选11DNA重组技术的基本工具.pptx

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1、设想一 能否培养出具有抗虫能否培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？性状的抗虫棉呢？胰岛素胰岛素是治疗糖尿病的特效药是治疗糖尿病的特效药,长期以长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量低成本高。低成本高。而微生物生长迅速，容易控制。于是科而微生物生长迅速，容易控制。于是科学家设想，若能将学家设想，若能将人的胰岛素基因人的胰岛素基因导入导入微生微生物物体内，并得以表达，就不仅能解决产量问体内，并得以表达，就不仅能解决产量问题，还能大大降低生产成本，使药品价格大题，还能大大降低生产成本，使药品价格大幅下降。幅下降。设想二 能否让微生物产生出人的能否让微生物产生出人

2、的胰岛素等珍贵药物？胰岛素等珍贵药物？这些定向改造基因的设想能实现吗？经过多年的努力，科学家经过多年的努力，科学家终于在终于在2020世纪世纪7070年代创立了可年代创立了可以以定向改造定向改造生物的新技术生物的新技术 基基 因因 工工 程程专题专题1 1 基因工程基因工程 基基因因工工程程是是指指按按照照人人们们的的愿愿望望，进进行行严严格格的的设设计计，并并通通过过体体外外DNADNA重重组组和和转转基基因因等等技技术术，赋赋予予生生物物以以新新的的遗遗传传特特性性，从从而而创创造造出出更更符符合合人人们们需需要要的的新新的的生生物物类类型型和和生生物物产产品品。由由于于基基因因工工程程是

3、是在在DNADNA分分子子水水平平上上进进行行设设计计和和施施工工的的，因因此又叫做此又叫做DNADNA重组技术重组技术。别名别名别名别名操作环境操作环境操作环境操作环境操作对象操作对象操作对象操作对象操作水平操作水平操作水平操作水平基本过程基本过程基本过程基本过程 原理原理原理原理（实质）（实质）（实质）（实质）结果结果结果结果基因拼接技术基因拼接技术基因拼接技术基因拼接技术或或或或DNADNADNADNA重组技术重组技术重组技术重组技术生物体外生物体外生物体外生物体外基因基因基因基因DNADNADNADNA分子水平分子水平分子水平分子水平获得人类需要的生物类型获得人类需要的生物类型获得人类

4、需要的生物类型获得人类需要的生物类型或或或或生物产品生物产品生物产品生物产品目的基因目的基因目的基因目的基因的提取的提取的提取的提取(切割）切割）切割）切割）基因表达载基因表达载基因表达载基因表达载体的构建体的构建体的构建体的构建（拼接）（拼接）（拼接）（拼接）将目的基将目的基将目的基将目的基因导入受因导入受因导入受因导入受体细胞体细胞体细胞体细胞（导入）（导入）（导入）（导入）目的基因的目的基因的目的基因的目的基因的检测与鉴定检测与鉴定检测与鉴定检测与鉴定（表达）（表达）（表达）（表达）基因重组基因重组基因重组基因重组基因工程的概念的理解基因工程的概念的理解问题探讨问题探讨手术刀手术刀缝合针

5、缝合针运输工具运输工具培育抗虫棉培育抗虫棉需要哪些基需要哪些基本工具本工具?1.11.1来源来源种类种类作用作用作用结作用结果果阅读课本阅读课本4-5页页“限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶分子手术刀分子手术刀”的相关内容，填写下表的相关内容，填写下表自主学习自主学习主要从主要从原核生物原核生物中分离纯化而来中分离纯化而来已经分离出大约已经分离出大约4000种种1、识别双链、识别双链DNA分子的某种分子的某种特定核苷特定核苷酸序列酸序列2 2、使每一条链中使每一条链中特定部位特定部位的两个核苷的两个核苷酸之间的酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开。断开。形成两种末端：形成两种末端：形成两种末端：形成

