选修三第1讲基因工程及其安全性(含生物武器)分析
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(2)DNA连接酶
常用类型 E·coliDNA连接酶
来源
_大__肠__杆__菌__
T4DNA连接酶 T4噬菌体
功能Fra Baidu bibliotek
连接黏性末端 连接_黏__性__末__端__或__平__末__端_
结果
都缝合_磷__酸__二__酯__键__，如图
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(3)基因进入受体细胞的载体 最常用载体：_质__粒___（其本质是
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解析 本题综合考查基因工程的过程及应用。(1)质粒是 双链环状DNA分子，在Sma Ⅰ切割前没有游离的磷酸基 团，Sma Ⅰ作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，切割 产生的DNA片段末端是平末端，因而质粒经切割后含有2 个游离的磷酸基团。(2)质粒的热稳定性主要由氢键的数 量决定，氢键数量越多，质粒的热稳定性越高，反之则 低，DNA双链中A与T之间存在2个氢键，C与G之间存在 3个氢键，因此DNA分子中G—C碱基对越多，热稳定性 就越高，Sma Ⅰ识别CCCGGG序列，并在C和G之间将 这段序列切开，也就是质粒中Sma Ⅰ酶切位点越多，
下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末 端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATT C……G G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可 用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切 割，该酶必须具有的特点是____________________。
优点
可_定__向__改__造__生物的遗传性状
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2. 基因工程的基本工具 来源：主要从_原__核__生__物__中分离
(1)酸 切性限内 酶核制作作 结用果 用：__特磷特错平____割点酸定位切____断：二的切：____两专酯核：形____个一键苷产成____核性酸生平____苷，序两末____酸即列个端____之限相_间制同的酶的可_黏_识_性_别_末__端__
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基因工程中限制酶的选择问题 2．(江苏卷，2T)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切
割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。 请回答下列问题：
限制酶 BamHⅠ Hind Ⅲ EcoRⅠ SmaⅠ
识别序 ↓
↓
↓
↓
列及切 GGATCC AAGCTT GAATTC CCCGGG
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思考感悟 限制酶为何不切割其所在生物自身的DNA? 提示 限制酶不切割原核生物自身DNA的原因：原核生物 DNA序列中不存在该酶的识别位点或识别序列已经被修 饰。
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基因工程的理论基础及操作工具 1．(2012·全国新课标，40)根据基因工程的有关知识，回答
第1讲 基因工程及其安全性（含生物武器）
2015备考·最新考纲 1．基因工程的诞生(Ⅰ)。 2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。 4.蛋白质工程(Ⅰ)。 5.转基因生物的 安全性(Ⅰ)。 6.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。
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考点1 基因工程的理论基础及操作工具(5年19考)
割位点
CCTAGG ↑
TTCGAA ↑
CTTAAG ↑
GGGCCC ↑
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(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有 ________个游离的磷酸基团。 (2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越 多，质粒的热稳定性越________。
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(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用 Sma Ⅰ切割，原因是_____________________。 (4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两 种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 _____________________________________________。 (5)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________酶。 (6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________。 (7)为了从cDNA文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________的培养基中培养，以完成目的基因表达的 初步检测。
①类型其他载_小_体 _型_： _环_λ_状噬 __D菌 _N_体 _A_分的__子衍__生_，物不、是细胞器） 动___植__物__病__毒__等__
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②对载体的分析
条件 稳定并能复制
有一个至多个限 制酶切割位点
具有特殊的标记 基因
目的 目的基因稳定存在且数量可扩大
可携带多个或多种外源基因
(2013全国大纲卷、广东理综……)
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1．基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或_D_N__A_重__组__技术
操作环境
_生__物__体__外__
操作对象 操作水平 基本过程
结果
基因 __D_N__A_分__子___水平 剪切→_拼__接__→_导__入__→表达 人类需要的_基__因__产__物__或生物类型
便于重组DNA的鉴定和选择
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易错提醒 (1)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因 之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的 基因的检测。 (2)常见的标记基因有抗生素基因、产生特定颜色的表达 产物的基因和荧光基因等。 (3)不同限制酶切出的黏性末端未必不同，如G↓GATCC 和↓GATC识别的序列不同，但处理后形成的黏性末端相 同。
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答案 (1)平末端 黏性末端 (2)切割产生的DNA片段末 端与EcoRⅠ切割产生的相同 (3)T4 E·coli (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR(聚合酶链式 反应) (5)动植物病毒 λ噬菌体的衍生物 (6)未处理的 大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
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(3)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。 (4)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。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为 运载体。 (6)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__________ _____________________________________________。
