专题一dna重组技术的基本工具

专题重点专题难点①DNA重组技术的基本工具②基因工程的基本操作程序

③基因工程在农业和医疗等方面的应用④蛋白质工程的原理和意义①基因工程载体需要具备的条件②利用PCR技术扩增目的基因 ③基因治疗的应用④蛋白质工程和基因工程的关系专题1基因工程别名基因拼接技术或DNA

重组技术目的赋予生物以新的遗传特性，创造出符合人们需要的新的________________和生物产品实质基因重组操作环境生物体外操作对象基因操作水平

__________水平1.1DNA重组技术的基本工具

基因工程的概念生物类型DNA分子DNA重组技术的基本工具1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”。(1)来源：主要从______________生物中分离纯化出来。(2)种类：迄今已分离出约4000种。(3)作用：识别特定的________________序列，切割特定的两个核苷酸之间的____________________。

(4)结果：产生黏性末端或____________。原核核苷酸磷酸二酯键平末端2．DNA连接酶——“分子缝合针”。(1)作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的___________，使双链DNA片段“缝合”起来。(2)类型：①E·coli

DNA连接酶：a．来源：大肠杆菌。b．作用：使双链DNA互补的黏性末端之间连接。②T4DNA连接酶：a．来源：T4__________。b．作用：既能使黏性末端连接也能使平末端连接，但后者效率较低。磷酸二酯键噬菌体3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。(1)种类：________、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(2)质粒的本质：小型环状双链DNA。质粒基因工程原理及特点1．原理：外源基因在受体细胞中能够表达。(1)DNA是生物的主要遗传物质，不同生物间DNA分子的结构基本相同。(2)不同生物进行基因表达时都遵循“中心法则”：即(3)所有生物共用一套密码子。2．特点：(1)在DNA分子水平上进行操作。(2)在体外进行人为的基因重组。(3)是一种按照人们的意思，定向改造生物遗传特性的技术。限制性核酸内切酶的特点和种类1．特点：

(1)主要切割外源DNA，而对自身的DNA不起作用，达到保护自身的目的。原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(2)具有特异性，识别特定的核苷酸序列，并在特定的部位进行切割。2．产物：用限制性核酸内切酶切割形成的DNA片段末端有两种形式，即黏性末端和平末端。

(1)黏性末端：是限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时形成的。如下图所示：(2)平末端：是限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线处切开时形成的。如下图所示：与DNA技术相关的酶1．限制酶与DNA连接酶的关系：DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键是否需要模板不需要需要连接的DNA链双链单链作用过程在两个DNA片段之间 形成磷酸二酯键(用于 基因工程操作)

将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羟基上，形成 磷酸二酯键(用于DNA的复制)作用结果将存在的DNA片段连接成重组DNA分子合成新的DNA分子2．DNA连接酶和DNA聚合酶的区别：

项目种类作用底物作用部位作用结果限制酶DNA分子磷酸二酯键形成黏性末端或平末端DNA连接酶DNA分子片段磷酸二酯键形成重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键形成新的DNA分子DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯键形成脱氧核苷酸DNA解旋酶DNA分子碱基对间的氢键形成单链DNA分子【拓展延伸】几种酶的比较：载体的作用、种类及具备条件1．作用：(1)作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。(2)利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。2．具备的条件：(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。(2)有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。(3)具有特殊标记基因，以便进行筛选。3．种类：

(1)常用载体——细菌质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子。(2)其他载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。限制性核酸内切酶——“分子手术刀”【例1】下列关于限制酶的说法正确的是()A．限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D．限制酶的作用部位是特定的核苷酸形成的氢键

【名师点拨】限制性核酸内切酶主要存在于微生物中，目前已经发现约4000种限制酶，故A错；限制酶能识别双链DNA的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，故B对D错；DNA分子经限制酶切割会形成黏性末端或平末端两种形式，故C错。【答案】B【配对练习1】在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片断时，需使用()

A．同种限制酶

B．两种限制酶

C．同种DNA连接酶

D．两种DNA连接酶

【解析】切割运载体和含有目的基因的DNA片段时，使用同一种限制酶，可形成相同的黏性末端或平末端，易于连接。

【答案】ADNA连接酶——“分子缝合针”【例2】下列关于

DNA连接酶作用的叙述，正确的是()

A．将单个核苷酸加到某DNA片段的不同末端，形成磷酸二酯键

B．将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键

C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键

D．只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而不能将双链DNA片段的平末端连接起来

【名师点拨】DNA连接酶与DNA聚合酶不同，从表面上看两者都是形成磷酸二酯键，但本质上有所区别：①DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的DNA片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。②DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。【答案】B【配对练习2】下列关于

DNA连接酶的叙述中，正确的是()

①催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接 ②催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接 ③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 ④催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成A．①③B．②④C．②③D．①④

【解析】在DNA重组技术中，两个DNA片段间必须有相同的黏性末端才能互补配对，进行结合；具有相同黏性末端的DNA分子连接时，DNA连接酶的作用是催化脱氧核苷酸链的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成。【答案】D

基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”【例3】下列哪项不是基因工程中经常使用的“分子运输车”()A．细菌质粒B．人噬菌体的衍生物C．动植物病毒D．细菌核区的DNA

【名师点拨】本题考查的是载体必须具备的条件，作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必须能够在宿主细胞内复制形成大量的目的基因并稳定地保存，必须具有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；必须具有某些标记基因，便