第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步学习方案（人教版2019）

第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 1.简述重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用 生命观念 学习目标 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新 社会责任 3.进行DNA的粗提取与鉴定 科学探究 必备知识 课前预习·自主落实 素养初成 梳理教材 (2)基因工程的发展 一、基因工程及其诞生与发展 1982年0 第一个基因工程药物 被批准上市 1.基因工程的概念 穆里斯等人发明 1985年 ·为获取日的基因 提供了有效手段 操作 操作 水平 基 水平 原理 1990年 计划启动2003年，该计划 操作 赋予牛物新的 .创近 的测序任务顺利完成 操作 结果 出史符合人需要的新的 对象 和生物产品 华人科学家张锋及其闭队首次报道利用 2013年 最新的 技术编维了哺乳动物 基内组 2.基因工程的诞生和发展 (1)基因工程的诞生 二、重组DNA技术的基本工具 艾弗单等人通过肺炎链球菌的转化实 1.限制性内切核酸酶一“分子手术刀” 验，不仅证明了 ,还 1941年 证明了 来源)主要米门 能够识别双链DNA分了的特定 1953年 沃森和克单克建立了 结构 作用并使每一茶链中特定部位的磷酸二酯健 模型并提出了 的段说 断开 不是氢键←… 196I年( 尼伦伯格和马太破译了第·个编码氨 产生 AT Lr 基酸的 结果 或 20世纪 多种酶 酶和 70年代初 令被相继发现.为DA的切刺、连接以 TA 及功能基因的获得创造了条件 科学家证明 可以作为基因T程的 DNA连接酶对所连接的DNA片段两端 1973年 我体。构迷 、导入受休细胞 使外游基因在惊核细胞中成功表达， 并实现物种问的#因交流 的碱基序列没有专一性要求。 66 第3章 基因工程● 2.DNA连接酶 一“分子缝合针” 2.实验步骤 能将两个DA片段连接起米。 E.DA近接酹 作州 呕材、研磨称取新鲜洋葱、充分研磨 恢复被限制惩切丌的两个核 (来湖：大肠杆的) 药 苷悈之问的 满斗中垫上 、将研磨液过滤到烧杯中 TDNA连接 特点 E.oDA连按连楼只有平 过滤在℃冰箱中放置几分钟，取上清液（或离 (米源：T噬苗体 末端的DNA片段的效率要远 心后，取上清液) 远低于T4DNA连接嗨 在上清液巾加入体积相等的、预冷的 3.基因进入受体细胞的载体一“分子运 分离 溶液，前置后再用玻璃棒沿·个方 向搅罪卷起丝状物或离心后取沉淀物 输车” 在溶有DA丝状物或沉淀物的2mol/L的 (1)常用载体— 质粒 鉴定一NaCI溶液中加入 试剂，混合均匀 ①化学本质：质粒是一种裸露的、结构简 后，沸水浴加热5min,溶液变成色 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 时照姐 分子。 ②质粒作为载体所具备的条件及原因 杀 原西 能使日的基因稳定存 ★沸水浴下DNA与二苯胺试剂反应，溶 随受体DNA同 在出数量可扩增 液呈现蓝色 步复制 有一个至多个 可携带多个或多种外 源基因 (1)充分研磨的目的是 便丁币组DNA分了的 具有特冰的 对受体细胞无每害作 (2)在研磨液过滤获得的上清液中加入体 尤尚害作用 用，避免受体组胞受 到损伤 积分数为95%的酒精溶液的目的是使 (2)其他载体：噬菌体、动植物病毒等。 DNA (填“溶解”或“析出”)，依据的 (3)功能 原理是 ①相当于一种运输工具，将外源基因送入 (3)用玻璃棒搅拌时沿一个方向搅拌的目 ②携带 在受体细胞内大量 的是 复制。 走近生活 三、DNA的粗提取与鉴定 随着世界人口不断增加，土地不断减 1.实验原理 少、沙化等问题相继出现，人类生存面临威 (1) 不溶于酒精，某些 溶于 胁。