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課時基因工程的基本工具和PCR課程內(nèi)容標準核心素養(yǎng)對接(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)展而來的。(2)闡明DNA重組技術(shù)的實現(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)簡述PCR的原理、條件及過程。(4)嘗試進行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)社會責(zé)任——關(guān)注基因工程的社會議題，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)，運用結(jié)構(gòu)與功能觀等觀念理解PCR技術(shù)的過程、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4///////課前自主預(yù)習(xí)知識點1知識點2知識點3知識點1基因工程是在多學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來的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分子知識點2基因工程的基本工具1.限制性內(nèi)切核酸酶(簡稱限制酶)——“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，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的____________。對所連接的DNA片段兩端的堿基序列沒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)簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核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)制原點限制酶切割位點標記基因鑒定和選擇(2)其他載體：λ噬菌體的衍生物、動物病毒等。(3)功能①將外源基因?qū)隷_________。②使__________在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定遺傳和表達。受體細胞外源基因知識點3聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)技術(shù)1.概念是目的DNA片段______________的體外擴增技術(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PCR儀，自動完成反應(yīng)步驟。(目的基因)模板DNA、引物對、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型細菌的DNA進入R型細菌并使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，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擴增某DNA片斷時需加入1種引物，擴增產(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，分析回答下列問題：(1)一個雙鏈DNA分子含有____個游離的磷酸基團，分別位于每條鏈的______端。將一個雙鏈DNA分子切割形成兩個DNA分子片段，需要斷開____個磷酸二酯鍵，消耗____分子水，增加____個游離的磷酸基團。(2)1972年，伯格團隊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堿基對之間的關(guān)系相同：均遵循嚴格的堿基互補配對原則。25′222(3)根據(jù)必修二以及本節(jié)所學(xué)知識，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之間的氫鍵，而不能斷開磷酸二酯鍵。2.圖示限制酶EcoRⅠ的識別序列和切割位點，分析回答下列問題：(1)限制酶EcoRⅠ的識別序列為______________，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一探究點二探究點三探究點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。請據(jù)圖回答：請說出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶識別的堿基序列、切割位點以及EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶作用的結(jié)果分別是什么？提示

EcoRⅠ限制酶識別的堿基序列是GAATTC，切割位點在G和A之間；SmaⅠ限制酶識別的堿基序列是CCCGGG，切割位點在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，其識別序列及切割位點如下表所示。限制酶BamHⅠBcl

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

(填“能”或“不能”)切割原核細胞自身的DNA，試推測其理由是_____________________________________________________________。不能原核細胞DNA中不存在限制酶的識別序列或能被識別的序列被修飾了(2)若某鏈狀DNA分子中含有兩個BamHⅠ的識別序列，該DNA分子將被切成____個片段，共斷裂____個磷酸二酯鍵。(3)請畫出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？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配對原則。(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。下列敘述錯誤的是(

)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連接酶的作用位點在乙圖中b處D.切割甲的限制酶不能識別由甲、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和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，C錯誤；切割甲的限制酶的識別序列為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DNA片段堿基對之間的氫鍵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片段互補的平末端連接起來B解析

DNA連接酶連接的是兩個DNA片段之間的磷酸二酯鍵，A錯誤；DNA連接酶連接的是DNA雙鏈片段兩個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錯誤；E.coliDNA連接酶只能將具有互補黏性末端的DNA片段連接起來，D錯誤。探究點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)入受體細胞可行嗎？為什么？提示

不可行；直接把外源基因?qū)胧荏w細胞，外源基因在細胞內(nèi)不能進行復(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，供外源基因插入。作為標記基因，用于鑒定和選擇重組DNA分子1.載體上標記基因的標記原理

載體上的標記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當含有抗生素抗性基因的載體進入受體細胞后，抗性基因在受體細胞內(nèi)表達，使受體細胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細胞的培養(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：能夠在受體細胞中進行自我復(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：有一個至多個限制酶切割位點，供外源基因插入其中。 (3)具有標記基因：具有特殊的標記基因，用于鑒定和選擇重組DNA分子。 (4)無毒害作用：對受體細胞無毒害作用，否則受體細胞將受到損傷甚至死亡。

