新教材2023版高中生物第3章基因工程第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具學(xué)生用書新人教版選擇性必修3

第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具課堂互動探究案課程標(biāo)準1.基因工程是一種重組DNA技術(shù)。2．概述基因工程是在微生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。3．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。素養(yǎng)達成1.了解基因工程的概念、誕生及發(fā)展。(生命觀念、社會責(zé)任)2．掌握限制酶及DNA連接酶的作用。(科學(xué)思維)3．理解載體需具備的條件。(科學(xué)思維)設(shè)疑激趣在亞洲和非洲的貧困地區(qū)，人們由于無法獲取足夠的肉類和蔬菜，導(dǎo)致維生素A嚴重缺乏，據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，全世界有1.2億～2.5億人缺乏維生素A，每年約有100多萬兒童因缺乏維生素A失去生命。胡蘿卜素可在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成維生素A，因此，科學(xué)家利用基因工程技術(shù)，將有關(guān)酶的基因轉(zhuǎn)入水稻中，并誘導(dǎo)它們在水稻細胞中表達，使水稻體內(nèi)能夠合成β-胡蘿卜素。如果人每天食用的大米含β-胡蘿卜素，就能滿足人體對維生素A的需求。人們是怎樣將胡蘿卜體內(nèi)的基因轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)的呢？這個過程中需要哪些技術(shù)和操作工具呢？夯基提能·分層突破——互動·探究·智涂學(xué)習(xí)主題一基因工程的工具酶活動1閱讀下列材料，思考并回答下列問題：1．DNA分子中磷酸與脫氧核糖是如何連接的？該化學(xué)鍵的名稱是什么？2．限制酶的作用特點是什么？所識別的序列有何特點？作用后的結(jié)果有哪兩種形式？3．DNA連接酶的作用是什么？活動2下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶產(chǎn)生兩種不同末端的示意圖。請據(jù)圖回答：1．請說出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶識別的堿基序列及切割的位點。2．EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶切割產(chǎn)生的DNA末端分別是什么形式？3．以上實例說明限制酶有何特性？該特性的含義是什么？4．DNA連接酶、限制酶和DNA聚合酶都作用于哪種化學(xué)鍵，分別對這種化學(xué)鍵有何影響？活動3回答下列問題：1．為什么限制酶主要從原核生物中分離純化而來？推測它在原核生物中的作用是什么？它會不會切割自己的DNA分子？2．限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶的作用是否都體現(xiàn)了酶的專一性？[易錯警示](1)限制酶不切割自身DNA的原因是該生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已被修飾。(2)限制酶作用于磷酸二酯鍵，而不是氫鍵。(3)DNA連接酶無識別的特異性，對于具有互補黏性末端的DNA片段以及具有平末端的DNA片段都能連接起來。[特別提醒](1)限制酶是一類酶而不是一種酶。(2)不同種類的限制酶識別的序列與切割的位點不同，這與酶的專一性是一致的。(3)在切割含目的基因的DNA分子時，需用限制酶切割2次，產(chǎn)生4個末端。只有這樣，才能使目的基因的兩端都有可連接的末端。(4)限制酶的識別序列與被作用的DNA序列是不同的。前者一般由6個核苷酸組成，少數(shù)由4、8個或其他數(shù)量的核苷酸組成；后者是雙鏈序列。(5)DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口連接起來，因此DNA連接酶不需要模板。兩個DNA片段要具有互補的黏性末端才能通過DNA連接酶拼接起來；平末端只能用T4DNA連接酶連接。(6)不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端相同，同一個DNA分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不相同，即同一種限制酶一定能切出相同的黏性末端，相同的黏性末端不一定來自同一種限制酶的切割。1.限制酶與DNA連接酶的分析比較(1)區(qū)別項目作用應(yīng)用限制酶使特定部位的磷酸二酯鍵斷開用于提取目的基因和切割載體DNA連接酶在DNA片段之間重新形成磷酸二酯鍵用于基因表達載體的構(gòu)建(2)兩者的關(guān)系可表示為：(3)磷酸二酯鍵指的是下圖圓圈中的化學(xué)鍵，而限制酶切割或DNA連接酶連接的只能是箭頭所指處的化學(xué)鍵，因為圈中另一個化學(xué)鍵屬于一個核苷酸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(4)識別序列的特點呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是奇數(shù)個堿基還是偶數(shù)個堿基，都可以找到一條中軸線(如圖)，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向、對稱、重復(fù)排列的。如中軸線，兩側(cè)堿基互補對稱；為軸，兩側(cè)堿基互補對稱。中軸線(5)作用結(jié)果：限制酶切割DNA產(chǎn)生的DNA末端有黏性末端和平末端兩種形式。①黏性末端是限制性內(nèi)切核酸酶在它識別序列的中軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時形成的，如圖所示：②平末端是限制性內(nèi)切核酸酶在它識別序列的中軸線處切開時形成的，如圖所示：3.