第1节 重组DNA技术的基本工具-【金版新学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 多选）

第1节　重组DNA技术的基本工具 [学习目标]　1.运用结构与功能观，分析基因工程过程中三种基本工具的作用。　2.关注基因工程的诞生和发展历程，认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。　3.明确DNA的粗提取与鉴定的原理，进行相关实验操作。 知识点一　基因工程的概念及其诞生和发展 1．基因工程的概念 2．基因工程的诞生和发展 基础理论 技术支持 ①DNA是遗传物质的证明； ②DNA双螺旋结构的提出和半保留复制的证明； ③中心法则的确立； ④遗传密码的破译 ①基因转移载体和工具酶的发现； ②DNA体外重组的实现； ③重组DNA表达实验的成功； ④DNA测序和合成技术的发明； ⑤PCR技术的发明 [精通教材] 1．基因工程的原理是什么？ 提示：基因工程的原理是基因重组，不过基因工程中的这种变异是定向的。 2．为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？ 提示：①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位；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。 任务　分析基因工程的理论基础 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；基因工程可以使基因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。 [核心归纳] 基因工程的理论基础 学生用书第84页 应用1.科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列不是这一先进技术的理论依据的是(　　) A．所有生物共用一套遗传密码 B．基因能控制蛋白质的合成 C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则 D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 答案：D 解析：题干表述的是将目的基因导入受体细胞并得以表达的过程，目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质，说明控制其合成的mRNA上的密码子是共用的，相同的密码子决定相同的氨基酸，A不符合题意；基因通过转录获得mRNA，进而控制蛋白质的合成，B不符合题意；基因通常是有遗传效应的DNA片段，只要是双链DNA都遵循碱基互补配对原则，其组成原料都是四种脱氧核苷酸，C不符合题意；生物之间是否有共同的原始祖先与重组DNA技术之间没有必然关系，D符合题意。 应用2.（2024·广东深圳一模）基因工程的发展离不开理论的突破和技术的创新。下列科学研究体现了基因工程正式问世的是(　　) A．艾弗里等人通过肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA可以转移 B．沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出自我复制假说 C．科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达 D．科学家发现了多种限制性内切核酸酶、DNA连接酶和逆转录酶 答案：C 解析：艾弗里等人通过肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA可以转移，但没有体现基因工程正式问世，A错误；沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出自我复制假说，但没有体现基因工程正式问世，B错误；科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达，体现了基因工程正式问世，C正确；科学家发现了多种限制性内切核酸酶、DNA连接酶和逆转录酶，但没有体现基因工程正式问世，D错误。 知识点二　重组DNA技术的基本工具 1．限制性内切核酸酶——“分子手术刀” (1)简称：限制酶。 (2)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (3)种类：限制酶是一类酶而不是一种酶，已分离数千种。 (4)功能：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 (5)酶切结果 ①黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端。 ②平末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。 2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。 (2)种类 项目 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 特点 只能连接黏性末端 既可以连接黏性末端，又可以连接平末端 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1)常用载体——质粒 ①化学本质：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。 ②质粒作为载体所具备的条件及原因 条件 原因 能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上 能使目的基因稳定存在且数量可扩增 有一个至多个限制酶切割位点 供外源DNA片段（基因）插入其中 常有特殊的标记基因 便于重组DNA分子的筛选 无毒害作用 对受体细胞无毒害作用，避免受体细胞受到损伤 (2)其他载体：噬菌体、动植物病毒等。 (3)功能 ①相当于一种运输工具，将外源基因送入受体细胞。 ②携带外源基因在受体细胞内大量复制。 学生用书第85页 [精通教材] 1．