【世纪金榜】2017版高考生物一轮复习 专题1 基因工程课件 新人教版选修3
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【走向高考】2017年高考生物一轮复习 现代生物科技专题 第1讲 基因工程课件 新人教版选修3
遗传病 的最有效的手段。 (2)效果：治疗__________ (3)分类：体内基因治疗 ______________和体外基因治疗。
五、蛋白质工程 1．概念理解 (1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 基因修饰 或基因合成。 (2)操作：__________
新的蛋白质 。 (3)结果：改造了现有蛋白质或制造出____________
1．如图为 DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，则
图中依次表示限制性核酸内切酶 、 DNA 聚合酶、 DNA 连接
酶、解旋酶作用的正确顺序如何？
[ 提示 ]
限制性核酸内切酶能将 DNA 分子切割为 DNA 片
段，符合图中①； DNA 聚合酶在 DNA 复制过程中将脱氧核苷 酸连接成 DNA 链，符合图中④； DNA 连接酶能连接不同的 DNA片段，符合图中②；解旋酶能打开 DNA 双链形成 DNA单 链，符合图中③。故正确顺序应为①④②③。
答案
D
解析
蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的
功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应 有的氨基酸序列→应有的碱基序列→创造出自然界不存在的蛋 白质，因此A、B、C项正确；蛋白质工程是通过对基因的改造 来实现对蛋白质的改造，而不是直接对氨基酸的分子结构进行 重新设计，D项错误。
(2)成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (3) 作 用 ： 用 来 预 防 和 治 疗 人 类 肿 瘤 、 心 血 管 疾 病 、 遗传病 、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。 __________ 4．基因治疗
正常基因 导入病人体内，使该基因的表达产 (1)方法：把__________
物发挥功能。
(3) 按其来源不同，基因工程中所使用的 DNA 连接酶有两
高考生物一轮复习 专题1 基因工程课件 新人教版选修3
考纲展示 (1)基因工程的诞生(Ⅰ) (2)基因工程的原理及技术(Ⅱ) (3)基因工程的应用(Ⅱ) (4)蛋白质工程(Ⅰ) (1)植物的组织培养(Ⅱ) (2)动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ) (3)细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ) (1)动物胚胎发育的基本过程 与胚胎工程的理论基础(Ⅰ) (2)胚胎干细胞的移植(Ⅰ) (3)胚胎工程的应用(Ⅱ) (1)转基因生物的安全性(Ⅰ) (2)生物武器对人类的威胁(Ⅰ) (3)生物技术中的伦理问题(Ⅰ) (1)简述生态工程的原理(Ⅱ) (2)生态工程的实例(Ⅰ)
四、蛋白质工程
1.崛起缘由:天然蛋白质不一定完全符合人类生 产和生活的需要。 2.目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对 蛋白质的结构进行分子设计。 3.操作手段:基因修饰或基因合成。 4.设计流程:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质 结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的 脱氧核苷酸序列(基因)。
高频考点 1.基因工程 简述基因工程诞生的历程 ☆☆☆
考纲解读
简述基因工程的工具及其作用;理解并 掌握基因工程的原理和基本操作程序 举例说出基因工程在农牧业、医药卫生等方面的应用 简述蛋白质工程的基本原理 2.克隆技术 简述植物组织培养和植物体细胞杂交的操作步骤 简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景 举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用 3.胚胎工程 简述胚胎发育的基本过程和胚胎工程的理论基础
2.(2012 山西太原学段测评)切取牛的生长 激素和人的生长激素基因,用显微注射技术 将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得 了 “超级鼠” ,其应用的技术和过程是( D ) A.人工诱变,DNA→RNA→蛋白质 B.基因工程,RNA→RNA→蛋白质 C.细胞工程,DNA→RNA→蛋白质 D.基因工程,DNA→RNA→蛋白质
四、蛋白质工程
1.崛起缘由:天然蛋白质不一定完全符合人类生 产和生活的需要。 2.目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对 蛋白质的结构进行分子设计。 3.操作手段:基因修饰或基因合成。 4.设计流程:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质 结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的 脱氧核苷酸序列(基因)。
高频考点 1.基因工程 简述基因工程诞生的历程 ☆☆☆
考纲解读
简述基因工程的工具及其作用;理解并 掌握基因工程的原理和基本操作程序 举例说出基因工程在农牧业、医药卫生等方面的应用 简述蛋白质工程的基本原理 2.克隆技术 简述植物组织培养和植物体细胞杂交的操作步骤 简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景 举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用 3.胚胎工程 简述胚胎发育的基本过程和胚胎工程的理论基础
2.(2012 山西太原学段测评)切取牛的生长 激素和人的生长激素基因,用显微注射技术 将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得 了 “超级鼠” ,其应用的技术和过程是( D ) A.人工诱变,DNA→RNA→蛋白质 B.基因工程,RNA→RNA→蛋白质 C.细胞工程,DNA→RNA→蛋白质 D.基因工程,DNA→RNA→蛋白质
