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几种酶的比较:
(1)酶:
能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸,彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
(2)酶:
能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链,作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
注意:
使DNA解成两条长链的方法除用酶以外,在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下,也可使DNA解旋。
(3酶:
能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
(4)酶:
是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。
例5、依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述,不正确的是()
A.切断a处的酶为限制核酸性内切酶
B.连接a处的酶为DNA连接酶
C.切断b处的酶为解旋酶
D.连接b处的酶为DNA连接酶
4、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)分子运载车的分类:
①质粒:
常存在于
中,是一种分子质量较小的环状的裸露的分子,独立于拟核之外。
②病毒:
常用的病毒有、等。
(2)运载体使用的目的:
①是用它做运载工具,将目的基因转运到细胞中去。
②是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
(3)作为运载体必须具备的条件:
①在宿主细胞中保存下来并大量复制②有多个
。
③有一定的,便于筛选。
例6、质粒是基因工程中最常用的运载体,它的主要特点是
①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质
⑤环状RNA⑥环状DNA⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦B.①④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦
例7、下列有关质粒的叙述,正确的是()
A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B.质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子
C.质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制
D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
1.1DNA重组技术的基本工具——练习
1.关于限制酶的说法中,正确的是()
A.限制酶是一种酶,只识别GAATTC碱基序列
B.EcoRI切割的是G—A之间的氢键
C.限制酶一般不切割自身的DNA分子,只切割外源DNA
D.限制酶只存在于原核生物中
2.下表关于基因工程中有关基因操作的工具及对应的内容,正确的组合是()
分子手术刀
分子缝合针
分子运输车
A
限制性内切酶
DNA连接酶
提供目的基因的生物
B
质粒
C
D
接受目的基因的生物
3.下列关于DNA连接酶的叙述中,正确的是()
A.DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键
B.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖
C.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖
D.同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端
4.DNA连接酶催化的反应是()
A.DNA复制时母链与子链之间形成氢键B.黏性末端碱基之间形成氢键
C.两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接D.A、B、C都不正确
5.在受体细胞中能检测出目的基因是因为()
A.目的基因上有标记B.质粒具有某些标记基因
C.重组质粒能够复制D.以上都不正确
6.关于质粒的叙述正确的是()
A.质粒是能够自我复制的环状DNA分子B.质粒是唯一的载体
C.重组质粒是目的基因D.质粒可在宿主外单独复制
7.基因工程中可用作载体的是()
①质粒②噬菌体③病毒④动物细胞核
A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④
8.下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是()
A.①②B.①③C.①④D.②③
9.要使目的基因与对应的载体重组,所需的两种酶是()
(1)限制酶
(2)连接酶(3)解旋酶(4)还原酶
A.
(1)
(2)(3)B.
(1)
(2)(4)C.
(1)
(2)D.
(1)(3)
10.下列关于各种酶作用的叙述,不正确的是()
A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录
C.一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列,切割出多种目的基因
D.胰蛋白酶能作用于离体的动物组织,使其分散成单个细胞
11.下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤,这一步需用到的工具是()
A.DNA连接酶和解旋酶
B.DNA聚合酶和限制性核酸内切酶
C.限制性核酸内切酶和DNA连接酶
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶
12.限制酶是一种核酸切割酶,可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。
下图为四种限制酶BamHI,EcoRI,HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。
箭头表示每一种限制酶的特定切割部位,其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合?
其正确的末端互补序列为何?
()
A.BamHI和EcoRI;
末端互补序列—AATT—
B.BamHI和HindⅢ;
末端互补序列—GATC—
C.EcoRI和HindⅢ;
D.BamHI和BglII;
13.基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。
已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
根据图示判断下列操作正确的是()
A.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割
B.质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
C.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
D.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割测序工作
14.需要将某些限制性内切核酸酶的限制位点在DNA上定位,使其成为DNA分子中的物理参照点。
这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。
假设有以下一项实验:
用限制酶HindⅢ,BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个4kb(1kb即1千个碱基对)大小的线性DNA分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,如下图所示。
据此分析,这两种限制性内切核酸酶在该DNA分子上的限制位点数目是以下哪一组?