（教材P71图3-3）已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为和，分析回答下列问题： (1)写出产生的末端种类：①产生的是黏性末端；②产生的是平末端。 (2)限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列不同，切割位点不同（填“相同”或“不同”），说明限制酶具有专一性。 (3)要将限制酶SmaⅠ切割后产生的末端连接起来，需要T4 DNA连接酶。 2．（教材P72图3-4）根据“大肠杆菌及质粒结构模式图”完成下列问题： (1)图中A、B分别代表的物质是拟核DNA、质粒。 (2)①、②两点具有限制酶切点的是①。 (3)图中氨苄青霉素抗性基因可作为标记基因。 任务一　分析限制酶和DNA连接酶的作用 1．有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段分别用限制酶HindⅢ、XbaⅠ、EcoRⅤ和XhoⅠ进行切割。各限制酶的识别序列和切割位点如图。 (1)请写出限制酶SpeⅠ、HindⅢ、XbaⅠ和XhoⅠ切割形成的黏性末端。 提示：SpeⅠ：　　 HindⅢ：　 XbaⅠ：　 XhoⅠ：　 (2)同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同？不同限制酶切割产生的黏性末端一定不同吗？ 提示：同种限制酶产生的黏性末端相同；不一定，不同的限制酶切割可能会形成相同的黏性末端。 (3)哪种限制酶切割B片段产生的DNA片段能与限制酶SpeⅠ切割A片段产生的DNA片段相连接？为什么？连接完成后，该重组DNA分子的新连接处能否再被所用的限制酶识别？为什么？ 提示：限制酶XbaⅠ；因为XbaⅠ切割B片段与SpeⅠ切割A片段产生了相同的黏性末端。不能再被所用的限制酶识别；因为所用的两种限制酶均不能识别该重组DNA分子的新连接处的脱氧核苷酸序列。 2．结合图示，推断限制酶切割一次可断开几个磷酸二酯键？产生多少个游离的磷酸基团？产生几个黏性末端？消耗几分子水？ 提示：断开2个磷酸二酯键；产生2个游离的磷酸基团；产生2个黏性末端；消耗2分子水。 学生用书第86页 3.推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么？为什么限制酶不切割细菌本身DNA分子？ 提示：限制酶是原核生物的一种防御工具，用来切割侵入细胞的外源DNA，以保证自身安全。含某种限制酶的细菌的DNA分子不具备这种限制酶的识别序列，或者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开。 [核心归纳] 1．限制酶识别序列的特点 (1)大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。 (2)能被限制酶特异性识别的序列一般都为回文序列，也就是说，在该序列片段，一条链上按5′→3′读取的序列与其互补链上按5′→3′读取的序列完全一致。 例如：EcoRⅠ限制酶识别的DNA序列为，为回文序列。 2．限制酶与DNA连接酶的比较 (1)区别 项目 作用 应用 限制酶 使特定部位的磷酸二酯键断裂 用于提取目的基因和切割载体 DNA连接酶 在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键 用于基因表达载体的构建 (2)两者的关系可表示为： (3)磷酸二酯键指的是下图椭圆框中的化学键，而限制酶切割或DNA连接酶连接的只能是箭头所指处的化学键，因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部结构。 3．DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 项目 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同点 催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 不同点 模板 不需要模板 需要DNA的一条链为模板 作用对象 游离的DNA片段 单个的脱氧核苷酸 作用结果 形成完整的DNA分子 形成DNA的一条链 用途 基因工程 DNA复制 应用1.（2024·江苏扬州高二期末）某细菌DNA分子上有4个Sau3AⅠ的酶切位点，经Sau3AⅠ处理后会形成4个大小不同的DNA片段。若是用BamHⅠ处理，只形成2个大小不同的DNA片段。Sau3AⅠ和BamHⅠ的识别序列及切割位点如表所示。下列叙述错误的是(　　) 限制酶名称 识别序列及切割位点 BamHⅠ G↓GATCC Sau3AⅠ ↓GATC A.上述两种限制酶切割后可形成相同的黏性末端 B．该DNA分子上有2个BamHⅠ的酶切位点 C．黏性末端能通过T4 DNA连接酶连接 D．若用两种酶共同处理，会形成6个大小不同的DNA片段 答案：D 解析：BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶切割后形成的黏性末端均为GATC，A正确；该DNA分子上有4个Sau3AⅠ的酶切位点，经Sau3AⅠ处理后形成4个DNA片段，可知该DNA分子为环状DNA，用BamHⅠ处理后，得到2个DNA片段，说明该DNA分子上有2个BamHⅠ的酶切位点，B正确；T4 DNA连接酶能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，此外还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，C正确；该DNA分子上有4个Sau3AⅠ的酶切位点，有2个BamHⅠ的酶切位点，但是BamHⅠ识别序列中包含Sau3AⅠ的识别序列，所以同时用两种酶共同处理，会形成4个大小不同的DNA片段，D错误。 相同黏性末端或平末端的判断方法 黏性末端或平末端是否由同一种限制酶切割形成的判断方法：将黏性末端或平末端之一旋转180°后，看它们是否是完全相同的结构。是，则为相同限制酶切割形成的；不是，则为不同限制酶切割形成的。　　 学生用书第87页 应用2.