高中生物新人教版選擇性必修3重組DNA技術(shù)的基本工具教案

2020-2021學(xué)年新人教版選擇性必修3重組DNA技術(shù)的基本工

具教案

5.1.1概述基因工程是在遺傳學(xué)、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1.基于DMA乖組的操作過(guò)程.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀說(shuō)明某因I：

發(fā)展而來(lái)的程的各種1：具的特點(diǎn).(生命觀念)

5.1.2闡明DNA強(qiáng)組技術(shù)的實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)要利2.關(guān)注基因工程的誕生和發(fā)展歷程,參與討論基礎(chǔ)理論和技術(shù)

用限制性?xún)?nèi)切核酸的JNA連接酶和載體發(fā)展是如何促進(jìn)基因I：程的發(fā)展社會(huì)責(zé)任)

三種基本「,具

必備知識(shí)-素養(yǎng)奠基

一、基因工程的誕生和發(fā)展

判一判:基于基因工程相關(guān)基礎(chǔ)理論的突破和技術(shù)的創(chuàng)新，判斷下列說(shuō)法的正

誤。

1.1953年,沃森和克里克建立了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并用實(shí)驗(yàn)證明了DNA

分子的半保留復(fù)制。(X)

提示:DNA分子半保留復(fù)制是梅塞爾森和斯塔爾用實(shí)驗(yàn)證明的。

2.1970年，在細(xì)菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)限制酶，后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了多種限制酶、DNA連

接酶等。3

3.1972年,伯格首先在體外進(jìn)行DNA改造,并構(gòu)建了第一個(gè)體外重組DNA分子。

(J)

4.1983年,科學(xué)家采用花粉管通道法培育了世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。(X)

提示：第一例轉(zhuǎn)基因煙草是用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育的。

5.1984年,我國(guó)科學(xué)家朱作言領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)培育了世界上第一條轉(zhuǎn)基因魚(yú)。

(V)

6.基因工程是在生物化學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

(V)

二、限制性?xún)?nèi)切核酸酶一一“分子手術(shù)刀”

1.來(lái)源：主要來(lái)自原核生物。

9痔占?旦有去一批

⑴識(shí)另iDNA芬？的特定核昔酸序列。

(2)切割特定部位的兩個(gè)核甘酸之間的磷酸二噩鍵。

3.結(jié)果：

些末端土末端

?激疑

限制酶來(lái)源于原核生物,為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNA?

提示：細(xì)菌DNA缺乏特定的核甘酸序列，限制酶無(wú)法識(shí)別這些DNA,故不能剪切。

三、DNA連接酶——“分子縫合針”

1.作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來(lái)，恢復(fù)被限制酸切開(kāi)的兩個(gè)核甘酸之間的

磷酸二酯鍵。

2.種類(lèi)：

種類(lèi)來(lái)源特點(diǎn)

￡coli只能“縫合”具有互補(bǔ)黏性末端的雙鏈DNA

大腸桿菌

DNA連接酶片段

既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的翻生

T4DNA

T4噬菌體末端,又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末

連接酶

端

四、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一一“分子運(yùn)輸車(chē)”

1.種類(lèi):質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等。

2.常用載體一一質(zhì)粒

(1)本質(zhì)：質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬

核DNA之外,并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。

⑵作為載體的三個(gè)條件。

①質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)。

②能在細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制,或整合到受體DNA上,隨受體DNA同步復(fù)制。

③含有特殊的標(biāo)記基因。

五、DNA的粗提取與鑒定

1.實(shí)驗(yàn)原理：

(l)DNA、RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面有差異,選用適當(dāng)?shù)奈锢?/p>