20世纪50年代以来兴起的基因工程 酒精。 技术，使人类看到了解决这一紧迫问题的 (2)DNA在不同浓度的NaCI溶液中溶解 曙光。基因工程技术的产生也带动了社会 度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。 文明的进步。如今，基因工程已被广泛应 (3)在一定温度下，DNA遇 试剂 用于动植物、医学及环境保护等方面。因 会呈现蓝色。 此，掌握其原理，了解其发展现状及应用对 67 ●生物学·选择性必修3生物技术与工程（配RJ版） 基因工程技术的进一步发展有重要的意 (3)E.coli DNA连接酶既可连接平末端， 义。结合所学知识判断： 又可连接黏性末端 ( (1)限制性内切核酸酶均能特异性地识别 (4)限制酶和解旋酶的作用部位相同 6个核苷酸序列 ( (2)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连 (5)在溶有DNA的NaCI溶液中，加入二 接起来 ( 苯胺试剂即呈蓝色 关健能力 课堂探究·重难突破 素养培优 探究点一重组DNA技术的工具酶 情境紧究 (5)为什么不同生物的DNA分子能拼接 起来？ BamH I和BclI是两种限制酶，其识别序 列及切割位点如下表所示。探究下列 问题： 归纳总结 限制酶 BamH I Bel I 识别序列 1.基因工程的理论基础 及切割位 LGGATCC- -TGATCA- -CCTAGG -ACTAGT- ①荟因是控制生物性状的骏传 点 外额叁因 物质的柒为和功能单位 骐沦 ②费传信，总的传第都该等中心 (1)限制酶 (填“能”或“不能”)切 在受依细 地内表达 基础 法则 割原核细胞自身的DNA,试推测其理由是 ⑤生物界共用一李遗传挖码 亚约DNA 我采 (载位+目的法国) RNA在译霍片新 (临状) (2)若某链状DNA分子中含有两个 !①I)NA的签本塑成单位拉是四科 BamH I的识别序列，该DNA分子将被切 理论脱气孩苷酸 基础 成个片段，共断裂 ②DNA分子郑淳使液叁互补配对 个磷酸二酯键。 振则 (3)请画出BclI切割后产生的末端。 ②双筷DNA分子的空时结抟都 刘健的双塔旋常制 2.限制酶与DNA连接酶的比较 种类 限制酶 DNA连接酶 在DNA片段 使特定部位的磷酸 (4)BamH I和BclI切割后产生的黏性末 作用 之间重新形成 二酯键断裂 磷酸二酯键 端能否被DNA连接酶连接？说明你的 不同 用于基因表 理由。 点 应用 用于提取外源基因 达载体的构 和切割载体 建（详见本章 第2节) 关系 L 区 68 第3章基因工程● 温署提示 a 酶b 氢键是分子间作用力，其断裂和重新形成均与 一A(GATCT -GGATCC- -TCTAGA- 限制酶，DNA连接酶无关。 3.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 A.一个DNA分子中，酶a与酶b的识别 序列可能有多个 种类 DNA连接酶 DNA聚合酶 B.酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连 相同 催化形成磷酸二酯键 点 接 C.酶a与酶b切断的化学键不完全相同 模板 不需要模板 需要模板 D.用酶a切割有3个切割位点的环状 将单个脱氧 DNA分子，得到4种切割产物 核苷酸加到 在两个DNA片段 2.(不定项)(2024·北京密云区期末)下列各 不 作用 之间形成磷酸二 已存在的核 种酶及其作用对应关系正确的是()》 同 实质 苷酸链的3 酯键 点 端，形成磷酸 A.限制酶—识别双链DNA分子的特定 二酯键 核苷酸序列，并使每一条链中特定部位 的磷酸二酯键断开 作用 连接两个DNA 形成DNA的 结果 片段 子链 B.RNA聚合酶—与基因的特定位点结 合，催化遗传信息的翻译 典题精练 C.DNA连接酶一将分开的DNA片段 通过特定末端连接在一起 1.