雙鏈DNA分子，C錯(cuò)誤；作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有標(biāo)記基因，便于對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇，D正確。D探究點(diǎn)三聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)圖1、圖2分別是PCR擴(kuò)增技術(shù)相關(guān)過(guò)程，請(qǐng)思考回答下列問(wèn)題：變性退火延伸(1)請(qǐng)完善圖1中的信息。(2)高溫變性的目的是使______________________。(3)PCR所需引物是依據(jù)__________的一段已知序列設(shè)計(jì)而成的，圖1中引物A與引物B______

(填“相同”或“不同”)，其在PCR過(guò)程中______

(填“能”或“不能”)重復(fù)利用。雙鏈DNA解旋為單鏈目的基因不同不能(4)DNA復(fù)制時(shí)為什么需要引物？提示

在DNA擴(kuò)增時(shí)，DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3′端延伸DNA鏈，因此DNA復(fù)制時(shí)應(yīng)加入兩種引物。(5)圖1所示利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，從第幾輪循環(huán)才會(huì)產(chǎn)生完整的目的基因(可用相關(guān)圖解解釋)？提示

第3輪，如圖所示：(6)圖2是某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理，請(qǐng)分別說(shuō)明理由。提示

第1組：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效。第2組：引物Ⅰ′自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效。(7)要保證目的基因能與載體相連接，還要對(duì)引物進(jìn)行什么操作？提示

要在兩種引物的5′端分別添加上限制酶的識(shí)別序列。(8)如果循環(huán)n次，則共需消耗多少對(duì)引物？提示

共需消耗(2n－1)對(duì)引物。1.PCR反應(yīng)的過(guò)程2.生物體內(nèi)DNA復(fù)制與PCR反應(yīng)的比較B[例5]

下列有關(guān)體內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)比較的敘述，錯(cuò)誤的是(

) A.二者子鏈的延伸方向相同，均為5′端→3′端 B.二者均需要解旋酶破壞氫鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)解旋 C.體內(nèi)DNA復(fù)制需要能量，PCR反應(yīng)也需要能量 D.二者遵循的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則相同

解析

體內(nèi)DNA復(fù)制與利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，子鏈的延伸方向相同，均為5′端→3′端，A正確；PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，在高溫條件下氫鍵斷裂，B錯(cuò)誤；體內(nèi)DNA復(fù)制與利用PCR擴(kuò)增DNA時(shí)都需要能量，但兩者所需能量來(lái)源不同，C正確；體內(nèi)DNA復(fù)制與利用PCR擴(kuò)增DNA時(shí)，遵循的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則相同，D正確。D[例6]

下列有關(guān)PCR技術(shù)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(

) A.PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù) B.PCR技術(shù)的原理是DNA分子半保留復(fù)制 C.退火過(guò)程中引物與模板鏈的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 D.PCR過(guò)程中只需要用到模板DNA、兩種引物分子、4種脫氧核苷三磷酸原料

解析

PCR過(guò)程中需要模板DNA、兩種引物分子、4種脫氧核苷三磷酸、緩沖液和熱穩(wěn)定的DNA聚合酶、Mg2＋等，D錯(cuò)誤。課堂小結(jié)思維導(dǎo)圖晨讀必背1.限制性內(nèi)切核酸酶能夠識(shí)別DNA分子上特定的脫氧核苷酸序列，并且使每條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。2.E.coliDNA連接酶只能將具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段連接起來(lái)，而T4DNA連接酶既能連接黏性末端也能連接平末端。3.質(zhì)粒作為基因工程的載體需具備的條件：能在宿主細(xì)胞進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制；具有多種限制酶切割位點(diǎn)；具有標(biāo)記基因。4.PCR技術(shù)時(shí)需模板DNA、引物對(duì)、4種dNTP、緩沖液和Taq酶、Mg2＋等。隨堂檢測(cè)1.(多選)基因工程取得成功，是基礎(chǔ)理論和技術(shù)發(fā)展共同推動(dòng)的，下列屬于基因工程相關(guān)的技術(shù)發(fā)現(xiàn)的是(

) A.限制性內(nèi)切核酸酶的發(fā)現(xiàn)

B.尼倫伯格和馬太對(duì)遺傳密碼的破譯

C.基因轉(zhuǎn)移載體——質(zhì)粒的發(fā)現(xiàn) D.DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)