或化學(xué)方法對(duì)它們進(jìn)行提取。

①DNA不溶于酒精,某些蛋白質(zhì)溶于酒精,分離DNA和蛋白質(zhì)。

②DNA能溶于2mol/L的NaCl溶液。

(2)DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。

2.方法步驟：

(1)研磨：取30g洋蔥切碎，倒入10mL研磨液研磨。

⑵除雜:漏斗中墊上紗布過(guò)濾后，在4℃冰箱靜置后取上清液,1500r/min的

轉(zhuǎn)速下離心后取上清液。

(3)提取:加入體積相等、體積分?jǐn)?shù)95%酒精，溶液出現(xiàn)白色的絲狀物是叫。

方法一:用玻璃杯按一個(gè)(填“一個(gè)”或“兩個(gè)”)方向攪拌,卷起絲狀物,用濾紙

吸去上面的水分。

方法二：10000r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min,取沉淀物晾干。

(4)鑒定：

項(xiàng)目AB

2mol/L的NaCl溶液5mL

絲狀物或沉淀物不加加入

二苯胺試劑4mL

沸水中加熱5min

現(xiàn)象I無(wú)色I(xiàn)藍(lán)色I(xiàn)

?激疑

DNA的鑒定和還原糖的鑒定都需要加熱,它們有什么不同？

提示：還原糖加斐林試劑后，置于55?65°C熱水中加熱；而DNA加二苯胺試劑后，

置于沸水中加熱。

關(guān)鍵能力-素養(yǎng)形成

知識(shí)點(diǎn)一基因工程中的工具酶

1.限制酶：

(1)限制酶的作用。

限制酶具有特殊的識(shí)別和切割功能,在基因工程中，一方面被用于切割含目的基

因的DNA分子，以獲取目的基因；另一方面用于切割載體。

⑵識(shí)別序列的特點(diǎn):呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對(duì)稱(chēng),無(wú)論是奇數(shù)個(gè)堿基,還是偶數(shù)個(gè)堿基，

都可以找到一條中心軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ(chēng)重復(fù)排列

CCCGGGCCAGGA

的。如GGGCCC以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)；GGTCC以T為

軸,兩側(cè)堿基互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)。

⑶限制酶切割方式：

①上下交錯(cuò)切割：限制酶在DNA雙鏈的不同位置切割DNA(即在識(shí)別序列的中軸線

兩側(cè)切割)，產(chǎn)生的DNA片段的末端兩條鏈一長(zhǎng)一短,不是平齊的，即黏性末端，

如圖：

t

I片段分離

黏性末端片段

②上下對(duì)稱(chēng)切割：限制酶在DNA雙鏈的相同位置切割DNA(即沿著識(shí)別序列的中軸

線切割)，這樣產(chǎn)生的末端兩條鏈平齊，即平末端,如圖：

二田翦

片段分離

平末端片段

2.DNA連接酶:

(1)作用：

將具有相同或互補(bǔ)黏性末端以及具有平末端的DNA片段“縫合”成新的DNA分

子。

(2)連接方式：

DNA連接酶可把黏性末端和平末端之間的縫隙“縫合”起來(lái)，相當(dāng)于把梯子兩邊

的扶手的斷口連接起來(lái),形成兩個(gè)磷酸二酯鍵。DNA連接酶與堿基之間的氫鍵形

成無(wú)關(guān)。

CTTA/dG

3.與DNA相關(guān)的五種酶的比較:

名稱(chēng)作用部位作用結(jié)果

限制酶磷酸二酯鍵將DNA切成兩個(gè)片段

DNA

磷酸二酯鍵將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子

連接酶

DNA

磷酸二酯鍵將單個(gè)脫氧核甘酸依次連接到單鏈末端

聚合酶

DNA(水

磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核甘酸

解)酶

堿基對(duì)之將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈,形成

解旋酶

間的氫鍵兩條長(zhǎng)鏈

【特別提醒】限制酶和DNA連接酶

(1)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(lái)自同一

種限制酶的切割,但同樣能相互連接。

⑵限制酶和DNA連接酶作用部位相同，但作用正好相反,都作用于特定部位的磷

酸二酯鍵,前者是“切割”，后者是“縫合”。

(3)DNA連接酶種類(lèi)少:DNA連接酶無(wú)識(shí)別的特異性,對(duì)于相同或互補(bǔ)的黏性末端

以及平末端都能連接。所以，限制酶種類(lèi)多,DNA連接酶種類(lèi)少。

丁素養(yǎng)案例一

如表所示為4種限制酶的識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

限制酹BamHIHhMEcoRTSma]

VVVV

識(shí)別序

-CGATCC-一AAGCTT一(.A:\TTC--CCCG(JG-

列及切

一GGTAGG一-TTCGAA--CTTAAG--GGGCCC-

割位點(diǎn)

AAAA

(1)從表中4種酶的切割位點(diǎn)看,可以切出平末端的酶是o?

