人教版生物选修3专题1 11Word下载.docx

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⑦PCR技术的发明B.技术支持

⑧DNA双螺旋结构和中心

法则的确立

提示：

①④⑧—A　②③⑤⑥⑦—B

3．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”

（1）来源：

主要来自原核生物。

（2）种类：

约4000种。

（3）特点：

具有专一性，表现在两个方面：

①识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。

②切割——特定核苷酸序列中的特定位点。

（4）作用：

断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

（5）结果：

产生黏性末端或平末端。

4．DNA连接酶——“分子缝合针”

种类

E·

coliDNA连接酶

T4DNA连接酶

来源

大肠杆菌

T4噬菌体

特点

缝合黏性末端

缝合黏性末端和平末端

作用

缝合双链DNA片段，恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键

探讨：

与其他生物变异相比，基因工程所导致的变异有何特点？

变异一般是不定向的，但基因工程使生物产生新的性状变异却是定向的，是按照人们的实际需要进行的有目的的改造。

氢键的断裂与重新形成与限制酶和DNA连接酶是否有关？

氢键是分子间作用力，其断裂与重新形成均与限制酶和DNA连接酶无关。

限制酶和DNA解旋酶的作用部位有什么不同？

限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于碱基对的两个碱基之间的氢键。

只有DNA连接酶才能连接形成磷酸二酯键吗？

DNA聚合酶也能形成。

1．DNA连接酶与限制性核酸内切酶的比较

（1）区别

应用

限制性核

酸内切酶

使特定部位的磷酸二酯键断裂

用于提取目的基因和切割载体

DNA

连接酶

在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键

用于目的基因和载体的连接

（2）联系

2．DNA连接酶与DNA聚合酶的比较

DNA连接酶

DNA聚合酶

相同点

催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键

不同点

模板

不需要模板

需要DNA的一条链为模板

对象

游离的DNA片段

单个的脱氧核苷酸

结果

形成完整的DNA分子

形成DNA的一条链

用途

基因工程

DNA复制

1．下表所示为常用的限制酶及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法，正确的是（　　）

【导学号：

72240000】

限制酶

名称

识别序列和

切割位点

限制酶名称

BamHⅠ

G↓GATCC

KpnⅠ

GGTAC↓C

EcoRⅠ

G↓AATTC

Sau3AⅠ

↓GATC

HindⅡ

GTY↓RAC

SmaⅠ

CCC↓GGG

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．限制酶的切割位点一定在识别序列的内部

C．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端

D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列

【解析】　由表中信息可知，HindⅡ能识别4种不同的核苷酸序列；

Sau3AⅠ酶的切割位点在识别序列的外部；

BamHⅠ酶与Sau3AⅠ酶切割后能形成相同的黏性末端；

SmaⅠ酶切割后产生的是平末端。

【答案】　A

2．下列有关DNA连接酶的叙述正确的是（　　）

A．T4DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来

B．E·

coliDNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接

C．DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸

【解析】　DNA连接酶能使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，从而将它们连接起来。

coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间进行连接。

T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。

【答案】　C

基因进入受体细胞的载体——

“分子运输车”