限制酶a和b的识别序列和切割位点如图 D.DNA聚合酶一将单个脱氧核苷酸连 所示，下列有关说法正确的是 ( 接到已有的核苷酸链上 探究点二 基因工程的载体 (2)将外源基因直接导入受体细胞可行吗？ 情境探究 为什么？ 分析质粒载体结构模式图，探究下列问题： 0 拟核DN入 天然角牲常人工 00 改生才能使用 粒 大肠杆南如胞 甘的树 (3)为使外源基因插入质粒中，质粒需具备 氨卡青荐索 插入位点 抗件基因 什么条件？ 复制原点 (1)质粒上的××抗性基因在基因工程中 的作用是作为 ,便于重组DNA 分子的筛选。 69 ●生物学·选择性必修3生物技术与工程（配RJ版） 归纳总结 典题精练 1.载体上标记基因的标记原理 3.(2024·天津高二检测)下列关于质粒的叙 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基 述，正确的是 因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关 A.质粒和真核细胞DNA的基本组成单位 抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体 不同 进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达， B.质粒的复制过程是在受体细胞外独立 使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细 进行的 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： C.质粒是存在于所有细胞中蛋白质合成 的场所 D.质粒是细胞质中能够自我复制的环状 进入受 在含有氨卡青随泰 为书养基上书茶 DNA分子 含有气苄青 只有含有载体， 4.质粒是基因工程中最常用的载体，质粒上 霉素抗性基 大崧朴酋中有的 并丘载体上的 因的质粒 有我休恶入，有 标记叁因表送 的大肠杆南才 有标记基因（如下图所示），通过标记基因 的没有载体戏入 能存活并增殖 可以推知外源基因（目的基因）是否转移成 2.基因工程载体需具备的条件 功。外源基因插入的位置不同，细菌在培 (1)能自我复制：能够在受体细胞中进行自我复 养基上的生长情况也不同。下图表示外源 制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步 基因插入位置（插入点有a、b、c),请据下 复制。 表细菌生长情况，推测①②③三种重组细 (2)有切割位点：有一个至多个限制酶切割位点， 供外源基因插入其中。 菌与外源基因插入点相对应的一组是 (3)具有标记基因：具有特殊的标记基因，便于重 组DNA分子的筛选。 (4)无毒害作用：对受体细胞无毒害作用，否则受 体细胞将受到损伤甚至死亡。 说明：一般来说，天然载体不能同时满足所有条 件，要对其进行人工改造才可以使用。 ]抗氨卡青毒素基内 3.基因工程中的载体与细胞膜上的载体蛋白的 ☐抗四环素基因 区别 含氨苄青霉 含四环素 重组细菌 细胞膜上的载体 素的培养基 的培养基 种类 基因工程中的载体 蛋白 ① 能生长 能生长 携带外源基因进入受 ② 能生长 不能生长 体细胞，并在受体细 ③ 不能生长 能生长 胞中进行自我复制， 运载要进出细胞 作用 或整合到受体DNA 的特定物质 A.①是a,②是c,③是b 上，随受体DNA进 B.①是c和b,②是b,③是c 行同步复制 C.①是c和b,②是c,③是b 本质 通常是DNA 蛋白质 D.①是a,②是b,③是c 70 第3章 基因工程● 探究点三 DNA的粗提取与鉴定 业情境探究 归纳总结 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化 DNA的粗提取与鉴定实验成功的关键点 学性质方面存在差异，可以利用这些差异， (1)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验 选用适当方法进行提取：在一定温度下， 材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核 DNA遇二苯胺试剂呈蓝色，因此可利用二 (无DNA),可选用鸡血细胞作材料。 