生物：专题1《基因工程》课件(1)(新人教版选修3)
核 生Ｒ 物 转录
Ｐ
Ｏ
RNA聚合酶
lacZ
结构基 因
lacY
lacA
转录
基
因 信使 R糖 半乳糖苷酶
酶
酶
调 阻抑物与乳糖结合后构象发生了改变，因而不能与
控 操纵基因结合，使得结构基因进行转录。
第二步： 基因表达载体的构建
核心
目的基因与载体结合成为重组基因
需要 哪两种
工具
总结：表达载体需由哪几部分组成
③分类：E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
二者在性质 上的区别
• 基因的针线——DNA连接酶
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝 隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的 断口连接起来(形成磷酸二酯键)，这样一 个重组的DNA分子就形成了。
（3）运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
为什么 要具备 这些条件
第一步：获取式图
通过对 受体菌的 培养而 储存基因
第一步：获取术合成DNA
PCR:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的
某些特性为原理设计的. 前提条件是必须对目的基因有一定的了解，
②具备的条件： 能在宿主细胞内复制，并稳定地保存 有多个限制酶切点，与外源基因连接。 具有某些标记基因， 便于进行筛选 对受体细胞无害
③举例：质粒（常用）、噬菌体 和动植物病毒。
质粒特点： 1、细菌染色体外双链环状DNA分子 2、能自我复制并在受体细胞中稳定存在 3、有一个或多个限制酶切点 4、有特殊的遗传标记基因
蛋白质的结构，特别是对功能基因的修饰，也可以制造
新型的蛋白质。
一、蛋白质的改造
• 干扰素在体外保存困难 将分子中的一个半胱氨酸转变成丝氨酸
【师说】2017届高考生物一轮复习 专题一 基因工程课件 新人教版选修3
【解题技巧】 限制酶的选择技巧
(1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类。 ①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择 PstⅠ。 ②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选 择 SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同 的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用 PstⅠ和 EcoRⅠ两 种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。
[跟踪演练] 1．下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是( ) A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性内切酶的活性受温度影响 C．限制性内切酶能识别和切割 RNA D．限制性内切酶可从原核生物中提取
【解析】 一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序 列，A 正确；限制性内切酶的活性受温度影响，B 正确；限制性内切 酶能识别和切割 DNA，C 错误；限制性内切酶可从原核生物中提取， D 正确。 【答案】 C
2．下图为 DNA 分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次 表示限制性内切酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的正确 顺序是( )
A．①②③④ B．①④②③
C．①②④③ D．①④③②
【解析】 限制性内切酶切断的是磷酸二酯键； DNA 聚合酶是 DNA 复制过程中的使用到的酶；DNA 连接酶是粘合由于限制性内切 酶切开的磷酸二酯键；解旋酶作用的是 DNA 中的氢键。故答案为 B。 【1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 (2)操作：基因修饰 ________或基因合成。 (3)结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质 ________。 (4)目的：满足人类的生产和生活的需求。 2．操作过程 蛋白质功能 蛋白质结构 从预期 的 ________ 出发→设 计预期 的 ________ →推测应有的 氨基酸序列 ________→找到相对应的脱氧核苷酸序列 ________________(基因)→基因表达→产生 需要的蛋白质。
高考生物一轮复习配套课件：选修3 专题1 基因工程
2．DNA连接酶
(2)功能：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的 两个核苷酸间的 磷酸二酯键 。
菜 单 隐藏
高考总复习 生物
固考基 双基 优化
3．载体
析考点 核心
(1)条件：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个
探 究 限制酶切点 ；具有 标记基因 。
研考向
解题
悟法
提素能 高效 训练
菜 单 隐藏
固考基 双基 优化
析考点 核心 探究
研考向 解题 悟法
提素能 高效 训练
(3)构建过程
高考总复习 生物
菜 单 隐藏
固考基 双基
3．将目的基因导入受体细胞
优化
析考点 核心
(1)植物细胞： 农杆菌转化法
。
探究 研考向
(2)动物细胞： 显微注射法
。
解题
悟法
(3)微生物细胞： 感受态细胞法 。
高考总复习 生物
固考基 双基 优化
思考辨析
析考点 核心
1．判断关于基因工程工具及基本操作过程说法的正误。
探究
研考向
(1)限制酶只能用于切割目的基因(×)
解题
悟法
(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来(×)
提素能
高效 训练
(3)E·coli DNA连接酶既可以连接平末端，又可以连接黏性末端
选修3 现代生物科技专题
高考总复习 生物
固考基 双基 优化
析考点
核心
探究 研考向
专题1 基因工程
解题
悟法
提素能 高效
[展示考纲考频] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)[☆] 2.基因工程的原理