解析

工具酶的發(fā)現(xiàn)屬于催生基因工程的技術(shù)發(fā)現(xiàn)，A符合題意；對(duì)遺傳密碼的破譯屬于催生基因工程的基礎(chǔ)理論，B不符合題意；1967年，羅思和海林斯基發(fā)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移載體——質(zhì)粒，屬于催生基因工程的技術(shù)發(fā)現(xiàn)，C符合題意；1972年，伯格領(lǐng)導(dǎo)的研究小組首先在體外進(jìn)行了DNA改造的研究，成功地構(gòu)建了第一個(gè)體外重組DNA分子，DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)屬于基因工程的技術(shù)發(fā)現(xiàn)，D符合題意。ACDB2.下列有關(guān)限制酶和DNA連接酶的敘述正確的是(

) A.用限制酶酶切獲得一個(gè)目的基因時(shí)得到兩個(gè)切口，有2個(gè)磷酸二酯鍵被斷開 B.限制酶識(shí)別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大 C.序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端堿基數(shù)不同 D.T4DNA連接酶和E.coliDNA連接酶都能催化平末端和黏性末端的連接

解析

用限制酶酶切獲得一個(gè)目的基因時(shí)得到兩個(gè)切口，有4個(gè)磷酸二酯鍵被斷開，A錯(cuò)誤；限制酶識(shí)別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大，B正確；序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端堿基數(shù)相同，都是4個(gè)，C錯(cuò)誤；T4DNA連接酶和E.coliDNA連接酶都能催化黏性末端的連接，其中只有T4DNA連接酶可以連接平末端，D錯(cuò)誤。C3.限制酶BamHⅠ和BglⅡ是兩種常見(jiàn)的工具酶，它們的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)依次為G↓GATCC和A↓GATCT。研究中用BamHⅠ切割DNA獲得目的基因，用BglⅡ切割質(zhì)粒，并用DNA連接酶連接得到重組質(zhì)粒。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.限制酶切割DNA過(guò)程中會(huì)將堿基對(duì)之間的氫鍵切斷B.含目的基因的DNA片段經(jīng)BamHⅠ切割后形成的是平末端C.經(jīng)BamHⅠ和BglⅡ兩種酶處理得到的重組質(zhì)粒不能再被這兩種酶所識(shí)別D.分別用BamHⅠ和BglⅡ兩種限制酶切割，能保證目的基因定向插入質(zhì)粒解析

限制酶切斷的是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；含目的基因的DNA片段經(jīng)BamHⅠ切割后形成的是黏性末端，B錯(cuò)誤；兩種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端互補(bǔ)，經(jīng)過(guò)DNA連接酶處理后獲得的序列是—AGATCC——TCTAGG—，該序列不能被BamHⅠ和BglⅡ識(shí)別，C正確；BamHⅠ和BglⅡ兩種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端相同，仍然會(huì)出現(xiàn)自身環(huán)化和反向連接現(xiàn)象，不能保證目的基因定向插入質(zhì)粒，D錯(cuò)誤。BC4.(多選)載體作為基因工程中的“分子搬運(yùn)工”，下列有關(guān)正確的是(

) A.載體位于細(xì)胞質(zhì)膜上，可以將目的基因送入細(xì)胞中 B.載體上應(yīng)含有多種限制酶切點(diǎn)，以供外源DNA插入其中 C.載體上應(yīng)含有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇 D.可以用人工改造的λ噬菌體作為載體將抗蟲基因送入棉花細(xì)胞

解析

作為基因工程中的“分子搬運(yùn)工”的載體包括質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動(dòng)物病毒，不是存在于細(xì)胞質(zhì)膜上的載體蛋白，A錯(cuò)誤；載體上應(yīng)含有多種限制酶切點(diǎn)，以供外源DNA插入其中，B正確；載體上應(yīng)含有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇，C正確；噬菌體是細(xì)菌病毒，只能感染細(xì)菌細(xì)胞，可以利用質(zhì)?；蛑参锊《咀鳛榭瓜x基因的載體，送入棉花細(xì)胞，D錯(cuò)誤。5.(多選)下列關(guān)于核酸片段的擴(kuò)增及電泳鑒定的相關(guān)敘述，正確的是(

)A.PCR反應(yīng)緩沖液中一般要添加ATP，以激活熱穩(wěn)定的DNA聚合酶B.mRNA也是核酸，因此可直接用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增C.PCR產(chǎn)物常通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定D.電泳結(jié)果可采用凝膠成像儀或紫外透射儀觀察和記錄CD解析