說明：一般來說，天然載體不能同時滿足所有條件，要對其進行人工改造才可以使用。3.基因工程中的載體與細胞質(zhì)膜上的載體蛋白的區(qū)別[例3]

作為基因的運輸工具——載體必須具備的條件之一及理由是(

) A.能夠在受體細胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因 B.具有多個限制酶切割位點，便于目的基因的表達 C.具有某些標記基因，使目的基因能夠與其結(jié)合 D.對受體細胞無傷害，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胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(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，便于目的基因的插入，B錯誤；作為載體必須具有某些標記基因，以用于鑒定和選擇重組DNA分子，C錯誤；載體需對受體細胞無傷害，但其目的不是便于重組DNA的鑒定和選擇，D錯誤。[例4]

下列有關(guān)基因工程中載體的說法正確的是(

) 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)粒是一種獨立于細菌擬核外的鏈狀DNA分子 D.作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對重組DNA進行鑒定和選擇的標記基因

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)上進行過人工改造的，A錯誤；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錯誤；質(zhì)粒是一種獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外的環(huán)狀雙鏈DNA分子，C錯誤；作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有標記基因，便于對重組DNA進行鑒定和選擇，D正確。D探究點三聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)技術(shù)圖1、圖2分別是PCR擴增技術(shù)相關(guān)過程，請思考回答下列問題：變性退火延伸(1)請完善圖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)計而成的，圖1中引物A與引物B______

(填“相同”或“不同”)，其在PCR過程中______

(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)制時為什么需要引物？提示

在DNA擴增時，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)制時應(yīng)加入兩種引物。(5)圖1所示利用PCR技術(shù)擴增目的基因，從第幾輪循環(huán)才會產(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)計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)都不合理，請分別說明理由。提示

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

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

共需消耗(2n－1)對引物。1.PCR反應(yīng)的過程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實現(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配對原則相同

解析

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

下列有關(guān)PCR技術(shù)的說法，錯誤的是(

) A.PCR是一項在生物體外復(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.退火過程中引物與模板鏈的結(jié)合遵循堿基互補配對原則 D.PCR過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黏性末端的DNA片段連接起來，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：能在宿主細胞進行自我復(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；具有標記基因。4.PCR技術(shù)時需模板DNA、引物對、4種dNTP、緩沖液和Taq酶、Mg2＋等。隨堂檢測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行了DNA改造的研究，成功地構(gòu)建了第一個體外重組DNA分子，DNA體外重組的實現(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目的基因時得到兩個切口，有2個磷酸二酯鍵被斷開 B.限制酶識別序列越短，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目的基因時得到兩個切口，有4個磷酸二酯鍵被斷開，A錯誤；限制酶識別序列越短，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，C錯誤；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錯誤。C3.限制酶BamHⅠ和BglⅡ是兩種常見的工具酶，它們的識別序列及切割位點依次為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過程中會將堿基對之間的氫鍵切斷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錯誤；兩種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端互補，經(jīng)過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錯誤。BC4.(多選)載體作為基因工程中的“分子搬運工”，下列有關(guān)正確的是(

) A.載體位于細胞質(zhì)膜上，可以將目的基因送入細胞中 B.載體上應(yīng)含有多種限制酶切點，以供外源DNA插入其中 C.載體上應(yīng)含有一個或多個標記基因，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胞