训练
及技术(Ⅱ)[☆☆☆] 3.基因工程的应用(Ⅱ)[☆☆☆] 4.蛋白质工程
高考生物一轮复习 专题一 基因工程课件 新人教版选修3
__体_细__胞___
受精卵
原核细胞
转化 过程
将目的基因插入到 Ti质粒的_T_－__D_N__A_ 上→转入农杆菌→ 导入植物细胞→整
合到受体细胞的 __染__色__体__D_N__A__上→
表达
将含有目的基因的表达
载体提纯→取卵(受精 卵)→____显__微__注__射_→受
精卵发育→获得具有新
• 3．载体 • (2)其他载体：λ噬菌体衍生物、 动植物病毒 等。
1.限制性核酸内切酶 (1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数 个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链DNA上的碱
基是反向对称重复排列的。如
以中心线为轴，两侧碱基互补对称；
为轴，两侧碱基互补对称。
• 3．载体上标记基因的标记原理
• 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。当含有 抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体 细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受 体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载 体的受体细胞，原理如下图所示：
并切开相应两个核苷
• (3)结果：产生 黏性末端 或平末端。
• 2．DNA连接酶
常用类型
来源 功能 结果
E·coliDNA 连接酶
__大__肠__杆__菌_____ 连接黏性末端
T4DNA连接酶
T4噬菌体 连接__黏__性__末__端__和__平__末__端__
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
突破)
导入动物细胞常用显微注射技术，导入微生
_____________________ 物细胞常用感受态细胞法。
高考生物一轮复习 第1课时 基因工程课件 新人教版选修3
相同点 原理 原料 条件 不同点 解旋 方式 场所 酶 结果 DNA复制(碱基互补配对) 四种游离的脱氧核苷酸 模板、ATP、酶、原料、引物 DNA在高温下变性解旋 体外复制(PCR扩增仪) 解旋酶催化 主要在细胞核内
DNA复制
热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合 酶 在短时间内形成大量的DNA 片段 形成整个DNA分子
②人工合成目的基因：常用的方法有化学合成法和反转录 法。 推测 分析 化学合成法：蛋白质 氨基酸序列 RNA碱基序列 推测 DNA碱基序列 用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因 反转录法：分离出供体细胞mRNA 逆转录酶 单链DNA DNA聚合酶 合成目的基因
③PCR扩增技术与DNA复制的比较：
PCR技术
2.(2012·天津)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命 科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得 DNA片段信息的过程图。
据图回答： (1)过程①酶作用的部位是________键，此过程只发生在非 结合区DNA，过程②酶作用的部位是________键。 (2)①、②两过程利用了酶的________特性。 (3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要过程③的测 序结果与________酶的识别序列进行对比，以确定选用何种 酶。 (4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合 DNA序列区为基因的________。
(3)在杂合子体内含有基因D和基因d，基因D的序列中含有两 个识别位点，经过SmaI完全切割会产生537 bp、790 bp和 661 bp三种不同长度的片段，基因d的序列中含有一个识别 位点，经过切割后会产生1 327 bp和661 bp两种长度的片段， 综上，杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生 4种不同长度的片段。
DNA复制
热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合 酶 在短时间内形成大量的DNA 片段 形成整个DNA分子
②人工合成目的基因：常用的方法有化学合成法和反转录 法。 推测 分析 化学合成法：蛋白质 氨基酸序列 RNA碱基序列 推测 DNA碱基序列 用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因 反转录法：分离出供体细胞mRNA 逆转录酶 单链DNA DNA聚合酶 合成目的基因
③PCR扩增技术与DNA复制的比较：
PCR技术
2.(2012·天津)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命 科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得 DNA片段信息的过程图。
据图回答： (1)过程①酶作用的部位是________键，此过程只发生在非 结合区DNA，过程②酶作用的部位是________键。 (2)①、②两过程利用了酶的________特性。 (3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要过程③的测 序结果与________酶的识别序列进行对比，以确定选用何种 酶。 (4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合 DNA序列区为基因的________。
(3)在杂合子体内含有基因D和基因d，基因D的序列中含有两 个识别位点，经过SmaI完全切割会产生537 bp、790 bp和 661 bp三种不同长度的片段，基因d的序列中含有一个识别 位点，经过切割后会产生1 327 bp和661 bp两种长度的片段， 综上，杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生 4种不同长度的片段。
高考生物 一轮复习 专题1 基因工程 新人教选修3
_花__粉__管__通___道__法__；