PCR時(shí)不需添加ATP，熱穩(wěn)定的DNA聚合酶不需要添加ATP激活，A錯(cuò)誤；mRNA是核酸，但不能直接用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增，需要先反轉(zhuǎn)錄為cDNA再用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增，B錯(cuò)誤；PCR的產(chǎn)物一般通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定，在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)，C正確；電泳結(jié)果可采用凝膠成像儀或紫外透射儀觀察和記錄，D正確?；A(chǔ)對(duì)點(diǎn)綜合提升D知識(shí)點(diǎn)1基因工程及其誕生與發(fā)展1.下列有關(guān)基因工程誕生的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(

) A.基因工程是在生物化學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 B.工具酶和載體的發(fā)現(xiàn)使基因工程的實(shí)施成為可能 C.遺傳密碼的破譯為基因的分離和合成提供了理論依據(jù) D.基因工程必須在同物種間進(jìn)行

解析

1973年，科學(xué)家證明質(zhì)?？梢宰鳛榛蚬こ痰妮d體，打破了物種間的障礙，實(shí)現(xiàn)了物種間的基因交流，D錯(cuò)誤。D2.科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞中，在大腸桿菌細(xì)胞中合成了兔子的血紅蛋白。下列關(guān)于這一先進(jìn)技術(shù)的理論依據(jù)不正確的是(

) A.所有生物共用一套遺傳密碼 B.基因能控制蛋白質(zhì)的合成 C.兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，都遵循相同的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 D.兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先解析題干表述的是目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并得以表達(dá)的過(guò)程，目的基因在不同生物細(xì)胞中能夠表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，說(shuō)明控制其合成的mRNA上的密碼子是共用的，相同的密碼子決定相同的氨基酸，A正確；基因是通過(guò)轉(zhuǎn)錄獲得mRNA，進(jìn)而控制蛋白質(zhì)的合成，B正確；基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，只要是雙鏈DNA都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，其組成原料都是四種脫氧核苷酸，C正確；生物之間是否有共同的原始祖先與轉(zhuǎn)基因技術(shù)之間沒(méi)有必然關(guān)系，D錯(cuò)誤。ABCD知識(shí)點(diǎn)2基因工程的工具酶3.(多選)下圖是4種限制酶的識(shí)別序列及其酶切位點(diǎn)，下列敘述正確的是(

)A.不同類型的限制酶切割后，有的產(chǎn)生黏性末端，有的產(chǎn)生平末端B.不同類型的限制酶切割后可能產(chǎn)生相同的黏性末端C.用酶1和酶2分別切割目的基因和質(zhì)粒，連接形成重組DNA分子后，重組DNA分子能被酶2識(shí)別D.用酶3和酶4分別切割目的基因和質(zhì)粒后，其產(chǎn)物經(jīng)T4DNA連接酶催化能連接形成重組DNA分子解析

結(jié)合圖示可知，不同類型的限制酶切割后，有的產(chǎn)生黏性末端(酶1和酶2)，有的產(chǎn)生平末端(酶3和酶4)，A正確；不同類型的限制酶切割后可能產(chǎn)生相同的黏性末端，如圖中的酶1和酶2，B正確；用酶1和酶2分別切割目的基因和質(zhì)粒，形成的末端序列相同，連接形成重組DNA分子后，重組DNA分子仍能被酶2識(shí)別，C正確；用酶3和酶4分別切割目的基因和質(zhì)粒后，產(chǎn)生的是平末端，而T4DNA連接酶能將平末端連接起來(lái)，即用酶3和酶4切割目的基因和質(zhì)粒形成的產(chǎn)物經(jīng)T4DNA連接酶催化可以連接形成重組DNA分子，D正確。C4.下列關(guān)于基因工程中的DNA連接酶的敘述，不正確的是(

) A.DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) B.DNA連接酶能夠連接兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵 C.基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA連接酶 D.根據(jù)來(lái)源不同，DNA連接酶可分為E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩大類

解析

DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，根據(jù)來(lái)源不同可分為E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩大類，DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵，而DNA聚合酶連接的是DNA片段與游離的脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA連接酶，故選C。D5.EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶識(shí)別的序列均由6個(gè)核苷酸組成，但切割后產(chǎn)生的結(jié)果不同，其識(shí)別序列和切割位點(diǎn)(圖中箭頭處)分別如下圖所示，據(jù)圖分析下列敘述正確的是(

