2016届高中生物选修3模块易误解的知识点

选修3模块易误解的知识点

整理：从化市第六中学詹金镇1.基因工程中工具与工具酶

基因工程中的工具包括限制酶、DNA连接酶和载体，而工具酶不包括载体，只有限制酶和DNA连接酶。

2.限制酶（摘自：《生物学通报》2013年3期作者：陈卫东）

关于限制酶的特异性，常会有以下几个疑问：

（1）一种限制酶只能识别一种碱基序列吗？

一种限制酶通常只识别一种特定的碱基序列，但是有少数限制酶却可以识别不止一种碱基序列。如：AccⅠ识别的序列是—GT↓MKAC—（其中M代表A或C，K代表G或T），也就是说可识别4种序列（即—GTATAC—、—GTAGAC—、—GTCTAC—、—GTCGAC—）。HindⅡ能够识别的序列是—GTY↓RAC—（其中Y代表C或T，R代表A或G），也可以识别多种碱基序列。因此，并不是所有的限制酶都只能识别一种特定的碱基序列。

（2）不同限制酶识别的碱基序列都不同吗？（或一种特定的碱基序列只能被一种限制酶识别吗？）

已知发现的限制酶种类要远超过能够识别的碱基序列，这是因为在很多情况下不同限制酶可以识别同一碱基序列，即存在“同裂酶”（或“同切点酶”、“异源同工酶”）。

虽然不同酶识别的碱基序列相同，但它们的切割位点可能不同。常见的有以下两种情况：

①同序同切酶：不同的限制酶识别的碱基序列和切割位置都相同，如Hin dⅡ与Hin c Ⅱ均识别切割位点—GTY↓RAC—，HpaⅡ与HapⅡ均识别切割位点—C↓CGG—，MobⅠ与Sau3AⅠ均识别切割位点—↓GATC—，AhaⅢ与DraⅠ均识别切割位点—TTT↓AAA—。

②同序异切酶：这些酶识别序列虽然相同，但切割位置不同，如KpnⅠ和Asp718Ⅰ识别的序列是相同的，均为—GGTACC—，但它们的切割位点不同，KpnⅠ切割的位点为—GGTAC↓C—，Asp718Ⅰ切割的位点则为—G↓GTACC—。

（3）不同限制酶切出的末端都不能相互连接吗？

因不同限制酶切出的末端往往不同，所以会有此疑问。对于这个问题，我们也可以分为几种情况进行讨论分析：

①如切出的末端是黏性末端：

同序同切酶：虽然限制酶不同，但识别的碱基序列相同，且切点也相同，它们切出的末端是可以相互连接的。

同尾酶：来源不同，识别的碱基序列也不相同，但能切割产生相同末端的限制酶叫同尾酶。所有平末端酶产生的末端均是相同的，但一般不把它作为同尾酶来研究。因此同尾酶一般是指能产生相同粘性末端的限制酶。

同尾酶中，识别序列不同的限制酶，虽然识别的碱基序列不同，但是切开的黏性末端的碱基却能够正好相互配对，在DNA连接酶的作用下能形成重组DNA分子，如：限制酶Bam HⅠ识别的碱基序列为—G↓GATCC—，限制酶BglⅡ识别的碱基序列为—A ↓GATCT—，限制酶MboⅠ识别的碱基序列为—↓GATC—，限制酶BamHⅠ切开的DNA两条链的黏性末端中没有被配对的碱基是GATC—，限制酶BglⅡ和限制酶MboⅠ切开的黏性末端未配对的碱基也都是GATC—。通过比较不难发现这三种限制酶切得的黏性末端是可以相互配对连接的。

类似的情况还有不少，如限制酶SalⅠ与XhoⅠ，HpaⅡ与TaqⅠ等。

②平末端：平末端与黏性末端不同，由于不存在类似于黏性末端碱基互补配对的问题，因此不同的限制酶切开的平末端在DNA连接酶的作用下可以相互连接，形成重组DNA 序列。

（4）不同限制酶切开的末端如能重新连接，原有的限制酶是否还能再特异性识别并切开？

对于这个问题，还是应该分为几种情况去讨论：

①同序同切酶：虽然限制酶不同，但识别的碱基序列相同，且切点也相同，因此它们切出的末端重新连接后，又恢复到原有的碱基序列，这些序列还可以被这些同序同切酶再识别。

②同尾酶：同尾酶识别的靶序列不相同，但能切割产生相同的黏性末端，因此也可以通过碱基互补配对的形式重组。同尾酶重组后碱基序列与原有两种酶识别的碱基序列均不同，因此原有的限制酶均不再能够识别这种序列，也就不再能够重新切开。如Bam H Ⅰ识别的序列是—G↓GATCC—，BglⅡ识别的序列是—A↓GATCT—，而Bam HⅠ与BglⅡ切开后的片段重新连接（非自身连接）后的碱基序列是一条链是—AGATCC—，另一条链则为—GGATCT—，已经不是“回文”序列，无论是Bam HⅠ还是BglⅡ都无法再识别，所以无法再把其切开。

③平末端：同样道理，如两种限制酶切开的都是平末端，而这两种限制酶不是同序同切酶，则两种末端虽然可以重组连接，但连接后的碱基序列与原有限制酶识别的序列不同，原有的限制酶也不再能够识别。

3.原核生物中的限制性内切酶有何作用？它为什么不剪切自身DNA？

生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。

原核生物中，限制性内切酶往往与一种甲基化酶同时成对存在，它们具有相同的底物专一性，具有识别相同碱基序列能力。甲基化酶的甲基供体为S-腺苷甲硫氨酸，甲基受体为DNA上的腺嘌呤与胞嘧啶。当限制酶作用位点上的某一些碱基被甲基化修饰后，限制酶就不能再降解这种DNA了，所以限制性内切酶只降解外源入侵的异种DNA，而不分解自身DNA，在消解外源DNA遗传干扰的同时又保护了自身遗传特性的稳定。

4.DNA聚合酶和DNA连接酶

（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的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。

（2）DNA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。因此DNA 连接酶不需要模板。

5.用PCR技术获得目的基因与从基因文库中获得目的基因的差别

构建的文库,实际上是一组微生物构成的整体,构建文库时,先提取DNA,打成小片段(超声波或限制酶水解),和载体结合,再转到受体生物中。构建文库的工作量是非常大的，尤其是基因组文库，为了确保包含全部基因，需要培养万个以上的受体微生物。

如果已知序列详情，用PCR法获得基因（根据序列设计引物），相比较而言简单快捷多了。既然简单，那为什么还有构建文库的方法？第一，很多基因不知道序列详情，