與DNA相關(guān)的五種酶的比較名稱作用部位作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵將DNA切成兩個片段DNA連接酶磷酸二酯鍵將兩個DNA片段連接為一個DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間的氫鍵將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈1．(學(xué)業(yè)水平一、二)下列關(guān)于限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)的敘述，正確的是()A．均來源于原核生物B．識別序列均由6個核苷酸組成C．特異性表現(xiàn)在識別和切割兩個方面D．也可識別RNA分子的特定核苷酸序列2．(學(xué)業(yè)水平一、二)下列有關(guān)DNA連接酶的敘述，正確的是()A．T4DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來B．E.coliDNA連接酶能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接C．DNA連接酶能恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵D．DNA連接酶可連接DNA雙鏈的氫鍵，使雙鏈延伸3．(學(xué)業(yè)水平三、四)下列關(guān)于幾種酶作用的敘述，錯誤的是()A．DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接B．RNA聚合酶能與基因的特定位點結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄C.一種限制酶能識別多種核苷酸序列，并切割出多種目的基因D．DNA聚合酶能把單個脫氧核苷酸分子連接成一條DNA單鏈4．(學(xué)業(yè)水平三、四，不定項選擇)下表所示為常用的限制酶及其識別序列和切割位點，由此推斷以下說法，正確的是()限制酶名稱識別序列和切割位點限制酶名稱識別序列和切割位點BamHⅠeq\o(GG,\s\up6(↓))ATCCKpnⅠGGTAeq\o(CC,\s\up6(↓))EcoRⅠeq\o(GA,\s\up6(↓))ATTCSau3AⅠeq\o(G,\s\up6(↓))ATCHindⅡGTeq\o(YR,\s\up6(↓))ACSmaⅠCCeq\o(CG,\s\up6(↓))GG注：Y＝C或T，R＝A或G。A．限制酶切割后不一定形成黏性末端B．限制酶的切割位點一定在識別序列的內(nèi)部C．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端D．一種限制酶不一定只識別一種核苷酸序列學(xué)習(xí)主題二基因工程中的載體活動1思考并回答相關(guān)質(zhì)粒的問題：1．質(zhì)粒作為目的基因的載體，其本質(zhì)是什么？2．所有載體都是質(zhì)粒嗎？為什么？3．質(zhì)粒上的一些抗生素抗性基因有什么作用？活動2思考并回答有關(guān)載體的問題：1．將外源基因直接導(dǎo)入受體細胞可行嗎？為什么？2．細胞膜上的載體與基因工程中的載體有什么不同？[特別提醒](1)基因工程中的載體與細胞膜上物質(zhì)運輸?shù)妮d體不同，前者的實質(zhì)是DNA分子，能將目的基因?qū)胧荏w細胞，后者是蛋白質(zhì)，與細胞膜的選擇透過性有關(guān)。(2)一般來說，要對天然質(zhì)粒進行人工改造才可以使用。1.作為載體所具備的條件條件分析穩(wěn)定并能復(fù)制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴大有一個至多個限制酶切割位點可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA分子的篩選無毒害作用避免受體細胞受到損傷2.常用載體的種類及用途種類用途質(zhì)粒將外源基因?qū)氪竽c桿菌等受體細胞λ噬菌體的衍生物植物病毒將外源基因?qū)胫参锛毎麆游锊《緦⑼庠椿驅(qū)雱游锛毎?.標(biāo)記基因的篩選原理(1)前提：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)入的受體細胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。(2)過程：含有某抗生素抗性基因的載體導(dǎo)入受體細胞，抗性基因在受體細胞內(nèi)表達，受體細胞對該抗生素產(chǎn)生抗性，因此培養(yǎng)受體細胞的培養(yǎng)基中加入該種抗生素即可篩選。(3)結(jié)果：在培養(yǎng)基上，被抗生素殺死的是沒有抗性的受體細胞，沒被殺死的具有抗性的受體細胞得以篩選。原理如圖所示：1．(學(xué)業(yè)水平一、二)質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，其主要特點是()①能自主復(fù)制②不能自主復(fù)制③結(jié)構(gòu)簡單④是蛋白質(zhì)⑤是環(huán)狀RNA⑥是環(huán)狀DNA⑦能“友好”地“借居”A．①③⑤⑦B．①④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦2．(學(xué)業(yè)水平三、四)下面是四種不同質(zhì)粒的示意圖，其中ori為復(fù)制必需的序列，amp為氨芐青霉素抗性基因，tet為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示一種限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點。若要得到一個能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長的含重組DNA的細胞，應(yīng)選用的質(zhì)粒是()3．