高中生物選擇性必修三P70重組DNA技術(shù)的基本工具答案

高中生物選擇性必修三P70重組DNA技術(shù)的基本工具答案從社會中來番木瓜容易受番木瓜環(huán)斑病毒的侵襲，當(dāng)番木瓜被這種病毒感染后，產(chǎn)量會大大下降?？茖W(xué)家通過精心設(shè)計，用“分子工具”培育出了轉(zhuǎn)基因番木瓜，它可以抵御番木瓜環(huán)斑病毒DNA雙螺旋的直徑只有2nm，對如此微小的分子進(jìn)行操作，是一項非常精細(xì)的工作，更需要專門的“分子工具”。那么，科學(xué)家究竟用到了哪些“分子工具”？這些“分子工具”各具有什么特征呢？提示：科學(xué)家用到了限制酶、DNA連接酶、載體等“分子工具”。限制酶能識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并將DNA雙鏈切斷，形成具有黏性末端或平末端的片段。DNA連接酶催化磷酸二酯鍵的形成，即催化一個DNA片段3'端的羥基與另ー個DNA片段5'端的磷酸基團(tuán)上的羥基連接起來形成酯鍵。載體上可以插入外源基因，它能攜帶該基因進(jìn)入受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或者整合到受體DNA上，隨著受體DNA同步復(fù)制。載體一般還帶有標(biāo)記基因，以便進(jìn)行重組DNA分子的篩選。旁欄思考題1.你能根據(jù)所掌握的知識，推測限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么嗎？提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在長期的進(jìn)化過程中形成了套完善的防御機(jī)制。限制酶就是它的一種防御性工具。當(dāng)外源DNA入侵時，它會利用限制酶來切割外源DNA，使之失效，以保證自身的安全。2.DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？答案：不是一回事。雖然DNA連接酶和DNA聚合酶都是催化磷酸二酯鍵形成的酶，但兩者存在顯著的區(qū)別。(1)DNA聚合酶只能催化單個核苷酸加到已有的核酸片段3'末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是催化兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是催化單個核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。(2)DNA聚合酶以一條DNA鏈為模板，催化形成與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶催化具有互補(bǔ)黏性末端或平末端的DNA片段連接起來，它不需要模板。此外，兩者雖然都是蛋白質(zhì)，但它們的組成和性質(zhì)各不相同。思考?討論1.剪刀和透明膠條分別代表哪種“分子工具”？答案：剪刀代表限制酶；透明膠條代表DNA連接酶。2.你制作的黏性末端的堿基能不能互補(bǔ)配對？如果不能，可能是什么原因造成的？提示：根據(jù)學(xué)生實際操作的情況進(jìn)行指導(dǎo)。如果制作的黏性末端的堿基不能互補(bǔ)配對可能是剪切位點(diǎn)或連接位點(diǎn)選得不對，也可能是其他原因。3.你插入的DNA片段能稱得上一個基因嗎？提示：不能，因為基因的長度一般在100個堿基對以上。到社會中去提示：在調(diào)查中需要了解企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品的種類和產(chǎn)量、銷售渠道和銷售情況等，這樣才有可能對企業(yè)的經(jīng)營狀況進(jìn)行正確的判斷。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.DNA連接酶是重組DNA技術(shù)常用的一種工具酶。下列相關(guān)敘述正確的是（C）A.能連接DNA分子雙鏈堿基對之間的氫鍵B.能將單個脫氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵C.能連接用同種限制酶切開的兩條DNA片段，重新形成磷酸二酯鍵D.只能連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，不能連接雙鏈DNA片段的平末端2.在重組DNA技術(shù)中，將外源基因送入受體細(xì)胞的載體可以是（A）A.大腸桿菌的質(zhì)粒B.切割DNA分子的酶C.DNA片段的黏性末端D.用來識別特定基因的DNA探針二、拓展應(yīng)用1.想一想，為什么限制酶不切割細(xì)菌本身的DNA分子？提示：迄今為止，在基因工程操作中使用的限制酶絕大部分都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來的，它們可以識別DNA上特定的堿基序列并使特定部位的磷酸二酯鍵斷開。微生物在長期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制，可以將外源入侵的DNA降解。細(xì)菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因為含有某種限制酶的細(xì)胞的DNA分子或者不具備這種限制酶的識別序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到了限制酶所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶，也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA入侵。2.有2個不同來源的DNA片段A和B，A片段用限制酶切speⅠ進(jìn)行切割，B片段分別用限制酶HindⅢ,XbaⅠ、EcoRⅤ和XhoⅠ進(jìn)行切割。各限制酶的識別序列和切割位點(diǎn)如下。(1)哪種限制酶切割B片段產(chǎn)生的DNA片段能與限制酶speⅠ切割A(yù)片段產(chǎn)生的DNA片段相連接？為什么？答案：XbaⅠ。因為XbaⅠ與SpeⅠ切割產(chǎn)生了相同的黏性末端。(2)不同的限制酶切割可能產(chǎn)生相同的黏性末端，這在基因工程操作中有什么意義？提示：識別DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶被稱為同尾酶。同尾酶使構(gòu)建載體時，切割位點(diǎn)的選擇范圍擴(kuò)大。例如，我們選擇了用某種限制酶切割載體，如果目的基因的核苷酸序列中恰好含有該限制酶的識別序列，那么用該限制酶切割含有目的基因的DNA片段時，目的基因就很可能被切斷；這時可以考慮用合適的同尾酶(目的基因的核苷酸序列中不能有它的識別序列)來獲取目的基因。探究·實踐結(jié)果分析與評價1.你提取出白色絲狀物或沉淀物了嗎？用二苯胺試劑鑒定的結(jié)果如何？提示：觀察提取的DNA的顏色，如果不是白色狀物，說明DNA中的雜質(zhì)較多。二苯胺試劑鑒定呈現(xiàn)藍(lán)色，說明實驗基本成功；如果不呈現(xiàn)藍(lán)色，可能原因有所提取的DNA含量低，或者在實驗操作過程中出現(xiàn)了失誤等。2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些雜質(zhì)嗎？答案：本實驗出提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等雜質(zhì)。3.與其他同學(xué)提取的DNA進(jìn)行比較，看看實驗結(jié)果有何不同分析產(chǎn)生差異的原因。提示：本實驗可以采取分組的方法方式進(jìn)行?？梢赃x取不同的實驗材料；也可以查閱資料了解其他提取DNA的方法，對同種材料采用不同的方法。最后從多種方面比較實驗結(jié)果，如DNA的純度、DNA的顏色、二苯胺試劑顯色的深淺等，看看哪種實驗材料，哪種提取方法的效果更好。進(jìn)一步探究本試驗只是對DNA進(jìn)行了粗提取，請查閱資料，了解實驗室提取純度較高的DNA的一種方法，并與本實驗中所使用的方法進(jìn)行比較，總結(jié)兩種方法的異同。提示：實驗室提取純度較高的DNA的方法有不少。例如，可以先添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的SDS溶液，使蛋白質(zhì)變性后與DNA分開；隨后，加入氯仿—異丙醇混合液（體積比為24:1），通過離心將蛋白質(zhì)及其它雜質(zhì)除去，取清液；可重復(fù)上述操作幾次，直至