6、两种末端：黏性末端黏性末端平末端平末端12345脱氧核苷酸的结构脱氧核苷酸的结构 G1234512345 A3,5-磷磷酸二酯酸二酯键键3端5端3端5端磷酸二酯键磷酸二酯键11仔细观察各限制酶识别仔细观察各限制酶识别的特定序列有何特点？的特定序列有何特点？限制酶的识别序列限制酶的识别序列限制酶所识别的序列的特点限制酶所识别的序列的特点是：是：呈现碱基互补对称，无呈现碱基互补对称，无论是论是6个碱基还是个碱基还是4个碱基，个碱基，都可以找到一条都可以找到一条中心轴线中心轴线，中轴线两侧的双链中轴线两侧的双链DNA上的上的碱基是碱基是反向对称重复反向对称重复排列的排列的，称为，称为回文序列回文序列

7、中轴线在在G G与与A A之之间切割间切割大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)(EcoR)只能识别只能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开。之间切开。EcoRIEcoRI限制酶的作用限制酶的作用黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端EcoRIEcoRI限制酶的切割限制酶的切割 被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条两条单链的切口，带有几个单链的切口，带有几个伸出的伸出的核苷酸核苷酸，他们之间正好互补配他们之间正好互补配对，这样的切口叫对，这样的切口叫黏性末端黏性末端。SmaISmaI只能识别只能识别CCCGGGCCCGGG序列，并在序列，并在G G

8、和和C C之间切开。之间切开。中轴线SmaISmaI限制酶的作用限制酶的作用在G与C之间切割C C C G G GG G G C C C平末端平末端平末端平末端SmaISmaI限制酶的切割限制酶的切割当限制酶从识别序列的当限制酶从识别序列的中心轴线处中心轴线处切开时，切开时，切开的切开的DNADNA两条单链的切口，是平整的，这两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫样的切口叫平末端平末端。CGGG GGGCCCC C你能推测限制酶存在于原核生物中的你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？作用是什么吗？原核生物易受自然界外源原核生物易受自然界外源DNA的入侵的入侵，但生物但生物在长期的进化过

9、程中形成了一套完善的防御机在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。制，以防止外来病原物的侵害。限制酶限制酶就是细就是细菌的一种菌的一种防御性工具防御性工具，当外源当外源DNA侵入时，会侵入时，会利用限制酶利用限制酶将外源将外源DNA切割掉切割掉，以保证自身的以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切切割外源割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的、使之失效，从而达到保护自身的目的。目的。寻根问底寻根问底为什么限制酶不剪切细菌本身的为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶通过长期的进化，

10、细菌中含有某种限制酶的细胞，其的细胞，其DNADNA分子中分子中不具备这种限制酶不具备这种限制酶的识别切割序列的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的种限制酶也不会使自身的DNADNA被切断，并被切断，并且可以防止外源且可以防止外源DNADNA的入侵。的入侵。分子缝合针：分子缝合针：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A

11、 A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割练习练习在基因工程中，切割运载体和含在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的有目的基因的DNA片段，需使片段，需使用（用（）A.同种限制酶同种限制酶 B.两种限制酶两种限制酶C.同种连接酶同种连接酶 D.两种连接酶两种连接酶19类型来源功能相同点差别EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只能连接黏性末端既能连接黏性末端又能连接平末端(效率较低)阅读课本第阅读课本第5页页“分子缝合针”DNA连接酶的相关内容，填写下表的相关

12、内容，填写下表自主学习自主学习 T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345 AATGCATGC磷酸二磷酸二酯键酯键DNADNA连接酶的作用过程：连接酶的作用过程：二、分子缝合针二、分子缝合针DNA连接酶连接酶把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来催化形成磷酸二酯键磷酸二磷酸二酯键酯键DNADNA连接酶的作连接酶的作用用作用部位：作用部位：是磷酸二酯键是磷酸二酯键是磷酸二酯键是磷酸二酯键（扶手）（扶手）不是氢键不是氢键不是氢键不是氢键（梯子）（梯子）DNA连接酶将两条连接酶将两条DNA链（链（DNA片段片段）连接起来的酶。连接起来的酶。DNA连接酶能将任意的连接酶能将任

13、意的DNA片段连接起来片段连接起来吗？吗？两两DNADNA片段要具有片段要具有互补的黏性末端互补的黏性末端才才能拼起来能拼起来DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用注意：注意：DNADNA连接酶可连接双链连接酶可连接双链DNADNA中的中的DNADNA单链缺口，单链缺口，但不能连接单链但不能连接单链DNADNA！DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用把具有把具有互补黏性末端的互补黏性末端的两个两个DNADNA片段拼接起来片段拼接起来DNADNA