1．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”：

（1）种类

①质粒：

常存在于原核细胞和酵母菌中，是一种分子质量较小的、环状的、裸露的DNA分子，独立于拟核之外。

②λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。

（2）目的

①将目的基因转运到宿主细胞中去。

②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。

（3）必备条件

①在宿主细胞中保存下来并大量复制。

②有多个限制酶切割位点。

③有一定的标记基因，便于筛选。

④对受体细胞无害。

2．重组DNA分子的模拟操作

（1）材料用具：

剪刀代表EcoR_Ⅰ，透明胶条代表DNA连接酶。

（2）切割位点：

①分别从两块硬纸板上的一条DNA链上找出—GAATTC—序列，并选G—A之间作切口进行“切割”。

②再从另一条链上互补的碱基之间寻找EcoRⅠ相应的切口剪开。

若操作正确，不同颜色的黏性末端应能互补配对；

否则，说明操作有误。

将外源基因直接导入受体细胞可行吗？

为什么？

不可行。

直接把外源基因导入受体细胞，外源基因在细胞内不能进行复制、转录和稳定保存。

质粒上抗生素抗性基因有什么作用？

作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

作为基因进入受体细胞的载体，要求必须对受体细胞无害，为什么？

载体如果对受体细胞有害，其一旦被导入受体细胞，就会影响受体细胞的生命活动，甚至破坏受体的生命活动。

1．使用载体的目的

在基因工程中，使用载体有两个目的：

一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中；

二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制（称为克隆）。

2．作为载体应具备的条件

（1）能在受体细胞中复制并稳定保存。

（2）具有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。

（3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

3．质粒

（1）质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

（2）质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中。

（3）质粒DNA分子上有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（1）基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同，前者的实质是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞，后者是蛋白质，与细胞膜的选择透过性有关。

（2）一般来说，天然载体不能同时满足上述条件，要对其进行人工改造才可以使用。

（3）标记基因的筛选原理

①前提：

载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。

目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。

②过程：

含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞，抗性基因在受体细胞内表达，受体细胞对该抗生素产生抗性，然后在培养基中加入该抗生素。

③结果：

在培养基上，被抗生素杀死的是没有抗性的受体细胞，没被杀死的具有抗性的受体细胞得以筛选。

1．作为基因的运输工具——质粒，必须具备的条件之一及理由是（　　）

72240001】

A．能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因

B．具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的表达

C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件

D．能够在体细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选

【解析】　质粒必须能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因；

质粒分子上必须有一个至多个限制酶切割位点，供目的基因插入其中；

具有某些标记基因，以便于鉴定和筛选。

2．下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。

若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是（　　）

【解析】　A项破坏了复制必需的序列。

B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。

C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。

D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。

1．下列有关基因工程的叙述正确的是（　　）

A．DNA连接酶的作用是使互补的黏性末端之间发生碱基A与T，C与G之间的连接

B．基因工程中使用的载体最常见的是大肠杆菌

C．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞并可促进目的基因的表达

D．基因工程造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，但却产生了定向变异

【解析】　DNA连接酶连接DNA基本骨架上一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖，形成磷酸二酯键，A项错误；

最常用的载体是质粒，大肠杆菌是最常用的受体细胞，B项错误；

载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，与目的基因的表达没有关系，C项错误；

基因工程的原理是基因重组，是按照人们的意愿来操作实施的，故是一种定向的变异，D项正确。

【答案】　D

2．下列说法中不正确的有（　　）

①限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的

②DNA连接酶都是从原核生物中分离得到的

③所有限制酶识别的核苷酸序列均由6个核苷酸组成

④不同限制酶切割DNA的位点不同

⑤有的质粒是单链DNA

A．①②④⑤B．①②③⑤

C．②③④⑤D．①③④⑤

【解析】　限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，有很少量是来自真核生物——酵母菌，①错误；

T4DNA连接酶来源于T4噬菌体（一种病毒），②错误；

EcoRⅠ、SmaⅠ限制酶识别的序列均为6个核苷酸，也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成，③错误；

不同限制酶切割DNA的位点不同，切割出不同的黏性末端或平末端，④正确；

所有的质粒都是双链的环状DNA分子，⑤错误。

故选B。

【答案】　B

3．如图为DNA分子结构示意图，下列对该图的描述正确的是（　　）

72240002】

A．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸

B．解旋酶作用的部位是⑩

C．某限制性核酸内切酶可选择⑨处作为切点

D．DNA连接酶可连接⑩处断裂的化学键

【解析】　图中④包含上一个脱氧核苷酸的磷酸①和下一个脱氧核苷酸的五碳糖②和碱基③，不是一个脱氧核苷酸，选项A错误；

限制性核酸内切酶的作用部位是⑩磷酸二酯键，解旋酶的作用是解开DNA双链，作用部位是⑨氢键，选项B、C错误；

DNA连接酶可连接⑩处断裂的磷酸二酯键，选项D正确。

4．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是（　　）

A．通常情况下，a与d需要用同一种限制酶进行切割

B．b能识别特定的核苷酸序列，并将A与T之间的氢键切开

C．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对

D．b代表的是限制性核酸内切酶，c代表的是RNA聚合酶

【解析】　b是限制性核