(學(xué)業(yè)水平一、二)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B．具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達C．具有某些標(biāo)記基因，以使目的基因能夠與其結(jié)合D．對宿主細胞無傷害，以便于重組DNA的鑒定和選擇4．(學(xué)業(yè)水平三、四)限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識別序列及切割位點分別是和。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中，質(zhì)粒上箭頭所指部位為酶的識別位點，陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是()學(xué)習(xí)主題三DNA的粗提取與鑒定活動1實驗材料的選取：哺乳動物的紅細胞和雞的血液提取DNA效果更好的是________。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________?；顒?實驗操作分析：1．實驗過程要充分地研磨，如果研磨不充分，會對實驗結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響？2．實驗過程中應(yīng)如何使用玻璃棒攪拌？為什么？[名師提醒]DNA的粗提取與鑒定中的注意事項(1)過濾含DNA的黏稠物時不能用濾紙代替紗布，否則會因DNA被吸附到濾紙上，而導(dǎo)致DNA大量損失。(2)用玻璃棒攪拌時，動作要緩慢且沿同一方向進行，目的是防止DNA被破壞。(3)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺會變成淺藍色，影響鑒定效果。(4)鑒定DNA還可使用甲基綠染液，甲基綠染液可將DNA染成綠色。1.加入洗滌劑的目的是溶解細胞膜、核膜，釋放出細胞內(nèi)含物。加入食鹽的目的是使構(gòu)成染色體的核蛋白加速解聚，游離出DNA分子，并使DNA分子充分溶解于濃NaCl溶液中。2．過濾不能用濾紙代替紗布，因為DNA會被吸附到濾紙上而大量損失，影響最終提取的DNA量。3．濾液中可能含有DNA、RNA以及蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類等細胞成分。1．(學(xué)業(yè)水平一、二)下列各項中不宜選作DNA提取材料的是()A．洋蔥表皮細胞B．鮮豌豆種子C．人的紅細胞D．豬肝2．(學(xué)業(yè)水平一、二)下面不能影響DNA粗提取含量的是()A．選材B．洗滌劑的用量C．二苯胺的用量D．?dāng)嚢韬脱心サ某潭?．(學(xué)業(yè)水平一、二)玻璃棒攪拌出的較純凈的DNA的顏色以及DNA遇二苯胺(沸水浴)染上的顏色分別是()A．黃色、紫色B．白色、磚紅色C．白色、藍色D．藍色、磚紅色4．(學(xué)業(yè)水平三、四，不定項選擇)甲、乙兩圖為“DNA的粗提取與鑒定”實驗中涉及的兩個操作裝置圖。相關(guān)敘述正確的是()A．圖甲的燒杯和圖乙的試管中所用溶劑都為NaCl溶液，但兩者濃度不同B．圖乙經(jīng)沸水浴后即可觀察到一支試管中的溶液明顯變藍，另一支試管中不變藍C．圖甲操作需用玻璃棒迅速攪拌以使DNA成為絮狀沉淀并纏繞在玻璃棒上D．圖乙操作中所用的二苯胺試劑需現(xiàn)配現(xiàn)用以達到較好的鑒定效果強化落實·學(xué)業(yè)達標(biāo)——歸納·提升·素養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)主干落實1.基因工程的基本原理是基因重組，外源DNA能在受體細胞表達的理論基礎(chǔ)是密碼子的通用性。2．DNA重組技術(shù)的基本工具有限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和使目的基因進入受體細胞的載體。3．限制性內(nèi)切核酸酶可識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定位點上切割。4．E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端，而T4DNA連接酶既能連接黏性末端，也能連接平末端。5．質(zhì)粒作為基因工程的載體需具備的條件有：能在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并自我復(fù)制；具有一個或多個限制酶切割位點；具有標(biāo)記基因；對受體細胞無害。6．在基因工程中使用的載體除質(zhì)粒外，還有噬菌體、動植物病毒等。高效課堂·實踐運用——隨堂·鞏固·達標(biāo)1.如圖表示限制酶切割某DNA分子的過程，從圖中可知，該限制酶能識別的堿基序列及切割位點是()A．5′－CTTAAG－3′，切點在C和T之間B．5′－CTTAAG－3′，切點在G和A之間C．5′－GAATTC－3′，切點在G和A之間D．5′－CTTAAG－3′，切點在C和T之間2．對DNA連接酶的功能描述正確的是()A．將堿基、脫氧核糖和磷酸之間的化學(xué)鍵連接起來B．在基因工程中只作用于一個切口處的兩個黏性末端C．用于DNA復(fù)制時母鏈與子鏈間形成氫鍵D．與DNA聚合酶作用的部位相同，作用對象不同3．質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，下列有關(guān)質(zhì)粒的說法錯誤的是()A．質(zhì)粒不僅存在于細菌中，某些病毒也具有B．質(zhì)粒作為載體時，應(yīng)具有標(biāo)記基因和多個限制酶切點C．質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子，存在于擬核(或細胞核)之外的細胞質(zhì)基質(zhì)中D．質(zhì)粒能夠在宿主細胞中穩(wěn)定保存，并在宿主細胞內(nèi)復(fù)制4．現(xiàn)有一長度為1000個堿基對(bp)的DNA分子，用限制酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnⅠ單獨酶切后得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子。