（2）限制酶切割的DNA片段的縫合依靠的是酶,它的作用是形成

磷酸二酯鍵;兩條鏈間的堿基對(duì)通過(guò)連接起來(lái)。？

（3）圖1中的質(zhì)粒分子可被表中限制酶切割。？

圖1

IIIIIIO-llll??????---------r-

CTTAAGCTTAAGAATTCG

酶切

GAATTCGAATTCGCTTAA

1111tl__Iliiii

_i______iiiii

（目的基因）乙

圖2

⑷在相關(guān)酶的作用下，圖1中的甲與圖2中的乙（填“能”或“不能”）

拼接起來(lái)。請(qǐng)說(shuō)明理由:o?

【解題導(dǎo)引】解答本題思維流程如下:

識(shí)別特定的核昔酸序

限制酶|二列，產(chǎn)生黏性末端或

平末端

連接相同的黏性末端

DNA連接酶

或平末端

【解析】⑴由表中4種限制酶的切割位點(diǎn)可知，S勿aI可切出平末端。（2）限制

酶切割的DNA片段縫合時(shí)用DNA連接酶進(jìn)行連接，形成磷酸二酯鍵；兩條鏈之間

的堿基依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成氫鍵。（3）根據(jù)質(zhì)粒的堿基序列可知，質(zhì)粒分

子可被限制酶&oRI切割，切割后形成鏈狀DNA。（4）由圖可知，甲和乙的黏性末

端相同，在DNA連接酶的作用下可以拼接起來(lái)。

答案：（1）S/al（2）DNA連接氫鍵（3）民樂(lè)I

（4）能二者具有相同的黏性末端

【素養(yǎng)?探究一一母題追問(wèn)】

（1）科學(xué)思維一一模型與建模

如圖是某同學(xué)畫(huà)出的限制酶Ba南I和〃力7MH切割產(chǎn)生的黏性末端,判斷他的寫(xiě)

法是否正確?如果不正確,請(qǐng)改正。

GGATCC—--AACTCTT-

G--CCTA（；-TTCCTAA-

限制酶BamHl限制酶HzWlll

提示：限制酶的加I切割產(chǎn)生的黏性末端不正確，限制酶應(yīng)〃dill切割產(chǎn)生的黏性

末端正確。

限制酶房礎(chǔ)I產(chǎn)生的黏性末端為

-GGATCC-

-CCTAGG-

（2）科學(xué)思維一一批判性思維

某同學(xué)認(rèn)為同一限制酶切割產(chǎn)生相同的黏性末端,DNA連接酶可以連接相同的黏

性末端，因此基因工程必須使用同一種限制酶處理后的黏性末端才能用DNA連接

酶連接,這個(gè)同學(xué)的說(shuō)法正確嗎？說(shuō)明你的理由。

提示：不對(duì)。不同的限制酶也可能產(chǎn)生相同的黏性末端，因此基因工程中也可使

用不同的限制酶處理獲得相同的黏性末端。

【素養(yǎng)?遷移】

下列所示的末端至少是由幾種限制酶作用產(chǎn)生的（）

①AATTC-②AATTG-③CTA-④-TAG

G-C-GAT--ATC

A.1種B.2種C.3種D.4種

【解析】選C。圖中③④為相同的平末端，可能由同一種限制酶切割所得，所以圖

示四種末端至少是由3種限制酶作用產(chǎn)生的。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

在基因工程中用來(lái)修飾改造生物基因的工具是（）

A.限制酶和DNA連接酶

B.限制酶和水解酶

C.限制酶和載體

D.DNA連接酶和載體

【解析】選A。基因工程中的操作工具有3種，即“分子手術(shù)刀”“分子縫合針”