②导入动物细胞的常用方法：□33 _显__微__注__射__技__术_；
③导入微生物细胞的常用方法：□34 __C_a_2_＋_处__理__法__。
3．将目的基因导入受体细胞
(1) 转 化 ： 目 的 基 因 进 入 受 体 细 胞 内 ， 并 且 在 受 体 细 胞 内 维 持 □30
分子设计。 3．操作手段：基因修饰或基因合成。
4．设计流程：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的□41 _氨__基__酸_______序列→找到对应的□42 __脱__氧__核__苷__酸__序列(基因)。
基础自测
• 1．限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工 具酶。( )
• 2．E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。( ) • 3．目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。( ) • 4．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵
为受体。( ) • 5．检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术。( ) • 6．蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。( ) • 7．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变
常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作 为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2＋处理， 使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。
微考点二 基因工程的操作过程
• 1.目的基因的获取 • (1)直接分离：从因的常用方法：
答案：B
• 对点微练1 限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶 EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和— G↓AATTC—。如图表示四种质粒和目的基因，其中箭头所
②导入动物细胞的常用方法：□33 _显__微__注__射__技__术_；
③导入微生物细胞的常用方法：□34 __C_a_2_＋_处__理__法__。
3．将目的基因导入受体细胞
(1) 转 化 ： 目 的 基 因 进 入 受 体 细 胞 内 ， 并 且 在 受 体 细 胞 内 维 持 □30
分子设计。 3．操作手段：基因修饰或基因合成。
4．设计流程：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的□41 _氨__基__酸_______序列→找到对应的□42 __脱__氧__核__苷__酸__序列(基因)。
基础自测
• 1．限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工 具酶。( )
• 2．E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。( ) • 3．目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。( ) • 4．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵
为受体。( ) • 5．检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术。( ) • 6．蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。( ) • 7．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变
常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作 为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2＋处理， 使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。
微考点二 基因工程的操作过程
• 1.目的基因的获取 • (1)直接分离：从因的常用方法：
答案：B
• 对点微练1 限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶 EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和— G↓AATTC—。如图表示四种质粒和目的基因，其中箭头所
【金教程】高考生物一轮复习 1 基因工程课件 新人教选修3
抗虫、抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及
抗性程度；基因工程产品与天然产品的功能活性比
较，以确定功能活性是否与天然产品相同等
[2011·海南]回答有关基因工程的问题：
(1) 构 建 基 因 工 程 表 达 载 体 时 ， 用 不 同 类 型 的 限 制 酶 切 割 DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。若要 在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择 能使二者产生________(相同，不同)黏性末端的限制酶。
2．基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗 传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)方法
3．将目的基因导入受体细胞
生物种 类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用方 法
农杆菌转化法
显微注射技术
感受态细胞法
受体细 胞
体细胞
受精卵
原核细胞
转化过 程
检测胰岛素基因转录形成的mRNA是否翻译成蛋白质，可 用抗原—抗体杂交的方法检测，若出现杂交带则表明胰岛素基 因成功翻译形成了蛋白质。(3)农杆菌Ti质粒上的TDNA可整合 到受体细胞染色体的DNA上，因此利用农杆菌转化法转基因时， 应将目的基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA上。