如圖所示，該DNA分子的酶切圖譜正確的是()5．如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問題。(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同，都是________，二者還具有其他共同點，如_________________________________________________________________________________________________________________________________(寫出兩條即可)。(2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為，則與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為____________，可使用________把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為________，其作用是________________________________________________________________________。(4)下列常在基因工程中用作載體的是()A．蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因B．土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C．大腸桿菌的質(zhì)粒D．動物細胞的染色體疑難解答·名師指津——釋疑·解惑·教材(一)從社會中來提示：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′端的羥基與另一個DNA片段5′端的磷酸基團上的羥基連接起來形成酯鍵。載體上可以插入外源基因，它能攜帶該基因進入受體細胞，并在受體細胞中進行自我復(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，以便進行重組DNA分子的篩選。(二)旁欄思考題1．提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制。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．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的DNA鏈；而DNA連接酶催化具有互補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。(三)思考·討論1．剪刀代表限制酶；透明膠條代表DNA連接酶。2．提示：根據(jù)學(xué)生實際操作的情況進行指導(dǎo)。如果制作的黏性末端的堿基不能互補配對，可能是剪切位點或連接位點選得不對，也可能是其他原因。3．不能，因為基因的長度一般在100個堿基對以上。(四)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)營狀況進行正確的判斷。(五)探究·實踐1．提示：觀察提取的DNA顏色：如果不是白色絲狀物，說明DNA中的雜質(zhì)較多。二苯胺法鑒定：二苯胺鑒定呈現(xiàn)藍色，說明實驗基本成功，如果不呈現(xiàn)藍色，可能所提取的DNA含量低或是實驗操作中出現(xiàn)錯誤，需要重新提取。2．提示：本實驗提取的DNA粗制品中有可能含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多糖等雜質(zhì)。3．提示：實驗結(jié)果不明顯的可能原因(1)材料中的核物質(zhì)沒有充分釋放出來，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠。(2)加入酒精后搖動或攪拌時過猛，DNA被破壞。(3)二苯胺最好現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺變成淺藍色，影響鑒定效果。(六)練習(xí)與應(yīng)用概念檢測1．C2．A拓展應(yīng)用1．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。微生物在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，可以將外源入侵的DNA降解。細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．(1)XbaⅠ。因為XbaⅠ與SpeⅠ切割產(chǎn)生了相同的黏性末端。(2)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，切割位點的選擇范圍擴大。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。第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具夯基提能·分層突破學(xué)習(xí)主題一【師問導(dǎo)學(xué)】活動11．提示：DNA分子中磷酸與脫氧核糖交替連接。其中同一核苷酸內(nèi)部磷酸與脫氧核糖的5號碳相連，相鄰兩核苷酸之間磷酸與3號碳相連。連接形成的化學(xué)鍵叫磷酸二酯鍵。2．提示：(1)一種限制酶只能識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并在特定的位點上切割DNA分子。(2)限制酶所識別的序列一般都具有反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的特點。(3)黏性末端和平末端。3．提示：將具有相同或互補黏性末端以及具有平末端的DNA片段之間的磷酸二酯鍵連接起來“縫合”成新的DNA分子。活動21．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G和C之間。2．