苯胺试剂鉴定DNA。探究下列问题： (2)二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的 效果。 取材研磨→过滤取上清液→析出DNA→ (3)提取植物细胞的DNA,在研磨时加入NaC 鉴定DNA 的目的是溶解DNA。 (1)研磨洋葱时加入的研磨液有什么作用？ (4)在DNA进一步提纯时，选用预冷的体积分 为什么要求充分研磨？ 数为95%的酒精的作用是溶解杂质和析 出DNA。 典题精练 5.(2024·山东卷)关于“DNA的粗提取与鉴 定”实验，下列说法正确的是 (2)现有猪血和鸡血适量，能否用来提取 A.整个提取过程中可以不使用离心机 DNA？用血细胞作材料可采用何种方法 B.研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应 使细胞中的DNA释放？ 充分摇匀再倒入烧杯中 C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生 改变 D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加 热后可能变蓝的干扰 6.(2024·南通质检)下列关于“DNA的粗提 (3)上清液中加入预冷的酒精溶液有何作 取与鉴定”实验叙述，错误的是 ) 用？为什么要求玻璃棒沿着一个方向 A.酵母和菜花均可作为提取DNA的材料 搅拌？ B.DNA既溶于2mol/L NaCl溶液也溶于 蒸馏水 C.DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加 热，冷却后变蓝 D.向洋葱研磨液的上清液中加蒸馏水搅 拌，可见玻棒上有白色絮状物 71 ●生物学·选择性必修3生物技术与工程（配RJ版） 查漏补缺 随堂巩固·基础夯实 素养提升 A.可将洋葱换成哺乳动物的血液进行该 [课堂小结] 实验 实验原理 实验步骤 B.向含DNA的滤液中加入2mol/L的 DNA的礼提取与鉴定 NaCI溶液，有利于去除杂质 重IDNA技术的基本其> C.向含DNA的滤液中加入预冷的体积分 数为95%的酒精溶液，有利于获得较纯 “分子手术 “分子缝合针”： “分子运输4”：基州 净的DNA 刀”： 进入受休细胞的载休 D.用二苯胺试剂鉴定DNA时进行沸水 作用！部位 常见载体： 作为载体 浴，有利于显色反应的发生 的条件 4.以下有关重组DNA技术的基本工具的说 [课堂巩固 法中，正确的是 ( A.一种限制性内切核酸酶只能识别某种 1.科学家经过多年的努力，创立了一种新兴 特定的脱氧核苷酸序列 的生物技术 一基因工程。实施该工程的 B.质粒是基因工程中唯一的载体 最终目的是 ( ) C.载体必须具备的条件之一是具有多个 A.定向对DNA分子进行人工“剪切” 限制性内切核酸酶切割位点，以便与外 B.在生物体外对DNA分子进行改造 源基因连接 C.定向改造生物的遗传性状 D.DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形 D.定向提取生物体的DNA分子 成氢键 2.如图表示由不同的限制酶切割而成的 5.如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式 DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙 图，据图回答下列问题： 述错误的是 的基称 插入位点 AATTC TAAC 氨苄方霉素 抗性基内 040 复制原点 质粒 A.甲、乙、丙都属于黏性末端 大肠杆菌细胞 B.甲、乙片段可形成重组DNA分子，但 (1)a代表的物质和质粒的化学本质相同， 甲、丙不能 都是 ,二者还具有其他共同点，如 C.DNA连接酶的作用位点在乙图中b处 ① ,② (写出两条即可)。 