（2024·陕西咸阳高二期末）限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，以下说法正确的是(　　) A．大多数限制酶识别的核苷酸序列由6个核糖核苷酸组成 B．不同来源的限制酶可能识别相同的序列，甚至有相同的切点 C．DNA连接酶能将单个核苷酸连接到已有的核苷酸片段上 D．E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端 答案：B 解析：大多数限制酶识别的核苷酸序列由6个脱氧核糖核苷酸组成，A错误；不同来源的限制酶可能是同一种限制酶，可以识别相同的识别序列，甚至有相同的切点，B正确；DNA连接酶可以连接两个DNA片段，而DNA聚合酶能将单个核苷酸连接到已有的核苷酸片段上，C错误；E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，D错误。 与DNA有关的几种酶的比较 　　 任务二　分析载体在基因工程中的作用 4．质粒是目前基因工程中最常用的基因载体。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子，主要存在于细菌和酵母菌体内。如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图。回答下列问题。 (1)能否将外源基因直接导入受体细胞？为什么？ 提示：不行；因为如果没有携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞，目的基因无法进行自我复制和稳定存在以及表达。 (2)为使外源基因插入质粒中，质粒需具备什么条件？ 提示：质粒应有一个至多个限制性内切核酸酶的切割位点，供外源基因插入其中。 (3)要使携带的外源基因在受体细胞中稳定存在，载体需要具备什么条件？ 提示：能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。 (4)为了筛选出含有重组DNA的受体细胞，载体需要具备什么条件？ 提示：含有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等。 (5)所有载体都是质粒吗？ 提示：不是；除了质粒外，载体还有动植物病毒和噬菌体等。 学生用书第88页 [核心归纳] 载体上标记基因的标记原理 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如图所示： 应用3.作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是(　　) A．能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B．具有多个限制酶切割位点，便于目的基因的表达 C．具有某些标记基因，使目的基因能够与其结合 D．对受体细胞无伤害，便于重组DNA的鉴定和选择 答案：A 解析：作为载体必须能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；作为载体必须具有一个至多个限制酶切割位点，便于目的基因的插入，B错误；作为载体必须具有某些标记基因，以便于重组DNA分子的筛选，C错误；载体需对受体细胞无伤害，但其目的不是便于重组DNA的鉴定和选择，D错误。 应用4.图甲和图乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点，AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，neo 表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是（多选）(　　) A.在构建重组质粒时，可用PstⅠ和HindⅢ切割质粒和外源DNA B．在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因 C．若只用PstⅠ处理质粒和外源DNA分子片段，无法避免自身环化和反向连接 D．导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基中生长 答案：ABC 解析：切割目的基因时，用BamHⅠ切割会破坏目的基因，只用PstⅠ切割目的基因和质粒载体，会出现目的基因和质粒的自身环化，或目的基因和质粒的反向连接，而用PstⅠ和HindⅢ进行酶切，能确保目的基因和质粒的正向连接，并且质粒上保留新霉素抗性基因作为标记基因，A、C正确；在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因，至少需保留其中的一个，B正确；用PstⅠ切割后，质粒上氨苄青霉素抗性基因被破坏了，导入重组质粒的大肠杆菌不可以在含氨苄青霉素的培养基中生长，D错误。 知识点三　DNA的粗提取与鉴定 1．实验原理 2．实验步骤 学生用书第89页 [精通教材] 1．利用动植物细胞提取DNA时，如何破碎细胞？ 提示：动物细胞无细胞壁，可直接使其吸水涨破；植物细胞有细胞壁，需去除细胞壁后再使其吸水涨破。 2．为什么不能选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料？ 提示：哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。 任务　分析实验过程 1．实验过程要充分地搅拌和研磨，如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？ 提示：研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，导致看不到丝状沉淀物，用二苯胺鉴定不显示蓝色。 2．实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌？为什么？ 提示：搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，搅拌要轻缓，并向一个方向搅拌以便获得较完整的DNA分子。 [核心归纳] 1．DNA的粗提取与鉴定实验的注意事项 (1)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核（无DNA），可选用鸡血细胞作为材料。 (2)二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。 (3)提取植物细胞的DNA，在研磨时加入NaCl的目的是溶解DNA。 (4)在DNA进一步提纯时，选用冷却的体积分数为95%的酒精的作用是溶解杂质和析出DNA。 2．DNA与蛋白质在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同 项目 溶解规律 2 mol/L的NaCl溶液 0.14 mol/L的NaCl溶液 DNA 溶解 析出 蛋白质 部分发生盐析沉淀 溶解 应用1.（2024·重庆高三开学考试）如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，下列相关叙述中，正确的是(　　) A．该实验的正确操作顺序是③→①→②→④→⑤ B．用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近 C．⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA，可使用二苯胺试剂来鉴定，沸水浴冷却后，出现蓝色的试管组别是对照组 D．步骤①的目的是初步分离DNA与蛋白质，析出并获得DNA；步骤④中在2 mol/L的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大 答案：D 解析：DNA的粗提取和鉴定步骤是：加入蒸馏水，破碎细胞→过滤，获取含DNA的滤液→去除滤液中杂质→DNA的析出→鉴定，因此图中表示正确的实验操作顺序是③→②→①→④→⑤，A错误；猪血红细胞中没有细胞核，提取不到DNA，用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量不相同，B错误；⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA，可使用二苯胺试剂来鉴定，沸水浴冷却后，出现蓝色的试管组别是实验组，C错误；步骤①的目的是析出并获得DNA，步骤④中在2 mol/L的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大，D正确。 学生用书第90页 应用2.（2024·山东淄博一模）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是(　　) A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水 C．粗提取的DNA中含有核蛋白、多糖等杂质 D．将粗提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂DNA被染成蓝色 答案：D 解析：低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水，且溶解度较高，B正确；粗提取的DNA中含有核蛋白、多糖等杂质，因此为了获得纯度较高的DNA需要进一步提纯，C正确；将粗提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后经过沸水浴加热可发现DNA被染成蓝色，D错误。 思维导图 要语必背 1.限制酶主要从原核生物中分离提纯出来，能够识别DNA分子中特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。 2.DNA分子经过限制酶切割后形成黏性末端或平末端。 3.DNA连接酶可将两个DNA片段连接起来，主要有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。E.coli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，而T4 DNA连接酶既能连接黏性末端也能连接平末端。 4.目的基因的主要载体是质粒，它是一种能够自我复制的小型环状DNA分子。 1．下列关于转基因技术的叙述，错误的是(　　) A．能将不同物种优良性状集中到一起，定向地改造生物的遗传性状 B．所有生物共用一套遗传密码是基因工程能够成功的重要前提 C．艾弗里等人通过实验证明遗传物质是DNA可以说是基因工程的先导 D．沃森、克里克解开了DNA复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向 答案：D 解析：梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制，克里克提出中心法则，D错误。 2．（2024·江苏扬州高二期中）如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是(　　) 限制酶 AluⅠ BamHⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别序列 切割位点 A．BamHⅠ切割的是氢键，AluⅠ切割的是磷酸二酯键 B．Sau3AⅠ和BamHⅠ切割产生的片段能够相连，但连接后的片段两者都不能再切割 学生用书第91页 C.②④⑤对应的识别序列均能被Sau3AⅠ识别并切割 D．T4 DNA连接酶既能连接①③，也能连接②⑤，但后者连接效率低 答案：C 解析：BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键，A错误；BamHⅠ切割G↓GATCC，Sau3AⅠ切割↓GATC，故二者切割后产生的黏性末端是相同的，因此二者切割后产生的黏性末端能够相连，连接后仍然存在GATC的序列，能被Sau3AⅠ切割，但是BamHⅠ不一定能切割，B错误；②④⑤对应的识别序列都存在GATC，都能被Sau3AⅠ识别并切割，C正确；T4 DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而图中①③是平末端，②⑤是黏性末端，T4 DNA连接酶连接平末端时效率较低，D错误。 3．下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是(　　) A．