[ 答 案 ] (1) 平 相 同 (2) 驱 动 基 因 转 录 产 生 mRNA CaCl2 分子杂交技术 胰岛素 (3) TDNA DNA
选修三 专题一 基因工程
1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/192022/1/192022/1/191/19/2022 7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2022/1/192022/1/19January 19, 2022 8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/192022/1/192022/1/192022/1/19
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DNA的过程，可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术
叫PCR(多聚酶链式反应)。
(5)基因工程中可以作为运载体的除质粒外，还有λ噬 菌体的衍生物、动植物病毒等。 (6)大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜，能阻止质粒 (外 源DNA)等物质的进入，只能通过Ca2+处理细胞，使细
胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细
种方法切割，其电泳结果如图丙所示，可推断限制酶
HalⅢ在该DNA片段上的切割点有________个。
【解析】(1)根据题干信息“野生型腺病毒含有抑制 P53基因活性的55Kda基因，以及病毒复制基因E1”， 构建基因表达载体时，应选用EcoRⅠ和BamHⅠ切割载 体和含有目的基因的DNA，这样既可以去除E1基因以防
(3)若图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，
那么基因D就突变为基因d。从隐性纯合子分离出图甲
及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物
中共有______种不同DNA片段。
(4)若将图乙中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理 后进行重组，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是 ________。在导入重组质粒后，为了筛选出含质粒的 大肠杆菌，一般需要用添加____________的培养基进
性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为
C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列
问题：
(1)图甲的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次
由______________________________连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图甲中DNA片段，其产物
长度为____________________________。
2.如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回
答下列问题：
(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是__________， 二者还具有其他共同点，如①__________________， ②_________________________(写出两条即可)。 (2)若质粒DNA分子的切割末端为 ，则与之连
图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也
可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也
可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上 也有这两种酶的切割位点)。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类。
①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确
保产生相同的黏性末端。
胞称为感受态细胞)才能作为受体细胞。
答案：(1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同 (3)E·coli T4 (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR
(5)λ噬菌体的衍生物
动植物病毒
(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
【延伸探究】 (1)若把平末端连接起来，应该选用什么酶？ 提示：T4DNA连接酶。 (2)切割载体和目的基因的酶是否必须选择同一种酶，
即得到的DNA片段长度为537、790、661。(3)基因D的 序列中含有两个识别位点，经过SmaⅠ完全切割会产生 537 bp、790 bp和661 bp三种不同长度的片段，基因d 的序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生
1327 bp和661 bp两种长度的片段。(4)能够获取目的
基因并切开质粒的限制酶有识别序列为GGATCC的BamHⅠ
(3)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数
中心轴线 ， 个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条_________ 如
中心线 为轴，两侧碱基互补对称，如 ，以_______ 以 A 为轴，两侧碱基互补对称。
T
(4)切割后末端的种类。
2.DNA连接酶： E·coliDNA 连接酶 常用类型 ___________ 来源 功能 结果 大肠杆菌 黏性末端 连接_________ T4DNA 连接酶 _____ T4噬菌体 黏性末端和 连接___________ 平末端 _______