“分子運(yùn)輸車(chē)”。限制酶的作用是通過(guò)識(shí)別和切割從DNA分子上獲取目的基因，

而DNA連接酶是將目的基因連接到載體上，載體起運(yùn)輸工具的作用，攜帶著目的

基因進(jìn)入受體細(xì)胞。顯然，對(duì)基因起修飾改造作用的是限制酶和DNA連接酶。

知識(shí)點(diǎn)二基因工程中常用的載體

1.特點(diǎn):質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。

2.本質(zhì):質(zhì)粒是獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外的小型DNA分子,

不是細(xì)胞器。

3.質(zhì)粒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(kuò)大

有一個(gè)至多個(gè)可攜帶多個(gè)

限制酶切割位點(diǎn)或多種外源基因

具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA的鑒定和選擇

無(wú)毒害作用避免受體細(xì)胞受到損傷

4.標(biāo)記基因的篩選原理：

載體上的標(biāo)記基因一般是某種抗生素的抗性基因，而未導(dǎo)入該基因的受體細(xì)胞

沒(méi)有抵抗該抗生素的能力。

將含有某抗生素抗性基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞,抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá),受

體細(xì)胞對(duì)該抗生素產(chǎn)生抗性。在含有該抗生素的培養(yǎng)基上,能夠生存的是被導(dǎo)入

了基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞。如圖所示：

在含有氨耒

青霉素的培.

Amp'養(yǎng)基上培養(yǎng)

n只有含有載體，并

含有抗氨節(jié)青騫素

抗性基因的質(zhì)粒大腸桿菌中有的且載體上的基因表

達(dá)的大腸桿菌才能

有載體進(jìn)入,有存活并增砥

的沒(méi)有載體進(jìn)入

【特別提醒】

細(xì)胞膜上的載體與基因工程中的載體的兩個(gè)“不同”

(1)化學(xué)本質(zhì)不同：

①細(xì)胞膜上的載體化學(xué)成分是蛋白質(zhì)。

②基因工程中的載體可能是物質(zhì)，如質(zhì)粒(DNA),也可能是生物,如噬菌體、動(dòng)植

物病毒等。

(2)功能不同：

①細(xì)胞膜上的載體功能是協(xié)助細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。

②基因工程中的載體是一種“分子運(yùn)輸車(chē)”，把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。

怎素養(yǎng)案例—

某細(xì)菌質(zhì)粒如圖所示,通過(guò)標(biāo)t己龕因可以推知外源基因插入的位置，圖示中的

a、b、c是外源基因插入位置，請(qǐng)根據(jù)表中提供的細(xì)菌生長(zhǎng)情況,推測(cè)①②③三種

重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn),正確的一組是()

量抗氨節(jié)青霉素基因

■抗四環(huán)素基因

細(xì)菌在含氨葦青霉素的培養(yǎng)基上的細(xì)菌在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)

生長(zhǎng)狀況狀況

①能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)

②能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)

③不能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)

A.①是c;②是b;③是a

B.①是a和b;②是a;③是b

C.①是a和b;②是b;③是a

D.①是c;②是a;③是b

【解題導(dǎo)引】解答本題注意兩個(gè)方面：

(1)理解抗性基因：

抗四環(huán)素基因:使細(xì)菌能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。

抗氨葦青霉素基因：使細(xì)菌能在含氨苦青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。

⑵質(zhì)粒上標(biāo)記基因的作用：用于重組DNA分子的篩選。

【解析】選A。①細(xì)菌能在含氨羊青霉素和四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明抗氨節(jié)

青霉素基因和抗四環(huán)素基因沒(méi)有被破壞，所以插入點(diǎn)是c;②細(xì)菌能在含氨節(jié)青

霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，而不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其抗氨節(jié)青霉素