14、连接酶的作用连接酶的作用A A T T GA A T T GC CA AA AT TT TA AA AT TT TDNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶的作用聚合酶的作用DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同点点作用实质作用实质化学本质化学本质不不同同点点模板模板作用对象作用对象 作用结果作用结果用途用途都能催化形成都能催化形成磷酸二酯键磷酸二酯键都是都是蛋白质蛋白质不需要不需要需要需要形成完整的重形成完整的重组组DNA分子分子形成形成DNA的一条的一条链链基因工程基因工程DNA复制复制DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比

15、较聚合酶的比较只能将只能将单个核苷酸单个核苷酸连连接到已有的接到已有的DNADNA片段片段上，形成磷酸二酯键上，形成磷酸二酯键在两个在两个DNADNA片段片段之间形成磷酸二酯之间形成磷酸二酯键键限制性内切酶限制性内切酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GGATCC，限制性内，限制性内切酶切酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GATC。在质粒上有酶。在质粒上有酶的一的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶个切点，在目的基因的两侧各有一个酶的切点。的切点。（1）请画出质粒被限制酶）请画出质粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。切割后所形成的黏性末端。（2）请画出目的基因两侧被限制酶）请画出目的基因两

16、侧被限制酶切割后所形成的黏性末端。切割后所形成的黏性末端。（3）在）在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？黏性末端能否连接？为什么？可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）性末端是相同的（或是可以互补的）小试身手小试身手载体的载体的作用作用载体的必载体的必要条件要条件载体的载体的种类种类阅读课本第阅读课本第6 6页页“分子运输车分子运输车”基因进入基因进入受体细胞的载体的相关内容，填写下表受体细胞的载体的相关内容，填写下表自主学习自

17、主学习1 1 1 1）能够在宿主细胞中）能够在宿主细胞中）能够在宿主细胞中）能够在宿主细胞中复制复制复制复制并并并并稳定地保存稳定地保存稳定地保存稳定地保存。2 2 2 2）具）具）具）具多个限制酶切点多个限制酶切点多个限制酶切点多个限制酶切点，以便与，以便与，以便与，以便与外源基因连外源基因连外源基因连外源基因连接接接接。3 3 3 3）具有某些）具有某些）具有某些）具有某些标记基因标记基因标记基因标记基因，便于进行，便于进行，便于进行，便于进行鉴定鉴定鉴定鉴定和和和和选选选选择择择择。4 4 4 4）必须是）必须是）必须是）必须是安全安全安全安全的的的的 ，对受体细胞，对受体细胞，对受体细

18、胞，对受体细胞无害无害无害无害。5 5 5 5）载体）载体）载体）载体DNADNADNADNA分子应分子应分子应分子应大小适中大小适中大小适中大小适中，以便于，以便于，以便于，以便于提取提取提取提取和和和和操作操作操作操作1 1）作为）作为）作为）作为运载工具运载工具运载工具运载工具，将目的基因，将目的基因，将目的基因，将目的基因导入受体导入受体导入受体导入受体细胞细胞细胞细胞中中中中2 2）在受体细胞内对目的基因进行）在受体细胞内对目的基因进行）在受体细胞内对目的基因进行）在受体细胞内对目的基因进行大量复大量复大量复大量复制制制制细菌的细菌的质粒质粒病毒：病毒：噬菌体衍生物噬菌体衍生物噬菌体

19、衍生物噬菌体衍生物、动植物病毒动植物病毒等。等。有有标记基因标记基因的存在，的存在，可用含青霉素的培可用含青霉素的培养基鉴别。养基鉴别。有有切割位点切割位点（一个至多个）（一个至多个）能复制能复制并带着并带着插入的目的基插入的目的基因因一起复制一起复制质粒质粒是一种是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有之外，并具有自我复制能力自我复制能力的很小的双链环状的很小的双链环状DNA分子。分子。最常用运载体最常用运载体质粒质粒 实际上实际上在基因工在基因工程操作中，真正程操作中，真正被用作载体的质被用作载体的质粒，都是在粒，都是在天然天然质粒质粒的