(2)DNA连接酶
常用类型 E·coliDNA连接酶
来源
_大__肠__杆__菌__
T4DNA连接酶 T4噬菌体
功能Fra Baidu bibliotek
连接黏性末端 连接_黏__性__末__端__或__平__末__端_
结果
都缝合_磷__酸__二__酯__键__，如图
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(3)基因进入受体细胞的载体 最常用载体：_质__粒___（其本质是
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解析 本题综合考查基因工程的过程及应用。(1)质粒是 双链环状DNA分子，在Sma Ⅰ切割前没有游离的磷酸基 团，Sma Ⅰ作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，切割 产生的DNA片段末端是平末端，因而质粒经切割后含有2 个游离的磷酸基团。(2)质粒的热稳定性主要由氢键的数 量决定，氢键数量越多，质粒的热稳定性越高，反之则 低，DNA双链中A与T之间存在2个氢键，C与G之间存在 3个氢键，因此DNA分子中G—C碱基对越多，热稳定性 就越高，Sma Ⅰ识别CCCGGG序列，并在C和G之间将 这段序列切开，也就是质粒中Sma Ⅰ酶切位点越多，
下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末 端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATT C……G G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可 用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切 割，该酶必须具有的特点是____________________。
优点
可_定__向__改__造__生物的遗传性状
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2. 基因工程的基本工具 来源：主要从_原__核__生__物__中分离
(1)酸 切性限内 酶核制作作 结用果 用：__特磷特错平____割点酸定位切____断：二的切：____两专酯核：形____个一键苷产成____核性酸生平____苷，序两末____酸即列个端____之限相_间制同的酶的可_黏_识_性_别_末__端__
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基因工程中限制酶的选择问题 2．(江苏卷，2T)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切
割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。 请回答下列问题：
限制酶 BamHⅠ Hind Ⅲ EcoRⅠ SmaⅠ
识别序 ↓
↓
↓
↓
列及切 GGATCC AAGCTT GAATTC CCCGGG
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思考感悟 限制酶为何不切割其所在生物自身的DNA? 提示 限制酶不切割原核生物自身DNA的原因：原核生物 DNA序列中不存在该酶的识别位点或识别序列已经被修 饰。
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基因工程的理论基础及操作工具 1．(2012·全国新课标，40)根据基因工程的有关知识，回答
第1讲 基因工程及其安全性（含生物武器）
2015备考·最新考纲 1．基因工程的诞生(Ⅰ)。 2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。 4.蛋白质工程(Ⅰ)。 5.转基因生物的 安全性(Ⅰ)。 6.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。
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考点1 基因工程的理论基础及操作工具(5年19考)
割位点
CCTAGG ↑
TTCGAA ↑
CTTAAG ↑
GGGCCC ↑
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(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有 ________个游离的磷酸基团。 (2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越 多，质粒的热稳定性越________。
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(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用 Sma Ⅰ切割，原因是_____________________。 (4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两 种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 _____________________________________________。 (5)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________酶。 (6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________。 (7)为了从cDNA文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________的培养基中培养，以完成目的基因表达的 初步检测。
①类型其他载_小_体 _型_： _环_λ_状噬 __D菌 _N_体 _A_分的__子衍__生_，物不、是细胞器） 动___植__物__病__毒__等__
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②对载体的分析
条件 稳定并能复制
有一个至多个限 制酶切割位点
具有特殊的标记 基因
目的 目的基因稳定存在且数量可扩大
可携带多个或多种外源基因
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1．基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或_D_N__A_重__组__技术
操作环境
_生__物__体__外__
操作对象 操作水平 基本过程
结果
基因 __D_N__A_分__子___水平 剪切→_拼__接__→_导__入__→表达 人类需要的_基__因__产__物__或生物类型
便于重组DNA的鉴定和选择
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易错提醒 (1)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因 之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的 基因的检测。 (2)常见的标记基因有抗生素基因、产生特定颜色的表达 产物的基因和荧光基因等。 (3)不同限制酶切出的黏性末端未必不同，如G↓GATCC 和↓GATC识别的序列不同，但处理后形成的黏性末端相 同。
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答案 (1)平末端 黏性末端 (2)切割产生的DNA片段末 端与EcoRⅠ切割产生的相同 (3)T4 E·coli (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR(聚合酶链式 反应) (5)动植物病毒 λ噬菌体的衍生物 (6)未处理的 大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
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(3)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。 (4)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。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为 运载体。 (6)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__________ _____________________________________________。