基因正常而抗四環(huán)素基因被破壞，故插入點(diǎn)為b;③細(xì)菌不能在含氨羊青霉素的

培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明其抗氯羊青霉素基因被插入

而破壞，故插入點(diǎn)為a。

【素養(yǎng)?探究一一母題追問(wèn)】

(1)科學(xué)思維一一演繹與推理

將外源基因插入質(zhì)粒中需要借助哪些工具酶？

提示：限制酶和DNA連接酶。

(2)科學(xué)探究一一結(jié)果的討論與交流

天然的質(zhì)粒可以直接用作基因工程載體嗎?為什么？

提示：不能，自然存在的質(zhì)粒DNA分子并不完全具備作為載體條件，都要進(jìn)行人工

改造后才能用作基因工程載體。

【素養(yǎng)?遷移】

限制酶物nI和限制酶EcoRI的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是

一(707^3_和_6人人丁丁(2-。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(shí)別位點(diǎn)，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()

目的基因

CTTAAGCTTAAG

GAATTCGAATTC

含目的基因的DNA片段

ABCD

【解題關(guān)鍵】作為載體的質(zhì)粒必須與目的基因具有相同的限制酶切點(diǎn)，并且該切

點(diǎn)不能破壞質(zhì)粒的標(biāo)記基因。

【解析】選A。用限制酶而I切割A(yù)質(zhì)粒后，不會(huì)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(xiàng)中質(zhì)粒沒(méi)

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(huì)被破壞，因此不適于作為目的基因的載體。

,-----------------@s回電------------、

課堂檢測(cè)-素養(yǎng)達(dá)標(biāo)

【概念?診斷】

1.“工欲善其事，必先利其器”基因工程對(duì)體外DNA分子“切割”“拼接”并導(dǎo)

入受體細(xì)胞中至少需要三種工具，下列有關(guān)基因工程中的三種工具的描述合理

的是o?

①DNA重組技術(shù)的原理是基因突變

②限制酶和解旋酶的作用部位相同

③作為載體,必須要有標(biāo)記基因等結(jié)構(gòu)

?T4DNA連接酶既能連接黏性末端,又能連接平末端

⑤DNA連接酶能連接所有相同或互補(bǔ)的黏性末端，故該酶沒(méi)有專(zhuān)一性

【解析】選③④。DNA重組技術(shù)的原理是基因重組，①錯(cuò)誤；限制酶作用于磷酸二

酯鍵，解旋酶作用于氫鍵,②錯(cuò)誤;作為載體，必須能進(jìn)行自我復(fù)制、具有標(biāo)記基

因、有一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)等，③正確；T4DNA連接酶既能連接黏性末端，

又能連接平末端，④正確；任何酶都具有專(zhuān)一性。酶的專(zhuān)一性是指一種酶只能催

化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)，黏性末端相連接屬于一類(lèi)合成反應(yīng)，⑤錯(cuò)誤。

2.下列關(guān)于基因工程工具酶的說(shuō)法，正確的是（）

A.E.coliDNA連接酶既能夠連接平末端,也可以連接黏性末端

B.每種限制酶只能識(shí)別特定的核昔酸序列，并在特定位點(diǎn)進(jìn)行切割,體現(xiàn)了酶的

專(zhuān)一性

C.DNA連接酶連接的是堿基間的氫鍵

D.限制酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程常用的工具酶

【解析】選Bo￡co〃DNA連接酶只能連接黏性末端，不能連接平末端,A項(xiàng)錯(cuò)誤;

每種限制酶只能識(shí)別特定的核甘酸序列，并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子，體現(xiàn)

了酶的專(zhuān)一性，B項(xiàng)正確；DNA連接酶連接的是兩個(gè)脫氧核甘酸之間的磷酸二酯

鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤；限制酶和DNA連接酶是基因工程常用的工具酶，但質(zhì)粒是載體，不是

工具酶,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.如圖表示限制酶切割某DNA的過(guò)程,從圖中可知，該限制酶能識(shí)別的堿基序列