D.切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段 (2)若质粒DNA分子的切割末端为 形成的重组DNA分子 -A ,则与之连接的目的基因切割末 3.(2024·山东莱州一中月考改编)以洋葱为 TGCGC 材料进行DNA的粗提取与鉴定实验，相 端应为 :可使用 把质粒 关叙述错误的是 ( 和目的基因连接在一起。 72 第3章基因工程● (3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上 A.苏云金杆菌抗虫基因 称为 ,其作用是 B.土壤农杆菌环状RNA分子 C.大肠杆菌的质粒 (4)下列常在基因工程中作为载体的是 D.动物细胞的染色体 提示 请完成L能达标训练」作业（十二） 第2节 基因工程的基本操作程序 第1课时 目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建 1.闸明基因工程的原理和基本操作程序 科学思维 习目标 2.尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物 科学探究 必备知识 课前预习·自主落实 素养初成 梳理教材 续表 一、目的基因的筛选与获取 在DNA复制中的 参与的组分 作用 1.筛选合适的目的基因 在基因T程的设计和操作中，用于故变 日的 控制温度使DNA 基因 受体细胞 或获得预期 等 温度 复制在体外反复 的基因，主要是指 的基因 进行 筛选A 从相关的 的基因 的基因 中进行筛选是较为有效的方法之一 真核细胞和细菌 2.利用PCR获取和扩增目的基因 缓冲液（含Mg2+) 的DNA聚合酶都 需要Mg+激活 (1)原理：DNA半保留复制 (2)PCR反应的条件 (3)PCR扩增的过程（如图） 在DNA复制中的 当温度升倒_℃以上时，双链DNA 参与的组分 作用 变性 解聚为 提供DNA复制的 DNA母链 复性 当温度下降到℃东右时，两种引物通 模板 过碱基耳补陀对与两条单链DNA结合 合成DNA子链的 4种脱氧核苷酸 原料 当温度上升到℃左右时，溶液巾的 延仲) 4种脱氧核节酸在的 解旋酶（体外用高温代替） 打开DNA双链 的作用下，根据威基4补配对原则合成 催化合成DNA子 新的DNA链 (耐高温的)DNA聚合酶 链 (4)PCR产物的鉴定：常采用琼脂糖凝胶 分为2种，分别与 电泳来鉴定。 两条模板链结合， 温馨提示 引物（长度通常为20~30 使DNA聚合酶能 个核苷酸) 够从引物的3'端 复性不一定均为引物与DNA模板结合。复 开始连接脱氧核 性时，引物与DNA模板的结合是随机的，也存在 苷酸 DNA解开的两条链的结合。 73/ 5.解析(1)依据题干信息,其致病基因位于线粒 [主题突破] 实践应用 体DNA中,该母亲可能产生含较多缺陷线粒 1.B 肠细胞属于分化的细胞。细胞分化会表达 体的卵细胞,而受精卵的线粒体几乎全部来自 某些调节蛋白,抑制细胞全能性表达,A正确; 卵细胞,导致前两个孩子患病天亡。为了生育 “合子”第一次分裂后形成的细胞具有全能性, 健康的孩子,该健康男婴孕育过程中依次使用 一般而言,“合子”分裂产生的2~8个细胞均具 了核移植、体外受精、早期肠胎培养和肠胎移 有全能性,B错误;“合子”发育成个体过程中, 植等技术。(2)该母亲的卵细胞是提供细胞核 形成特定的器官,伴随着细胞分化,C正确:细 的卵细胞,即图示中的B。取卯之前,该母亲需 胞核具有全能性的原因是细胞核具有该物种 要注射促性激素。(3)进行肠胎移植,细胞必 发育的全套遗传信息,D正确。 须发育到桑甚肠或囊肠。(4)因为男性的线粒 2.C 由题可知,能使离子水平升高的机制 体不会遗传给后代,为使后代的后代尽可能不 都可以激活重构肠。而重构肠是促进卵母 患病,在肠胎孕育过程中医疗团队特意选择了 细胞分裂的,精子的进入也是促进卯母细胞 男性肠胎移入子宫发育。 