提示：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。3．提示：說明限制酶具有專一性。專一性指的是限制酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上進行切割。4．提示：均作用于磷酸二酯鍵，DNA連接酶和DNA聚合酶是形成磷酸二酯鍵，限制酶是破壞磷酸二酯鍵?；顒?1．提示：原核細胞容易受到外源DNA的入侵，原核細胞中的限制酶能夠切割入侵的外源DNA而保護自身。原核細胞中的限制酶不會切割自己的DNA分子，因為酶具有專一性或自己的DNA分子已被修飾而不被識別。2．提示：限制性內(nèi)切核酸酶能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開，體現(xiàn)了酶的專一性。E.coliDNA連接酶能將具有互補黏性末端的DNA片段連接起來，對末端的堿基序列沒有要求；T4DNA連接酶既可以連接雙鏈DNA片段互補的黏性末端，又可以連接雙鏈DNA分子的平末端，都對末端的堿基序列沒有要求，專一性不強。【過程評價】1．解析：限制酶主要是從原核生物中分離純化出來的，A錯誤；大多數(shù)限制酶的識別序列由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)量的核苷酸組成，B錯誤；限制酶能識別特定的核苷酸序列，并切割特定核苷酸之間的磷酸二酯鍵，C正確；限制酶可識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，不能識別RNA分子的特定核苷酸序列，D錯誤。答案：C2．解析：DNA連接酶能使兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，從而將它們連接起來。E.coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接。T4DNA連接酶既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的黏性末端，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端。答案：C3．解析：限制酶具有專一性，一種限制酶一般只能識別一種核苷酸序列，并在特定位點切割DNA分子，C錯誤；DNA連接酶能使不同DNA片段的脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接，重新形成DNA分子，A正確；RNA聚合酶能與基因的特定位點結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，B正確；DNA聚合酶能以DNA的一條鏈為模板，把單個脫氧核苷酸分子連接成一條DNA單鏈，復(fù)制形成新的DNA分子，D正確。答案：C4．解析：SmaⅠ酶切割后產(chǎn)生的是平末端，A正確；Sau3AⅠ酶的切割位點在識別序列的外部，B錯誤；BamHⅠ酶與Sau3AⅠ酶切割后能形成相同的黏性末端，C錯誤；由表中信息可知，HindⅡ能識別4種不同的核苷酸序列，D正確。答案：AD學(xué)習(xí)主題二【師問導(dǎo)學(xué)】活動11．提示：小型環(huán)狀DNA。2．提示：不是，除了質(zhì)粒外，載體還有動植物病毒和噬菌體等。3．提示：作為標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選；檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細胞?；顒?1．提示：不可行，因為如果沒有載體導(dǎo)入受體細胞，目的基因無法進行自我復(fù)制和穩(wěn)定存在以及表達。2．提示：(1)化學(xué)本質(zhì)不同：細胞膜上的載體化學(xué)成分是蛋白質(zhì)；基因工程中的載體可能是物質(zhì)，如質(zhì)粒(DNA)、λ噬菌體的衍生物，也可能是生物，如動植物病毒等。(2)功能不同：細胞膜上的載體功能是協(xié)助細胞膜控制物質(zhì)進出細胞；基因工程中的載體是一種“分子運輸車”，把目的基因?qū)胧荏w細胞。【過程評價】1．解析：質(zhì)粒存在于細菌和酵母菌等微生物中，是一種結(jié)構(gòu)簡單、獨立于擬核或細胞核之外的環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒作為載體在受體細胞中能“友好”地“借居”，并能在細胞中進行自我復(fù)制。答案：C2．解析：根據(jù)題意，選用的質(zhì)粒上應(yīng)有復(fù)制必需序列和四環(huán)素抗性基因，且不含氨芐青霉素抗性基因。A項破壞了復(fù)制必需的序列，B項氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因都完好，C項氨芐青霉素抗性基因被破壞，四環(huán)素抗性基因完好，D項氨芐青霉素抗性基因完好，四環(huán)素抗性基因被破壞。答案：C3．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；作為載體必須具有一個或多個限制酶切點，以便于目的基因的插入，而不是表達，B錯誤；作為載體必須具有標(biāo)記基因，以便于重組DNA分子的篩選，C錯誤；作為載體必須是安全的，對受體細胞無害，以便宿主細胞能進行正常的生命活動，D錯誤。答案：A4．解析：用限制酶MunⅠ切割A(yù)質(zhì)粒后，不會破壞標(biāo)記基因，而且還能產(chǎn)生與目的基因兩側(cè)黏性末端相同的末端，適于作為目的基因的載體。B項中質(zhì)粒沒有標(biāo)記基因，不適于作為目的基因的載體。C、D質(zhì)粒含有標(biāo)記基因，但用限制酶切割后會被破壞，因此不適于作為目的基因的載體。答案：A學(xué)習(xí)主題三【師問導(dǎo)學(xué)】活動1提示：雞的血液雞血細胞的核DNA含量豐富，材料易得，而哺乳動物的紅細胞無細胞核，不含DNA活動21．提示：研磨不充分會使細胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少，導(dǎo)致看不到絲狀沉淀物，用二