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第49讲 基因工程的基本工具及操作程序
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1.基因工程的概念
考点一 重组DNA技术的基本工具
DNA分子
转基因
遗传特性
生物类型
基因重组
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2.重组DNA技术的基本工具
(1)限制性内切核酸酶(简称“限制酶”)
原核生物
特定核苷酸序列
磷酸二酯键
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1.(教材选择性必修3 P71“侧栏思考”)你能根据所掌握的知识,推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗?
提示:原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵,所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外源DNA入侵时,它会利用限制酶来切割外源DNA,使之失效,以保证自身的安全。
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2.(教材选择性必修3 P74“拓展应用1”)为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子?
提示:因为含有某种限制酶的细胞的DNA分子不具备这种限制酶的识别序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切割。
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(2)DNA连接酶
磷酸二酯键
大肠杆菌
黏性末端
黏性末
端和平末端
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(教材选择性必修3 P72“侧栏思考”)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗?试简要说明。
提示:不相同。DNA连接酶连接的是两个DNA片段,而DNA聚合酶是将单个的脱氧核苷酸连接到DNA片段上。
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(3)载体
一个至三个
自我复制
受体DNA
标记
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(教材选择性必修3 P72“图34”)想一想,具备什么条件才能充当“分子运输车”?
提示:能自我复制、有一个至多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等。
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3.DNA的粗提取与鉴定
(1)实验原理
蛋白质
2 mol/L
二苯胺
蓝
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(2)方法步骤(以洋葱为例)
4 ℃
离心
预冷的
酒精
二苯胺
蓝色
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(3)DNA的粗提取与鉴定的注意事项
①如果以菜花为实验材料,由于它的硬度较高,容易出现研磨不充分的情况,需要延长研磨的时间。如果以洋葱为实验材料,它的气味相对刺激,可以准备护目镜,并注意通风。不同的实验材料,其DNA的含量有所差别,香蕉、草莓、鱼白等材料中的DNA含量较高。
②DNA与二苯胺试剂作用呈现蓝色。鉴定时溶液蓝色的深浅,与溶液中DNA含量的多少有关。
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1.基因工程的原理是基因重组,不过这种变异是定向的。( )
2.重组DNA技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。( )
3.DNA连接酶可以连接目的基因与载体的氢键,形成重组DNA。( )
4.E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端,又能连接平末端。( )
5.载体的种类有质粒、噬菌体、动植物病毒等,其中动植物病毒必须是DNA病毒。( )
6.洋葱研磨液经纱布过滤后,应在-4 ℃冰箱中放置几分钟。( )
√
√
×
×
×
×
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1.(2023·湖北武汉模拟)以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列的叙述中, 正确的是( )
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A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的
B.②片段是在识别序列为CAATT的限制酶作用下形成的
C.①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子
D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键
答案:D
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解析:图中①④是同一种限制酶切割形成的,因此①~④DNA片段是由3种限制酶切割后产生的,A错误;切割②片段的限制酶的识别序列为GAATTC,B错误;由于①④具有相同的黏性末端,所以能用DNA连接酶连接起来,形成重组DNA分子,C错误;限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键,其中限制酶能将磷酸二酯键切断,而DNA连接酶能将磷酸二酯键连接起来,D正确。故选D。
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2.(2023·山东东营模拟)转座子又称跳跃基因,是一段可以从原位上单独复制或断裂下来,环化后插入另一位点,并对其后的基因起调控作用的DNA序列。转座