)A.所有限制酶的識(shí)別序列均由6個(gè)核苷酸序列組成B.SmaⅠ限制酶切割后產(chǎn)生的是黏性末端C.用連接酶連接平末端和黏性末端的連接效率一樣D.細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵解析不是所有限制酶的識(shí)別序列均由6個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由4個(gè)、8個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸序列組成；據(jù)圖可知，SmaⅠ限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處將DNA片段切開，產(chǎn)生的是平末端；以T4DNA連接酶為例，其連接平末端的效率相對(duì)較低；細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵，是一套完善的防御體系。B知識(shí)點(diǎn)3基因工程的載體6.下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是(

) A.質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器 B.質(zhì)粒是獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外且能夠自我復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子 C.細(xì)菌質(zhì)粒和真核細(xì)胞DNA的基本組成單位不同 D.細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過(guò)程一定是在細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行的解析質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子，不是細(xì)胞器，A錯(cuò)誤，B正確；細(xì)菌質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，和真核細(xì)胞DNA的基本組成單位相同，均為脫氧核苷酸，C錯(cuò)誤；質(zhì)粒能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制，D錯(cuò)誤。D7.下列一般不作為基因工程中的標(biāo)記基因的是(

) A.四環(huán)素抗性基因 B.綠色熒光蛋白基因 C.產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因 D.貯藏蛋白的基因

解析標(biāo)記基因位于載體(質(zhì)粒)上，以利于重組DNA的鑒定和選擇，如四環(huán)素抗性基因、綠色熒光蛋白基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。B知識(shí)點(diǎn)4聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)8.Sanger法(雙脫氧鏈終止法)是核酸序列測(cè)定的一種方法。實(shí)驗(yàn)所用的反應(yīng)體系包括待測(cè)序的單鏈DNA模板、引物、四種脫氧核苷酸(其中一種用放射性同位素標(biāo)記)和DNA聚合酶。整個(gè)實(shí)驗(yàn)分為四組，每組按一定比例加入一種底物類似物(ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP)，它能隨機(jī)摻入合成的DNA鏈，一旦摻入后DNA合成立即終止，獲取DNA片段的電泳(其分離原理僅依據(jù)分子量大小)結(jié)果如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.該測(cè)定過(guò)程需要借助PCR技術(shù)完成B.圖中①②處分別為ddTTP和ddATPC.據(jù)圖可知，本次測(cè)序凝膠電泳的方向?yàn)閺纳贤翫.終止DNA合成的原因是底物類似物不能與下一個(gè)脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵解析

該過(guò)程需要借助DNA擴(kuò)增的技術(shù)和原理，故需要借助PCR技術(shù)完成，A正確；結(jié)合題意“每組按一定比例加入一種底物類似物，它能隨機(jī)摻入合成的DNA鏈，一旦摻入后DNA合成立即終止”，且據(jù)圖可知，ddCTP會(huì)在C位點(diǎn)終止，ddGTP會(huì)在G位點(diǎn)終止，故①對(duì)應(yīng)的終止字母為A，故①為ddATP，同理②為ddTTP，B錯(cuò)誤；Sanger法測(cè)序中，通過(guò)電泳將不同長(zhǎng)度的片段分開，DNA片段越小，距離起點(diǎn)越遠(yuǎn)，故據(jù)圖可知，本次測(cè)序凝膠電泳的方向?yàn)閺纳贤?，C正確；終止DNA合成的原因是底物類似物的碳上不是羥基，不能與下一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸形成磷酸二酯鍵，D正確。B9.下列各種酶及其作用對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是(

) A.限制酶——識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開 B.RNA聚合酶——與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的翻譯 C.DNA連接酶——將分開的DNA片段通過(guò)特定末端連接在一起 D.DNA聚合酶——將單個(gè)脫氧核苷酸連接到已有的核苷酸鏈上

解析

限制酶能識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開，A正確；RNA聚合酶與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，B錯(cuò)誤；DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段連接在一起，在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，C正確；DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接到已有的核苷酸鏈上，形成磷酸二酯鍵，D正確。C10.下圖表示某種質(zhì)粒和人的胰島素基因，其中a表示標(biāo)記基因，b表示胰島素基因，E1表示某限制酶的切割位點(diǎn)，現(xiàn)用該種限制酶分別切割質(zhì)粒和胰島素基因，后用DNA連接酶連接切割后的質(zhì)粒和胰島素基因，下列選項(xiàng)中不可能出現(xiàn)的是(

)解析

根據(jù)題意和圖示分析可知，因質(zhì)粒和胰島素基因都有兩個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，所以用限制酶可以將a和b都切下來(lái)，A是質(zhì)粒與標(biāo)記基因a重