解析

作為基因工程中的“分子搬運工”的載體包括質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動物病毒，不是存在于細胞質(zhì)膜上的載體蛋白，A錯誤；載體上應(yīng)含有多種限制酶切點，以供外源DNA插入其中，B正確；載體上應(yīng)含有一個或多個標記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇，C正確；噬菌體是細菌病毒，只能感染細菌細胞，可以利用質(zhì)粒或植物病毒作為抗蟲基因的載體，送入棉花細胞，D錯誤。5.(多選)下列關(guān)于核酸片段的擴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擴增儀擴增C.PCR產(chǎn)物常通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定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時不需添加ATP，熱穩(wěn)定的DNA聚合酶不需要添加ATP激活，A錯誤；mRNA是核酸，但不能直接用PCR擴增儀擴增，需要先反轉(zhuǎn)錄為cDNA再用PCR擴增儀擴增，B錯誤；PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定，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。基礎(chǔ)對點綜合提升D知識點1基因工程及其誕生與發(fā)展1.下列有關(guān)基因工程誕生的說法，錯誤的是(

) 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)展起來的 B.工具酶和載體的發(fā)現(xiàn)使基因工程的實施成為可能 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行

解析

1973年，科學(xué)家證明質(zhì)粒可以作為基因工程的載體，打破了物種間的障礙，實現(xiàn)了物種間的基因交流，D錯誤。D2.科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氪竽c桿菌細胞中，在大腸桿菌細胞中合成了兔子的血紅蛋白。下列關(guān)于這一先進技術(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配對原則 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細胞并得以表達的過程，目的基因在不同生物細胞中能夠表達出相同的蛋白質(zhì)，說明控制其合成的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；基因是通過轉(zhuǎn)錄獲得mRNA，進而控制蛋白質(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都遵循堿基互補配對原則，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)之間沒有必然關(guān)系，D錯誤。ABCD知識點2基因工程的工具酶3.(多選)下圖是4種限制酶的識別序列及其酶切位點，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，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限制酶識別的序列均由6個核苷酸組成，但切割后產(chǎn)生的結(jié)果不同，其識別序列和切割位點(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.所有限制酶的識別序列均由6個核苷酸序列組成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.細菌細胞內(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別序列均由6個核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識別序列由4個、8個或其他數(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較低；細菌細胞內(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知識點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)粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器 B.質(zhì)粒是獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外且能夠自我復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子 C.細菌質(zhì)粒和真核細胞DNA的基本組成單位不同 D.細菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在細胞外獨立進行的解析質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子，不是細胞器，A錯誤，B正確；細菌質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，和真核細胞DNA的基本組成單位相同，均為脫氧核苷酸，C錯誤；質(zhì)粒能在細胞中進行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制，D錯誤。D7.下列一般不作為基因工程中的標記基因的是(

) 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知識點4聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)技術(shù)8.Sanger法(雙脫氧鏈終止法)是核酸序列測定的一種方法。實驗所用的反應(yīng)體系包括待測序的單鏈DNA模板、引物、四種脫氧核苷酸(其中一種用放射性同位素標記)和DNA聚合酶。整個實驗分為四組，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。下列分析錯誤的是(

)A.該測定過程需要借助PCR技術(shù)完成B.圖中①②處分別為ddTTP和ddATPC.據(jù)圖可知，本次測序凝膠電泳的方向為從上往下D.終止DNA合成的原因是底物類似物不能與下一個脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵解析

該過程需要借助DNA擴增的技術(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會在C位點終止，ddGTP會在G位點終止，故①對應(yīng)的終止字母為A，故①為ddATP，同理②為ddTTP，B錯誤；Sanger法測序中，通過電泳將不同長度的片段分開，DNA片段越小，距離起點越遠，故據(jù)圖可知，本次測序凝膠電泳的方向為從上往下，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應(yīng)關(guān)系不正確的是(

) A.限制酶——識別雙鏈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片段通過特定末端連接在一起 D.DNA聚合酶——將單個脫氧核苷酸連接到已有的核苷酸鏈上

解析

限制酶能識別雙鏈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結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，B錯誤；DNA連接酶將兩個DNA片段連接在一起，在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，C正確；DNA聚合酶將單個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表示標記基因，b表示胰島素基因，E1表示某限制酶的切割位點，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限制酶的切割位點，所以用限制酶可以將a和b都切下來，A是質(zhì)粒與標記基因a重