答案：(1)EcoRⅠ和BamHⅠ E1 的活性
55Kda
抑制P53基因
(2)切下片段有可能与原基因重新结合 (3)2
【方法技巧】限制酶的选择技巧
(1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的
种类。
①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图
甲可选择PstⅠ。
②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如
_____________________________________________
____________________________________________。
【解析】(1)DNA单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧
核糖-磷酸-脱氧核糖”连接。(2)SmaⅠ识别的序列为 CCCGGG，切割会产生平末端；图甲中DNA片段含有两个 SmaⅠ识别位点，第一个识别位点在左端534 bp序列向 右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658 bp 序列向左三个碱基的位置，从而两个位点切割后产生 的DNA片段的长度分布为534+3，796-3-3，658+3，
恢复被限制酶切开的两个 磷酸二酯键 核苷酸之间的___________
3.载体： 双链环状 限制酶 标记基因
动植物病毒 等。 (2)其他载体：λ 噬菌体衍生物、___________ (3)具备的条件。 稳定保存 并大量复制。 ①能在宿主细胞内_________ 一个至多个限制酶 切割位点，以便与外源基因 ②有_________________
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATTC……G G……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可
用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，
该酶必须具有的特点是___________________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有 两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是________。 若要在体外获得大量反转录产物，常采用_________技
用EcoRⅠ和HalⅢ两种酶切割可产生420 bp、280 bp和
100 bp三种长度的DNA片段，可见，限制酶HalⅢ又将
长度为700 bp的DNA片段切成420 bp和280 bp两段，将
长度为200 bp的DNA片段切成100 bp的两段，由此可推 断限制酶HalⅢ在该DNA片段上的切割位点有2个。
连接。 标记基 ，以便进行筛选。 ③具有特殊的_________
(4)作用。 运载工具 ，将目的基因转移到宿主细胞内。 ①作为_________ 复制 。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量_____
【特别提醒】 限制酶和DNA连接酶的关系
(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。
出含重组质粒的受体细胞。(5)见答案。
答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)537 bp、790 bp、661 bp (3)两
(4)BamHⅠ 抗生素B
抗生素A
(5)不能 因为用BamHⅠ切割DNA获取目的基因，用
MboⅠ切割质粒，然后形成重组质粒，用BamHⅠ不一定
将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来， 因为目的基因和抗生素B抗性基因拼接处含有GATC，不 一定出现GGATCC
术。
(5)基因工程中除质粒外，_________和_________也可
作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直 接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是______ _______________________________________。
【解题指南】解答本题需明确四点： (1)限制性内切酶的作用和特点。 (2)DNA连接酶的种类。 (3)运载体的类型。
和识别序列为GATC的MboⅠ，若使用MboⅠ会同时破坏
质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，所以 要用BamHⅠ来切割目的基因和质粒，切割后保留了完 整的抗生素B抗性基因，便于筛选出含有重组质粒和质 粒的大肠杆菌；再用影印法接种到只含抗生素A的培养
基中培养，重组质粒的受体细胞死亡，可进一步筛选
磷酸二酯键
黏性末端 或平末端
磷酸 二酯键
形成重组 DNA分子
磷酸 二酯键
新的 DNA分子
碱基对 间的氢键
形成单 链DNA
【高考模拟精练】 1.(2012·全国卷)根据基因工程的有关知识，回答下 列问题： (1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端
类型有__________和__________。
(2)限制酶不切割自身DNA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。 (3)DNA连接酶起作用时，不需要模板。
【思维拓展】与DNA有关的四种酶
比较 项目
作用 底物 限制酶 DNA分子
DNA 连接酶
DNA分 子片段
DNA 聚合酶
脱氧 核苷酸
解旋酶 DNA分子
作用 部位
形成 产物
行培养，用影印法接种到只含____________的培养基
中培养，可进一步筛选出含重组质粒的受体细胞。
(5)假设用BamHⅠ切割DNA获取目的基因，用MboⅠ切割 质粒，然后形成重组质粒，若将插入在抗生素B抗性基 因处的目的基因重新切割下来，能否用BamHⅠ？ ____________。为什么？_______________________
原因是什么？
提示：不必。只要两种酶切割产生的末端相同即可。
2.(2016·西安模拟)正常细胞中含有抑癌的P53基因， 若它失活而不能表达，则基因突变的细胞易形成肿瘤。 基因治疗肿瘤是根本的方法，腺病毒以其嗜好增殖细 胞和对人体基本无害而成为良好的基因载体。野生型