20、基础上进的基础上进行过行过人工改造人工改造的。的。议一议议一议2 2 2 2、能否用、能否用、能否用、能否用SARSSARSSARSSARS病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？3 3 3 3、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？4 4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？如何鉴定？如何鉴定？如何鉴定？5 5、假如目的基因导入受体细胞

21、后不能复制，、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？将怎样？将怎样？将怎样？1 1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？双链双链双链双链DNADNADNADNA不能不能不能不能不能进行不能进行不能进行不能进行DNADNADNADNA的重组的重组的重组的重组通过对载体上标记基因的鉴定来说通过对载体上标记基因的鉴定来说通过对载体上标记基因的鉴定来说通过对载体上标记基因的鉴定来说明重组明重组明重组明重组DN

22、ADNA是否进入受体细胞是否进入受体细胞是否进入受体细胞是否进入受体细胞可能造成基因丢失可能造成基因丢失可能造成基因丢失可能造成基因丢失 RNA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与 其结合。其结合。转录开始后，转录开始后，RNA聚合酶沿聚合酶沿DNA分子移动，并以分子移动，并以 DNA分子的一条链为模板合成分子的一条链为模板合成RNA。转录完毕后，转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着链释放出来，紧接着RNA聚合酶聚合酶 也从也从DNA模板链上脱落下来。模板链上脱落下来。与与RNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点原核原核细胞细胞的基的基因结因结构构编码区：

23、编码区：非编码区非编码区（补充知识）基因的结构（补充知识）基因的结构1、原核细胞的基因结构、原核细胞的基因结构非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子能转录相应的信使能转录相应的信使RNA，能能编码蛋白质编码蛋白质 不能转录为信使不能转录为信使RNA，不能不能编码蛋编码蛋 白质白质有调控遗传信息表达的核苷酸序列，有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，在该序列中，最重要的是位于编码区最重要的是位于编码区上游的上游的RNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点。启动子启动子2、真核细胞的基因结构、真核细胞的基因结构编码区编码区非编

24、码区非编码区非编码区非编码区与与RNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点内含子内含子 外显子外显子 启动子启动子终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 编码区编码区内内能能够编码蛋白质的序列够编码蛋白质的序列编码区编码区内内不能不能够编码蛋白质的序列够编码蛋白质的序列内含子内含子：外显子外显子：注意：在一个真核细胞的基因结构中，注意：在一个真核细胞的基因结构中，外显子的数量比内含子的数量外显子的数量比内含子的数量多一个多一个。不属于质粒被选为基因运载体的理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制、能复制 （）B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C、具有标记基因、具有标记

25、基因 D、它是环状、它是环状DNAD练习练习课本知识回顾课本知识回顾 基因工程又叫做基因工程又叫做_ 或或 。通俗地说，就是按。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种照人们的意愿，把一种生物的某种_ 提取出来，加以提取出来，加以 ，然后放到另一种，然后放到另一种生物的细胞里，生物的细胞里，改造生物的遗传性状。改造生物的遗传性状。基因拼接技术基因拼接技术DNA重组技术重组技术基因基因修饰改造修饰改造定向地定向地 基基因因工工程程是是指指按按照照人人们们的的愿愿望望，进进行行严严格格的的设设计计，并并通通过过体体外外DNADNA重重组组和和转转基基因因等等技技术术，赋赋予予生生物物以以新新

26、的的遗遗传传特特性性，从从而而创创造造出出更更符符合合人人们们需需要要的的新新的的生生物物类类型型和和生生物物产产品品。由由于于基基因因工工程程是是在在DNADNA分分子子水水平平上进行设计和施工的，因此又叫做上进行设计和施工的，因此又叫做DNADNA重组技术重组技术。DNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具“分子手术刀分子手术刀”“分子缝合针分子缝合针”“分子运输车分子运输车”限制（性核酸内切）酶限制（性核酸内切）酶DNA连接酶连接酶基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶主要是从主要是从_ 的一种酶。的一种酶。识别双链识别双链DNA DNA 分子的某

27、种分子的某种_，并，并且使每一条链中且使每一条链中特定部位特定部位的两个核苷酸之间的的两个核苷酸之间的_断开。断开。形成两种末端形成两种末端_和和_原核生物中分离纯化出来原核生物中分离纯化出来特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键粘性末端粘性末端平末端平末端DNADNA连接酶连接酶1、种类：、种类：2、作用部位：、作用部位：两类两类连接黏性末端连接黏性末端Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体通常有三种通常有三种:作为载体作为载体的条件：的条件：在进行基因工程操