分裂的,故精子的进入可能促进Ca2内流, 答案 (1)该母亲可能产生含较多缺陷线粒体 提高Ca^{}水平,A正确;因为体细胞直接注 的卵细胞,而受精卵的线粒体几乎全部来自卵 入进去后细胞质并没有与卯母细胞融合,而 细胞,导致前两个孩子患病天亡 核移植 肠 是被质膜分割开来,并不能使体细胞核表现 胎移植 (2)B 促性膘 (3)囊肠 (4)因为 出全能性,所以需要电刺激使其质膜融合, 男性的线粒体不会遗传给后代 B正确;蛋白晦合成抑制剂会抑制MPF和 章末知识整合 CSF的合成,而MPF与CSF的作用是使 [网络构建] MII时期的卵母细胞不能进入末期,使用蛋 ①植物细胞的全能性 ②植物细胞的全能性、 白晦合成抑制剂会促进卵母细胞完成分裂, ③原代培养 细胞膜具有流动性 ④细胞 C错误;通过核移植产生的重组细胞是利用 增殖 动物细胞核具有全能性 囊肠 细胞工程进行的,细胞工程不利于物种的多 均等 培养到MII期 ⑧同期发情处理 样性发展,但对于畜牧业来说,可以更好地 分割 培育优质品种,D正确。 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 课堂探究·重难突破 探究点一 [情境探究] 课前预习·自主落实 [梳理教材] (1)不能 原核细胞DNA中不存在限制晦的 一、1.基因重组 DNA分子基因 遗传特性 识别序列或能被识别的序列被修饰了 A DNA可 (2)3 4 生物类型 2.(1)遗传物质是DNA (③)提示 DNA双 -T GATCA- 以在同种生物的不同个体之间转移 -ACTAG T- 蝶旋 遗传物质自我复制 密码子 限制 (4)提示 DNA连接 逆转录 质粒 能,二者切割后产生的黏性末端相 重组DNA (2)重组人岛素 PCR 人类基因组 基因 同,可被DNA连接晦连接。 (5)提示 组编辑 ①DNA的基本组成单位都是四种脱 二、1.原核生物 核苷酸序烈。 黏性末端 氧核苷酸;②双链DNA分子的空间结构都是 平末端 2.磷酸二键 3.(1)①环状双链 规则的双蝶旋结构;③DNA分子都遵循碱基互 DNA ②能自我复制或整合到受体DAN上 补配对原则。 [典题精练] 标记基因 限制切割位点 筛选 1.A 一个DNA分子中,可能存在一个至多个晦 (3)①受体细胞 ②外源基因 蛋白质 (3)二笨胶 2.纱布 a与晦b的识别序列,A正确;由题图可知,晦。 三、1.(1)DNA 4 95%的酒精 二笨胶 蓝(1)裂解细胞, 与晦b的识别序列虽然不同,但切出的黏性末 释放DNA (2)析出 DNA不溶于酒精溶 端相同(或互补),互补的黏性末端能相互连接, B错误;晦a与晦b切断的化学键均为相邻脱 液,但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精 氧核苷酸之间的磷酸二脂键,C错误;用晦a切 (3)防止DNA断裂 [走近生活] 割有3个切割位点的环状DNA分子,可得到3 (1)× (2)× (3)× (4)×(5)× 种切割产物,D错误。 2.ACD 限制晦能识别双链DNA分子的特定核 析出;三是低温有利于增加DNA分子柔韧性, 苷酸序列,并使每一条链中特定部位的磷酸二 减少断裂。玻璃棒沿着一个方向揽伴可防止 键断开,A正确;RNA聚合晦与基因的特定 丝状DNA破碎,可以完整地缠在玻璃棒上。 位点结合,催化遗传信息的转录,B错误;DNA [典题精练] 连接晦将两个DNA片段连接在一起,在两个 5.A 研磨后,可以将研磨液过滤到烧杯中,在 DNA片段之间形成磷酸二脂键,C正确;DNA 4°C冰箱中放置几分钟后,再取上清液,可以不 聚合晦将单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷 使用离心机,A正确,B错误。鉴定过程中的沸 酸链上,形成磷酸二脂键,D正确。 水浴加热可使DNA双坏旋结构发生改变, 探究点二 [情境探究] C错误。该实验中,为排除二笨腰加热后可能 (1)标记基因 变蓝对实验结果造成干扰,可设置加二笨按不 (2)提示 不可行;直接把外源基因导入受体 加DNA的对照组,D错误。 