T4 DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来 B．E.coli DNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接 C．DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸 答案：C 解析：T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，A错误；E.coli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间进行连接，B错误；DNA连接酶能使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，从而将它们连接起来，C正确，D错误。 4．（2024·陕西咸阳高二期末）质粒是基因工程中常用的分子载体。下列有关质粒的说法正确的是(　　) A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种单链环状DNA分子 B．质粒的复制和表达都遵循中心法则和碱基互补配对原则 C.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行 D．大多数天然质粒都不需要人工改造，可以直接作为载体使用 答案：B 解析：质粒是存在于许多细菌以及酵母菌（真核细胞）中的有自主复制能力的小型环状双链DNA分子，A错误；质粒的本质是DNA，质粒的复制和表达都遵循中心法则，也遵循碱基互补配对原则，B正确；细菌质粒可以自我复制，也可整合到宿主细胞上一起复制，C错误；天然的质粒通常不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，D错误。 5．（2024·山东青岛一模）“DNA粗提取与鉴定”的实验步骤是：研磨→去杂质→析出→鉴定。某研究小组欲探究不同的去杂质方法对实验结果的影响，实验结果如下表所示。下列说法错误的是（多选）(　　) 去杂质方式 沉淀质量/g DNA浓度/(ng/μL) OD260/OD280 二苯胺鉴定 离心 0.068 81.5 1.53 蓝色 4 ℃冰箱静置 0.102 8 336.4 1.41 注：OD260与OD280的比值可检查DNA纯度。纯DNA的OD260/OD280为1.8，当存在蛋白质污染时，这一比值会明显降低。 A．猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料 B．对研磨液进行离心是为了加速DNA的沉淀 C．离心法可以获得更高纯度的DNA D．析出时的离心转速明显低于去杂质时 答案：BD 解析：DNA粗提取与鉴定的实验中，应选择富含DNA的材料，猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料，A正确；离心研磨液的目的是加速沉淀，离心能够加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质的沉淀，离心法可以获得更高纯度的DNA，B错误，C正确；据表可知，离心时DNA浓度是81.5，4 ℃冰箱静置是336.4，说明静置时蛋白质含量较多，沉淀质量离心时是0.068，4 ℃冰箱静置是0.102 8，比较可知DNA的沉淀质量小，故析出时的离心转速明显高于去杂质时，D错误。 6．（创新情境）用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的识别序列及切割位点如图所示。 回答下列问题： (1)常用的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。图中　　　　　　　酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA连接酶连接。图中　　　　　　　　　　　酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。 (2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是　　　　。 (3)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能　　　　　；质粒DNA分子上有　　　　　　　　　　，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)EcoRⅠ、PstⅠ　EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ　(2)磷酸二酯键　(3)自我复制　一个至多个限制酶切割位点　用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞 解析：(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而T4 DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接平末端的效率较低。因此图中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段（黏性末端）既可以用E.coli DNA连接酶连接，又可以用T4 DNA连接酶连接，而限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段（平末端）只能用T4 DNA连接酶连接。(2)DNA连接酶通过形成磷酸二酯键，把目的基因与质粒载体片段连接起来。(3)质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体。质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制；质粒DNA分子上有一个至多个限制性内切核酸酶的酶切位点，便于目的基因的导入；质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。 学科网（北京）股份有限公司 $$