第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-2020-2021学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程 新课标辅导【精讲精练】人教版（word）

第1节　重组DNA技术的基本工具 【学习目标】 1．了解限制性内切核酸酶的来源，理解其特点和作用——科学思维 2．了解DNA连接酶的分类，理解其作用，并能区分与DNA聚合酶的不同——科学思维 3．了解运载体的作用，理解运载体应具备的条件——科学思维 知识点一　基因工程的概念 [新知梳理] 1．别名：重组DNA技术。 2．操作对象：基因。 3．操作水平：DNA分子水平。 4．目的：创造人们需要的生物类型和生物产品。 5．基础：生物化学、分子生物学和微生物学等学科。 [互动探究] 1．基因工程操作导致的基因重组与有性生殖中的基因重组的主要区别是什么？ 提示：有性生殖中的基因重组是随机的，并且只能在同一物种间进行；基因工程可以在不同物种间进行重组，并且方向性强，可以定向地改变生物的性状。 2．不同生物的DNA分子能拼接起来的原因是什么？ 提示：①DNA分子的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸；②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构；③所有生物DNA碱基对均遵循严格的“碱基互补配对原则”。 3．外源基因能够在受体内表达，并使受体表现出相应的性状，为什么？ 提示：①基因是控制生物体性状的结构和功能单位，具有相对独立性；②遗传信息的传递都遵循中心法则；③生物界共用一套遗传密码。 [题组通关] 1．基因工程是一种新兴的生物技术，实施该工程的最终目的是(　　) A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向对DNA分子进行人工“剪切” C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向改造生物的遗传性状 解析　基因工程也称重组DNA技术，它是按照人类的意愿，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，故实施基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。 答案　D 2．某科研小组将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内(　　) A．能进行DNA复制 B．能传递给细菌后代 C．能合成生长抑制素释放因子 D．能合成人的生长激素 解析　基因的表达就是基因通过转录、翻译合成基因决定的蛋白质，从而使生物体表现出相应的性状。 答案　C 知识点二　限制性内切核酸酶——“分子手术刀” [新知梳理] 1．简称：限制酶。 2．来源：主要来自原核生物。 3．种类：数千种，常见的如：EcoRI、SmaⅠ限制酶。 4．作用特点：能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 5．结果：产生黏性末端或平末端。 [互动探究] 下图是限制性内切核酸酶EcoR Ⅰ切割DNA分子的方式，回答相关问题。 EcoR Ⅰ(在G与A之间切割)： SmaⅠ(在G与C之间切割)： 1．根据上图分析限制性内切核酸酶作用的结果是什么？ 提示：EcoR Ⅰ切割后产生黏性末端，SmaⅠ切割后产生平末端。 2．要想获得某个目的基因至少要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？ 提示：要切两个切口；产生四个黏性末端；两个。 3．被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 提示：是，会产生相同的黏性末端。 [归纳总结] 1．限制性内切核酸酶的作用特点： 具有专一性，表现在以下两个方面： (1)能够识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列。 (2)能够切割特定序列中的特定位点。 2．限制性内切核酸酶的识别序列的特点：遵循碱基互补配对原则，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，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。 3．限制性内切核酸酶的作用产物：黏性末端和平末端。 (1)黏性末端：是限制性内切核酸酶在它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，如图所示： (2)平末端：是限制性内切核酸酶在它识别序列的中心轴线处切开时形成的，如图所示： [题组通关] 3．下列有关基因工程中限制性内切核酸酶的说法，错误的是(　　) A．一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性内切核酸酶的活性受温度影响 C．限制性内切核酸酶能识别和切割RNA D．限制性内切核酸酶可从原核生物中提取 解析　限制性内切核酸酶的化学成分是蛋白质，它的活性受到温度和pH的影响；限制性内切核酸酶的特点是能识别双链DNA中特定的核苷酸序列，并在特定的位点进行切割，但不能识别和切割RNA；限制性内切核酸酶主要是从原核生物体内分离出来的。 答案　C 4．关于下图所示黏性末端的叙述，正确的是(　　) A．①与③是由相同限制酶切割产生的 B．DNA连接酶可催化①与③的连接 C．经酶切形成④需要脱去2分子水 D．DNA连接酶与DNA聚合酶均能作用于上述黏性末端 解析　图中四种不同的序列是由不同的限制酶切割后形成的DNA片段，同种限制酶切割