新教材高中生物选择性必修3课件：3 1 重组DNA技术的基本工具人教版

第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具重组DNA技术的基本工具

自主梳理1.限制性内切核酸酶——“分子手术刀”原核生物2.DNA连接酶——“分子缝合针”磷酸二酯键大肠杆菌互补黏性末端平末端3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”噬菌体动植物病毒拟核自我复制环状双链DNA分子限制酶切割位点自我复制受体DNA标记基因大小结构复制方式大小(1)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。()提示：DNA连接酶能将具有互补的黏性末端或平末端的DNA片段通过形成磷酸二酯键而连接起来。(2)E.coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。()提示：E.coliDNA连接酶只能连接互补的黏性末端，不能连接平末端。(3)质粒是双链环状DNA分子，是基因工程常用的载体。()(4)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中。()××√√[典型例题]

(2020·陕西省洛南中学高二期末)下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是(

)A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶 B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶C.解旋酶、限制酶、DNA连接酶 D.限制酶、DNA连接酶、解旋酶解析解旋酶破坏氢键，限制酶破坏磷酸二酯键，DNA连接酶形成磷酸二酯键。答案

C限制酶和DNA连接酶[变式训练]

(2020·黑龙江哈尔滨市第六中学校高二期末)有关E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶作用的叙述正确的是(

) A.T4DNA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.coliDNA连接酶只能将双链DNA片段平末端之间进行连接 C.T4DNA连接酶既可以“缝合”黏性末端，又可以“缝合”平末端 D.E.coliDNA连接酶连接平末端的效率比较低

解析

E.coliDNA连接酶只能连接具有互补黏性末端的DNA片段，不能连接具有平末端的DNA片段；而T4DNA连接酶既可以“缝合”黏性末端，又可以“缝合”平末端，但连接平末端的效率相对比较低。

答案

C素养提升科学思维——重组DNA分子现有5种不同的限制酶①HindⅢ、②XbaⅠ、③EcoRⅤ、④SpeⅠ和⑤XhoⅠ，它们的识别序列和切割位点如下：(1)若XbaⅠ切割DNA之后形成的黏性末端为

和

，则XhoⅠ切割DNA之后形成的末端为_______________________________________________。(2)切割DNA片段后可形成平末端的限制酶有________(填编号)，可以形成黏性末端的限制酶有________(填编号)。(3)限制酶切割________(填编号)切割某一DNA片段后产生的DNA片段能与SpeⅠ切割另一DNA片段产生的DNA片段相连接，原因是________________________________________________________________________________________________。[典型例题]

(2020·陕西西安中学高二期中)以下关于基因工程的说法，正确的是(

) A.限制酶可以切割DNA和RNA B.DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来 C.载体的作用是将目的基因导入受体细胞使之稳定存在并表达 D.切割质粒的限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列

解析一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，A错误；DNA连接酶作用的是磷酸二酯键，B错误；载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达，C正确；大多数限制酶识别6个核苷酸序列，少数限制酶识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成，D错误。

答案

C[变式训练]

(2020·全国高二专题练习)下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图(↓表示剪切点、切出的断面为黏性末端)：

限制酶1：——↓GATC——

限制酶2：——CATG↓——

限制酶3：——G↓GATCC——

限制酶4：——CCGC↓GG——

请指出下列哪项表达正确(

) A.在使用限制酶的同时还需要解旋酶 B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同 C.限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成 D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接解析使用限制酶是为了切割目的基因和运载体，不需要解旋酶解开双螺旋，A错误；限制酶1和3切出的黏性末端相同，都是－CTAG，B正确；限制酶1、2识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成，限制酶3、4识别的序列是由6个脱氧核苷酸组成，C错误；限制酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同，前者是－CTAG，后者是－CATG，不能通过T4DNA连接酶拼接，D错误。答案

BDNA连接酶与DNA聚合酶的比较联想质疑★“分子手术刀”★“分子缝合针”★“分子运输车”★基因工程的概念磷酸二酯键指的是上图圆圈中的化学键，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。

1.限制酶会不会切割其所在细胞的DNA，为什么？

提示：不会。相应DNA中可能不存在相应识别序列，或有相应识别序列，但被保护起来。2.一种限制酶只能识别、切割一种特定DNA序列吗？

提示：不一定。如果A限制酶的识别序列包含了B限制酶的识别序列，则A限制酶可同时识别并切割这两种序列。DNA的粗提取与鉴定

自主梳理不同二苯胺试剂4加入白色无蓝(1)DNA不溶于酒精，但一些蛋白质溶于酒精，可利用这一原理初步分离DNA与蛋白质。()(2)研磨之后，通过过滤或离心，DNA会保留在沉淀物中。()提示：研磨之后，通过过滤或离心，DNA会保留在上清液中。(3)DNA能与二苯胺试剂在常温下反应生成蓝色沉淀。()提示：DNA能与二苯胺试剂在沸水浴下反应，使溶液呈现蓝色，而非蓝色沉淀。√××[典型例题]

(2020·广西桂林十八中高二期中)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是(

) A.酵母和菜花均可作为提取DNA的材料 B.DNA既溶于2mol/LNaCl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

解析酵母和菜花细胞中均含有较多的DNA，均可作为提取DNA的材料，A正确；DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水，B正确；利用DNA与二苯胺沸水浴加热呈蓝色的特征，可用于DNA的鉴定，C正确；向洋葱研磨液的上清液中加预冷的酒精溶液(体积分数为95%)搅拌，可见玻璃棒上有白色絮状物，D错误。

答案

D(1)DNA的粗提取与鉴定实验的选材，不能选择哺乳动物成熟的红细胞，因其没有细胞核和线粒体等细胞器，没有DNA。(2)选择植物材料时，可以利用研磨的方法破碎细胞释放其内容物，选择非哺乳动物的血细胞时可选择吸水胀破法破坏细胞释放其内容物。[变式训练]

(2020·全国高二专题练习)下图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，下列有关叙述错误的是(

)A.图1中的丝状物含有DNAB.图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白质等杂质不溶C.图2所示实验操作完成后，最好待试管溶液冷却后观察颜色变化D.图2中的溶液b能够溶解DNA解析图1中丝状物的主要成分就是DNA，A正确；提取含杂质较少的DNA利用的原理是DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中某些蛋白质、脂质等物质可以溶于酒精溶液，B错误；图2所示的步骤是DNA的鉴定，具体操作是取两支20mL的试管，各加入氯化钠的物质的量浓度为2mol/L的溶液5mL，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。因此，图2中的溶液b可以溶解DNA，D正确；然后，向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，观察并且比较两支试管中溶液颜色的变化，C正确。答案

B联想质疑★析出的白色黏稠物★沸水浴下DNA与二苯胺试剂反应溶液呈现蓝色粗提取的DNA中可能含有哪些杂质？提示：蛋白质、脂质等。体积分数不同的酒精作用不同思维导图晨读必背1.重组DNA技术的实现至少需要三种“分子工具”，即准确切割DNA分子的“分子手术刀”、将DNA片段再连接起来的“分子缝合针”和将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车”。2.限制性内切核酸酶，简称限制酶，主要是从原核细胞中分离出来的，能够识别双链