细胞,外源基因在细胞内不能进行复制、转录 6.D 醇母和菜花细胞中均含有较多的DNA,均 和稳定保存。 可作为提取DNA的材料,A正确;DNA既溶 (3)提示 质粒应有一个至多个限制性内切核 于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸水,B正确;利 酸晦的切割位点,供外源基因播入其中。 用DNA与二笨胶沸水浴加热呈蓝色的特征 [典题精练] 可用于DNA的鉴定,C正确;向洋葱研磨液的 3.D 质粒是独立于真核细胞细胞核或原核细胞 上清液中加预冷的酒精溶液(体积分数为 拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状 95%)揽摔,可见玻璃棒上有白色絮状物, 双链DNA分子,组成单位与真核细胞的DNA D错误。 完全相同,都是脱氧核苷酸;质粒作为基因工 随堂巩固·基础夯实 程的载体,可以进入受体细胞进行自我复制; [课堂小结] 细胞中蛋白质合成的场所是核糖体。 限制醇 DNA连接晦 磷酸二脂键 质粒 4.A 第①组细菌能在含氮芳青霉素的培养基上 [课堂巩固] 生长,说明抗氢苦青霉素基因没有被破坏,细 1.C 实施基因工程的最终目的是定向改造生物 菌能在含四环素的培养基上生长,说明抗四环 的遗传性状,C正确。 素基因没有被破坏,由此可知,外源基因插入 2.C 由图可知,甲、乙、丙都属于黏性末端,A正 的位置是a;第②组细菌能在含氛苦青霉素的 确;甲、乙的黏性末端相同,因此可在DNA连 培养基上生长,说明抗氛青霉素基因没有被 接晦的作用下形成重组DNA分子,但甲、丙的 破坏,细菌不能在含四环素的培养基上生长 黏性末端不同,它们之间不能形成重组DNA 说明抗四环素基因被破坏,由此可知,外源基 分子,B正确;DNA连接晦催化磷酸基团和脱 因插入位置是c;第③组细菌不能在含氛芳青 氧核糖之间形成磷酸二脂键,C错误;切割甲的 霉素的培养基上生长,说明抗氮青霉素基因 限制晦的识别序列为GAATTC/CTTAAG. 被破坏,细菌能在含四环素的培养基上生长, 而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为 说明抗四环素基因没有被破坏,由此可知,外 GAATTG/CTTAAC,因此切割甲的限制 源基因插入的位置是b。 不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子, 探究点三 [情境探究] D正确。 (1)提示 加入研磨液有利于DNA的释放;研 3.A 哺孔动物成熟的红细胞中没有细胞核和线 磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全, 粒体等,DNA含量少,不宜作为该实验的材料, 提取的DNA量变少,影响实验结果,可能导致 A错误;在2molL的NaC1溶液中,DNA的溶 看不到丝状沉淀物或用二笨腰试剂鉴定不显 解度较大,进而可去除不溶的杂质,B正确; 示蓝色等。 DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,向 (2)提示 不能选用猪血,因为猪属于哺动 含DNA的滤液中加入预冷的体积分数为95% 物,其成熟的红细胞没有细胞核及众多细胞 的酒精溶液,有利于获得较纯净的DNA,C正 器,不含DNA;可选用鸡血作为提取DNA的 确;DNA与二笨胶试剂在沸水浴条件下反应呈 材料。在鸡血中加入蒸水,使血细胞吸水涨 蓝色,D正确。 破,从而使细胞中的DNA释放。 4.A 限制性内切核酸晦具有专一性,一种限制 (3)提示 DNA不溶于酒精,加入预冷的酒精 性内切核酸晦只能识别某种特定的脱氧核苷 溶液有利于DNA的析出。预冷的酒精溶液具 酸序列。质粒是最常用的载体,除质粒外,噬菌 有以下优点;一是抑制核酸水解晦活性,防止 体、动植物病毒等也可作载体。载体必须具备 DNA降解;二是降低分子运动,易于形成沉淀 的条件之一是具有一个至多个限制性内切核 酸晦切割位点。