28、作中在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是真正被用作载体的质粒都是在在_基础上进行过基础上进行过_的。的。质粒质粒噬菌体衍生物噬菌体衍生物动植物病毒动植物病毒天然质粒天然质粒人工改造人工改造1 1 1 1）能够在宿主细胞中）能够在宿主细胞中）能够在宿主细胞中）能够在宿主细胞中复制复制复制复制并并并并稳定地保存稳定地保存稳定地保存稳定地保存。2 2 2 2）具）具）具）具多个限制酶切点多个限制酶切点多个限制酶切点多个限制酶切点，以便与，以便与，以便与，以便与外源基因连外源基因连外源基因连外源基因连接接接接。3 3 3 3）具有某些）具有某些）具有某些）具有某些标记基因标记基因标记基因标记

29、基因，便于进行，便于进行，便于进行，便于进行鉴定鉴定鉴定鉴定和和和和选选选选择择择择。4 4 4 4）必须是）必须是）必须是）必须是安全安全安全安全的的的的 ，对受体细胞，对受体细胞，对受体细胞，对受体细胞无害无害无害无害。5 5 5 5）载体）载体）载体）载体DNADNADNADNA分子应分子应分子应分子应大小适中大小适中大小适中大小适中，以便于，以便于，以便于，以便于提取提取提取提取和和和和操作操作操作操作特异性地识别和切割特异性地识别和切割DNA（1分）分）（20112011上海卷）上海卷）回答下列有关基因工程的问题。回答下列有关基因工程的问题。5757基因工程中使用的限制酶，基因工程中

30、使用的限制酶，其特点是。其特点是。下图四种质粒含有下图四种质粒含有E1E1和和E2E2两种限制酶的识别位点，两种限制酶的识别位点，AprApr表示抗青霉素的抗性基因，表示抗青霉素的抗性基因，TcrTcr表示抗四环素表示抗四环素的抗性基因。的抗性基因。5858将两端用将两端用E1E1切开的切开的TcrTcr基因与用基因与用E1E1切开的质粒切开的质粒X X1 1混合连接，连接后获得的质粒类型有混合连接，连接后获得的质粒类型有。（可多选）。（可多选）A AX X1 B1 BX X2 C2 CX X3 D3 DX X4 4ABC（2分）分）59若将上图所示若将上图所示X1、X2、X3、X4四种四种质

31、粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素质粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。在这两种培养基上均或四环素的两种培养基上。在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有不能生长的大肠杆菌细胞类型有、。、。（2011上海卷）上海卷）回答下列有关基因工程的问题。回答下列有关基因工程的问题。下图四种质粒含有下图四种质粒含有E1E1和和E2E2两种限制酶的识别位点，两种限制酶的识别位点，AprApr表示抗青霉素的抗性基因，表示抗青霉素的抗性基因，TcrTcr表示抗四环素表示抗四环素的抗性基因。的抗性基因。无质粒细胞（无质粒细胞（1分）分）含含X3的细胞（的细胞（1分）分）（2

32、011上海卷）上海卷）回答下列有关基因工程的问题。回答下列有关基因工程的问题。下图四种质粒含有下图四种质粒含有E1E1和和E2E2两种限制酶的识别位点，两种限制酶的识别位点，AprApr表示抗青霉素的抗性基因，表示抗青霉素的抗性基因，TcrTcr表示抗四环素表示抗四环素的抗性基因。的抗性基因。6060如果如果X X1 1用用E1E1酶切，产生酶切，产生850850对碱基和对碱基和35503550对对碱基两种片段：那么质粒碱基两种片段：那么质粒X X2 2（TcrTcr基因的长度为基因的长度为12001200对碱基）用对碱基）用E2E2酶切后的片段长度为酶切后的片段长度为对碱基。对碱基。4750