及切點(diǎn)是（）

A.CTTAAG,切點(diǎn)在C和T之間

B.CTTAAG,切點(diǎn)在G和A之間

C.GAATTC,切點(diǎn)在G和A之間

D.CTTAAC,切點(diǎn)在C和T之間

【解析】選C。據(jù)圖分析可知，識(shí)別的序列為GAATTC,切割的位點(diǎn)在GA之間。

4.如圖為DNA分子的某一片段,其中①②③分別表示某種酶的作用部位,則相應(yīng)

的酶依次是（）

|②|③

GAATTCGAAT

T~C

—

—

—

IIIII—I

①一

cTTAAGCTTA

AG

A.DNA連接酶、限制酶、解旋酶

B.限制酶、解旋酶、DNA連接酶

C.限制酶、DNA連接酶、解旋酶

D.解旋酶、限制酶、DNA連接酶

【解析】選D。①是氫鍵，是解旋酶的作用位點(diǎn);②是磷酸二酯鍵，限制酶可將其

斷裂；③是DNA連接酶，可將DNA片段之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)。

5.作為目的基因的運(yùn)輸工具一一質(zhì)粒，必須具備的條件之一及理由是（）

A.能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來(lái)并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因

B.具有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)

C.具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件

D.能夠在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)行篩選

【解析】選A。作為載體要攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并使之表達(dá)，必須能夠在

受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定地保存并大量復(fù)制，以便通過(guò)復(fù)制提供大量目的基因。同時(shí)要具

有某些標(biāo)記基因，是為了通過(guò)標(biāo)記基因是否表達(dá)來(lái)判斷目的基因是否進(jìn)入了受

體細(xì)胞，從而進(jìn)行篩選受體細(xì)胞。載體要具有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，則是為了便

于與外源基因連接。

【思維?躍遷】

6.（2016?全國(guó)卷I）某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入Amp'或Tef中會(huì)導(dǎo)致

相應(yīng)的基因失活（4M表示氨葦青霉素抗性基因，74表示四環(huán)素抗性基因）。有

人將此質(zhì)粒載體用Ba曲I酶切后，與用Ba源I酶切獲得的目的基因混合,加入

DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng),用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌,結(jié)果大腸桿菌有

的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、

含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有

(答出兩點(diǎn)即可)0而作為基因表達(dá)載體，除滿(mǎn)足

上述基本條件外,還需具有啟動(dòng)子和終止子。？

⑵如果用含有氨芳青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未

被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是

;?并且和的細(xì)胞也

是不能區(qū)分的，其原因是。在上述篩

選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落,還需

使用含有的固體培養(yǎng)基。?

⑶基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自

____________o?

【解題關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵有兩點(diǎn)：

(1)理解基因工程中載體的特點(diǎn)。

⑵熟悉導(dǎo)入重組質(zhì)粒的微生物的篩選方法。

【解析】本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。

(1)質(zhì)粒被選用為基因工程的載體是因?yàn)椋壕哂幸粋€(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；具

有自我復(fù)制能力；帶有標(biāo)記基因；對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。

(2)未轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞都不能在含有氨羊青霉素的培養(yǎng)基上

生長(zhǎng)，故這兩種不可區(qū)分。含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)

胞在含有氨節(jié)青霉素的培養(yǎng)基上都能生長(zhǎng)，這兩種也不可區(qū)分。因目的基因插入

位點(diǎn)在四環(huán)素抗性基因上，四環(huán)素抗性基因被破壞，在獲得的單個(gè)菌落中各挑取

少許分別接種到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，不能生長(zhǎng)的為要篩選的菌落，即含有插

入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。

(3)噬菌體營(yíng)寄生生活，能利用宿主細(xì)胞內(nèi)的原料和場(chǎng)所進(jìn)行自身DNA的復(fù)制和

蛋白質(zhì)的合成。

答案：(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因

⑵二者均不含有氨羊青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體

含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或含有重組質(zhì)粒)二者均含