()
A.HindⅢ1个,BamHⅠ2个B.HindⅢ2个,BamHⅠ3个
C.HindⅢ2个,BamHⅠ1个D.HindⅢ和BamHⅠ各有2个
15.作为基因的运输工具——载体,必须具备的条件及理由是()
A.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
B.具有多个限制酶切点,以便于目的基因的表达
C.具有某些标记基因,以便为目的基因的表达提供条件
D.能够在宿主细胞中复制并稳定保存,以便于进行筛选
16.现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子,用限制性核酸内切酶酶切后,进行凝胶电泳,使降解产物分开。
用酶H单独酶切,结果如图1。
用酶B单独酶切,结果如图2。
用酶H和酶B同时酶切,结果如图3。
该DNA分子的结构及其酶切图谱是()
17.在基因工程中,科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指()
A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶B..噬菌体、质粒、DNA连接酶
C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒在DNA
18.限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切,不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切。
现以3种不同的限制性内切酶对6.2kb大小的线状DNA进行剪切后。
用凝胶电泳分离各核酸片段,实验结果如图所示。
请问:
3种不同的限制性内切酶在此DNA片段上相应切点的位置是()
19.质粒是基因工程中最常用的运载体,它存在于许多细菌体内。
质粒上有标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。
外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同,下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c),请根据表中提供细菌的生长情况,推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点,正确的一组是:
()
细菌在含青霉素
培养基上生长情况
细菌在含四环素
①
能生长
②
不能生长
③
A.①是c;
②是b;
③是aB.①是a和b;
②是a;
③是b
C.①是a和b;
③是aD.①是c;
20.限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成的黏性未端。
②请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后形成的黏性未端。
③在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性未端能否连接起来?
为什么?
21.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图甲、图乙中箭头表示相关限制酶的酶切位点。
请回答下列问题:
(1)一个图甲所示的质粒分子经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。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SrnaⅠ切割,原因是。
(4)与只使用EcoRI相比较,使用BamHⅠ和HindⅢ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。
22.如图a示基因工程中经常选用的载体-pBR322质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因.目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活,而不再具有相应的抗性.为了检查载体是否导入原本没有Ampr和Tetr的大肠杆菌,将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素的培养基上,得到如图b的结果(黑点表示菌落).再将灭菌绒布按到图b的培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布平移按到含四环素的培养基上培养,得到如图c的结果(空圈表示与b对照无菌落的位置).据此分析并回答:
(1)pBR322质粒的基本组成单位是.在基因工程中,质粒上的Amrr、Tetr称为
(2)与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是,由此说明
目的基因插入了中.
(3)将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素、四环素培养基上的过程,属于基因工程基本操作中的
筛选含目的基因的受体细胞步骤,该基因工程中的受体细胞是。
【答案】CCBDBAABCCCDBAAADDA
20.
(1)0、2
(2)高(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞(7)蔗糖为唯一含碳营养物质
③可以连接。
因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)。
22.脱氧核苷酸标记基因能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素,Tetr大肠杆菌
专题1 §
1.2基因工程的基本操作程序
一、学习导航
1.知识网络
目的基因:
指编码蛋白质结构基因
基因组文库
从基因文库中获取目的基因
部分基因文库
原理:
目的基因的获得方法前提条件:
利用PCR技术扩增目的基因过程:
特点:
人工合成
目的:
使目的基因在受体细胞中稳定存在,并可以遗传
给下一代,并使目的基因能够表达和发挥作用。
基因表达载体的构建目的基因