33、（2分）分）（2011上海卷）上海卷）回答下列有关基因工程的问题。回答下列有关基因工程的问题。下图四种质粒含有下图四种质粒含有E1E1和和E2E2两种限制酶的识别位点，两种限制酶的识别位点，AprApr表示抗青霉素的抗性基因，表示抗青霉素的抗性基因，TcrTcr表示抗四环素表示抗四环素的抗性基因。的抗性基因。61若将外源的若将外源的Tcr基因两端用基因两端用E2切开，再与用切开，再与用E2切切开的开的X1混合连接，并导入大肠杆菌细胞，结果显示，混合连接，并导入大肠杆菌细胞，结果显示，含含X4的细胞数与含的细胞数与含X1的细胞数之比为的细胞数之比为1:3，增大，增大DNA连接酶用量能否提高上述比

34、值？。连接酶用量能否提高上述比值？。原因是。原因是。不能（不能（1分）分）DNA连接酶对连接酶对DNA片段没有选择性片段没有选择性/两段两段DNA末端相同（末端相同（1分）分）（1）一个图甲所示的质粒分子经）一个图甲所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含切割前后，分别含有有 个游离的磷酸基团。个游离的磷酸基团。(2011(2011江苏卷江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：题：（8 8分）分）0、2【解析】质粒切割前是质粒切

35、割前是双链环状双链环状DNA分子分子，所有磷酸基团参与形，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图甲可以看出，质成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图甲可以看出，质粒上只含有一个粒上只含有一个Sma的切点，因此被改酶切割后，质粒变为的切点，因此被改酶切割后，质粒变为线性双链线性双链DNA分子分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。此切割后含有两个游离的磷酸基团。（2）若对图中质粒进行改造，插入的）若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，酶切位点越多，质粒的热稳定性越质粒的热稳定性越 。(2011

36、(2011江苏卷江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：题：（8 8分）分）高高【解析】由题目可知，由题目可知，SmaSma识别的识别的DNADNA序列只有序列只有G G和和C C，而，而G G和和C C之之间可以形成三个氢键，间可以形成三个氢键，A A和和T T之间可以形成二个氢键，所以之间可以形成二个氢键，所以SmaSma酶切位点越多，热稳定性就越高。酶切位点越多，热稳定性就越高。（3 3）用图中的质粒和外源）用图中的质粒和

37、外源DNADNA构建重组质粒，不构建重组质粒，不能使用能使用Sma Sma 切割，原因是切割，原因是_。(2011(2011江苏卷江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：题：（8 8分）分）SmaSma会破坏质粒的抗性基因、外源会破坏质粒的抗性基因、外源DNADNA中的目的基因。中的目的基因。【解析解析】质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2 2可知，标记可知，标记基因和外源基因和外源DNADNA

38、目的基因中均含有目的基因中均含有SmaSma酶切位点，都可以被酶切位点，都可以被SmaSma破坏，故不能使用该酶剪切含有目的基因的破坏，故不能使用该酶剪切含有目的基因的DNADNA。（4）与只使用）与只使用EcoR I相比较，使用相比较，使用BamH 和和Hind 两种两种限制酶同时处理质粒、外源限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止的优点在于可以防止 。(2011(2011江苏卷江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题

39、：题：质粒和含目的基因的外源质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化片段自身环化【解析解析】只使用只使用EcoR IEcoR I，则质粒和目的基因两端的粘性末端相，则质粒和目的基因两端的粘性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用利用BamH BamH 和和Hind Hind 剪切时，质粒和目的基因两端的粘性末剪切时，质粒和目的基因两端的粘性末端不同，用端不同，用DNADNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。连接酶连接时，不会产生自身连接产物。【解析解析】质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需质粒和目的基因连接

40、后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入要连接酶作用，故混合后加入DNA连接酶。连接酶。(2011(2011江苏卷江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：请回答下列问题：（5 5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入片段混合，并加入 酶。酶。DNADNA连接连接 【解析解析】质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组

41、质粒的受体细胞。含有重组质粒的受体细胞。(2011(2011江苏卷江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：下列问题：（6 6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了为了 _ _ 。鉴别和筛选含有目的基因的细胞鉴别和筛选含有目的基因的细胞 【解析解析】将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，体后，含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖含有重组质粒的个体才能吸收