而不是必须具备多个限制性 (4)提示 第3轮,如图所示: 内切核酸晦切割位点。DNA连接晦的作用是 DNA变性 DNA变性: 再复性 合成DNA 恢复被限制性内切核酸梅切开的两个核苷酸 样品DNA变 再复性合成DNA→ 之间的磷酸二脂键。 性复性合成DNA # 5.解析 图中a为大肠杆菌拟核中的遗传物质 。句__寻 DNA。质粒是能自我复制的小型环状DNA分 待扩地引物B _→) --→ →→ 子,具有多个限制晦切点,便于连接多种目的 的DNA→ _,_(), 基因;具有标记基因,便于检测目的基因是否 第一轮循环 第二轮循环 第三轮循环 导入受体细胞。DNA连接晦可将具有相同末 [微思考] 端的质粒和目的基因连接起来。大肠杆菌的 提示 ①PCR技术扩增DNA不需要解旋晦; 质粒是基因工程中最常用的载体,载体的本质 ②PCR技术需要的DNA聚合应具有耐高 为DNA,抗虫基因属于目的基因,不属于载体, 温性。 染色体的主要成分为DNA和蛋白质,不属于 载体。 [典题精练] 答案(1)DNA ②具有遗 ①能够自我复制 1.BD PCR技术获取目的基因的前提是要有一 CGCGT- 段已知目的基因的核苷酸序列,用于延伸子 传效应 (2) DNA 连接梅 A- 链,A正确;PCR过程中只需要两种引物分子, (3)标记基因 用于重组DNA的鉴定和选择 每条新的子链延伸都需要一个引物,B错误; (4)C PCR的主要过程包括变性、复性、延伸,其中延 第2节 基因工程的基本操作程序 伸阶段需要耐高温的DNA聚合晦,C正确; PCR过程中子链延伸的方向是从5端到3端, 第1课时 目的基因的筛选与获取和 D错误。 基因表达载体的构建 2.B DNA体内复制与利用PCR技术扩增DNA 课前预习·自主落实 时,子链的延伸方向相同,均为5端→3端, [梳理教材] A正确;PCR扩增中双链DNA解开不需要解 一、1.性状 表达产物 编码蛋白质 已知结构 旋晦,在高温条件下氢键断裂,B错误;DNA体 和功能清晰 2.(3)90 单链 50 72 耐高 内复制与利用PCR扩增DNA时都需要能量, 温 DNA聚合梅 二、1.稳定存在 表达 但两者所需能量来源不同,C正确;DNA体内 发挥作用 1 2.启动子 上游 终止子 下游 转录 复制与利用PCR扩增DNA时,遵循的碱基互 RNA聚合晦 标记 补配对原则相同,D正确。 3.(1)限制晦 (2)同种 (3)DNA连 接醇 探究点二 [情境探究] [走近生活] (1)限制 DNA连接 (1)×(2)×(3)(4)/ (5)× (2)SmaI会破坏质粒的抗生素抗性基因和外 课堂探究·重难突破 源DNA中的目的基因 (3)BamHI Hind III EcoR I 探究点一 [情境探究] Hind Il (1)提示 引物是一小段能与DNA母链的一 (4)启动子 RNA聚合晦 (5)提示 段碱基序列互补配对的短单链核酸;虽然目 用相同的限制晦分别切割载体和含 的基因X的核苷酸序列未知,但X临近区域 目的基因的DNA片段,产生末端相同的切口, 的上、下游的部分DNA序列已知,因此可根 再利用DNA连接晦将目的基因片段拼接到载 体的切口处。 据X临近区域的上、下游已知序列设计 引物。 [典题精练] 3.C (2)提示 DNA聚合晦不能从头合成子链,只 只用一种限制晦切割质粒和目的基因,会使 能把游离的脱氧核苷酸连接到已经存在的片 质粒和目的基因发生自身环化或者使目的基因 段上。加入引物,能够使DNA聚合晦从引物 在质粒中反向连接,A错误;质粒用晦3切割后 的3'端开始连接脱氧核苷酸。DNA链复制的 得到平末端,目的基因用晦1切割后得到的是黏 方向总是从子链的5端向3端延伸。 性末端,二者不能连接,B错误;质粒和目的基因 (3)提示 在引物的GC含量高时,设定的复性 都用晦1和晦2切割后得到黏性末端,用T4 温度要高一些。因为DNA分子中G一C之间 DNA连接晦连接后,还能保证目的基因在质粒 有三个氢键,A一T之间有两个氢键。 上的连接方向,此重组表达载体的构建方案最合