42、蔗糖，因此可利用蔗糖，因此可利用蔗糖作为唯一碳源的培养基进行培养受体细胞，含有重组质粒的作为唯一碳源的培养基进行培养受体细胞，含有重组质粒的细胞才能存活，不含有重组质粒的因不能获得碳源而死亡，细胞才能存活，不含有重组质粒的因不能获得碳源而死亡，从而达到筛选目的。从而达到筛选目的。(2011(2011江苏卷江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。割位点，图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：请回答下列问题：（7 7）为了从）为了从cDNAcDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质文

43、库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_ _ 的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。蔗糖为唯一含蔗糖为唯一含碳营养物质碳营养物质天津卷7.（26分）.（14分）下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性金银，BamHI、HindIII、SmaI直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：（1）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠

44、杆菌首先需要在含 的培养基上进行。（2）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 （填字母代号）。A.启动子 B.tetR C.复制原点 D.ampR（3）过程可采用的操作方法是 （填字母代号）。A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.细胞融合（4）过程可采用的生物技术是 。（5）对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的 性。来源:Z*xx*k.Com（6）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 （填字母代号）技术。A.核酸分子杂交 B.基因序列分析 C.抗原抗体杂交 D.PCR答案（26分）.（14分）来源:学,科,网Hind和BamH；氨苄青霉素AC

45、胚胎移植技术全能C思路分析：I（1）据图，仅将人乳铁蛋白基因切割出来，需要在人乳铁蛋白基因的左侧用BanHI切割，右侧用HindIII切割。当人乳铁蛋白基因和质粒连接成重组质粒后，TETR基因被人乳铁蛋白基因隔开，不是完整的，而anpR基因是完整的，所以筛选含有重组载体的大肠肝菌首先需要字含氨苄青霉素的培养基上进行。（2）基因表达的调控序列在启动子上。（3）将重组质粒导入动物细胞，常采用显微镜的方法。（4）过程的左侧是早期胚胎，右侧是代孕牛，过程采用的生物技术是胚胎移植。（5）将细胞培养为个体，利用了细胞的全能性。（6）检测目的基因在手提细胞中是否表达，常采用抗原-抗体杂交技术。上海上海（七）

46、分析有关基因表达的资料，回答问题。（9分）取同种生物的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如右图。45.基因18中有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因 。46.图所示细胞中功能最为近似的是细胞 。A.1与6B.2与5 C.2与3D.4与5 47.判断图中细胞功能近似程度的依据是 。【答案】（七）（9分）45.2 46.A 47.表达的相同基因最多，差异表达的基因最少。上海上海（七）分析有关基因表达的资料，回答问题。（9分）48.现欲研究基因1和基因7连接后形成的新基因的功能，导入质粒前，用限制酶切割的正确位置是 。49.右上图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将新基因插入到

47、质粒上的A处，则切割基因时可用的限制酶是 。A.Hind B.EcoR IC.Eco BD.Pst I48.B 49.C上海上海（七）分析有关基因表达的资料，回答问题。（9分）50.新基因与质粒重组后的DNA分子导入受体细胞的概率很小，因此需进行 ，才能确定受体细胞已含有目的基因。51.在已确定有目的基因的受体细胞中，若质粒的抗青霉素基因缺失了两个碱基，将这样的受体细胞接种到含有青霉素的培养基中，该细胞中可能出现的结果是A.抗青霉素基因不能转录B.基因1和7没有表达C.基因1和7不能连接D.质粒上的酶切位置发生改变【答案】50.筛选51.B D（2012全国卷新课标版）全国卷新课标版）40现代

48、生物科技专题（15分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型有 和 。（）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR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 。（）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。（）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 技术。（）基因工程中除质粒外，和也可作为运载体。（）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 。【解析】本题着

49、重考查基因工程方面的知识。限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端。两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同。coliDNA连接酶可以连接黏性末端，DNA连接酶可以连接两种末端，反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用技术进行大量扩增。基因工程中可以选用质粒，噬菌体、动植物病毒做载体。当受体细胞是细菌时，为了增大导入的成功率，常用Ca+处理，得到感受态细胞，此时细胞壁和细胞膜的通透性增大，容易吸收重组质粒。【答案】（）平末端和粘性末端 （）切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同 （）coli （）mRNA 单链（聚

50、合酶链式反应）（）动植物病毒噬菌体的衍生物 （）未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱（2012全国卷新课标版）全国卷新课标版）40现代生物科技专题（15分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型有 和 。（）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR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 。（）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。（）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 技术。（