(基因工程的核心)基因表达载体的组成:
启动子
终止子
标记基因
转化:
目的基因进入受体细胞内并在受体细胞
内维持稳定和表达的过程
农杆菌转化法
将目的基因导入受体细胞导入植物细胞的方法:
基因枪法
花粉通道法
方法:
导入动物细胞的方法:
显微注射技术
导入微生物的方法:
Ca2+
检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因
分子杂交技术(DNA探针+转基因生物DNA)
目的基因的检测和鉴定检测目的基因是否转录
分子杂交技术(DNA探针+转基因生物mRNA)
检测目的基因是否翻译成蛋白质
抗原—抗体杂交
鉴定:
对生物进行个体水平的鉴定
2.学习目标简述基因工程原理及基本操作程序。
3.重难点学习重点:
基因工程基本操作程序的四个步骤。
学习难点:
(1)从基因文库中获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因。
二、自主学习
基因工程的基本操作程序主要包括4个步骤:
的获取、基因表达
的构建、将 细胞、 的检测与鉴定。
(一)目的基因的获取
1、概念:
目的基因主要是指编码蛋白质的基因,也可以是一些具有调控作用的因子。
2、来源:
(1)可以从自然界中已有 中直接分离出来。
(2)从 中获取目的基因。
3、基因文库:
(1)概念:
将含有某种生物不同基因的许多 片段导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因,称为基因文库。
(2)种类:
基因组文库――含有一种生物的 。
部分基因文库――含有一种生物的 。
(如cDNA文库)
4、获取目的基因的方法:
(1)从基因文库中获取目的基因
根据目的基因的有关信息,如根据基因的 序列,基因的功能、基因在 上的位置、基因的转录产物 ,以及基因的表达产物 等特性来获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因:
①原理:
PCR技术是一项在生物体外复制 片段的核酸合成技术。
②前提条件:
提供已知 的核苷酸序列,根据这段序列合成 。
③过程:
目的基因DNA 变性形成DNA单链,与 结合,然后在 的作用下延伸形成DNA。
④特点:
扩增,即2n(n为扩增循环次数)。
(3)人工合成方法:
当基因较小,核苷酸序列已知时,可以用人工方法合成(例如,通过 直接合成)。
(二)基因表达载体的构建
1、表达载体的组成
表达载体:
目的基因、 、 、标记基因。
启动子:
它是一段有 ,位于基因的首端,它是 的识别和结合部位,驱动转录mRNA。
终止子:
位于基因的尾端,终止 过程。
标记基因:
用于 受体细胞是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
2、构建表达载体的目的:
使目的基因在受体细胞中 存在,并且 给下一代,同时使 能够表达和发挥作用。
(三)将目的基因导入受体细胞
1、将目的基因导入植物细胞
(1)农杆菌转化法:
①转化:
目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为 。
②农杆菌特点:
在自然条件下能感染 植物和
植物,对 植物没有感染力。
Ti质粒的 可以转移至受体细胞,并整合到受体细胞的 上。
(2)基因枪法又叫 。
(3)花粉管通道法:
利用花粉管通道使目的基因借助 进入 。
2、将目的基因导入动物细胞
(1)方法:
。
(2)操作程序:
目的基因的 提纯→取卵(受精卵)→ →移植输卵管或子宫内→新性状动物
3、将目的基因导入微生物细胞
(1)原核生物的特点:
, 。
(2)转化:
用 处理细胞→ 细胞→表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收 分子,完成转化。
(四)目的基因的检测与测定
1、检测:
①检测转基因生物的染色体DNA上的 ,原理是 技术。
②检测目的基因是否转录出 ,原理是 技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质,原理是 。
2、鉴定:
个体生物学水平鉴定,如抗虫、抗病鉴定等。
三、知识拓展
1、原核细胞基因结构
(1)编码区和非编码区
能编码蛋白质的区段叫做编码区;
不能编码蛋白质的区段叫做非编码区,在非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列。
(2)
2、真核细胞的基因结构
(1)外显子和内含子
外显子能编码蛋白质,内含子不能编码蛋白质。
(2)非编码区和非编码序列
非编码序列包括非编码区和编码区的内含子。
一个典型的真核细胞基因结构示意图
(3)原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点
原核细胞的基因
真核细胞的基因
不同点
编码区连续;
结构简单
编码区有间隔,不连续;
结构复杂
相同点
都有编码区和非编码区;
编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列;
编码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点
3、原核生物和真核生物的转录
原核生物的编码区转录为相应的mRNA;
真核生物的转录为初级mRNA,接下来内含子转录的部分被切割掉,使外显子转录的部分连接起来才能成为成熟的mRNA。
1.2基因工程的基本操作程序——练习:
1、下列属于获取目的基因的方法的是()
①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取
③从受体细胞中提取④利用PCR技术
⑤利用DNA转录⑥人工合成
A.①②③⑤B.①②⑤⑥C.①②③④D.①②④⑥
2、不属于目的基因与运载体结合过程的是()
A.用一定的限制酶切割质粒,露出黏性末端
B.用同种限制酶切割目的基因,露出黏性末端
C.将切下的目的基因插入到质粒的切口处
D.将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增
3、分辨基因工程是否成功是通过()
A.提取目的基因B.基因表达载体的构建
C.目的基因导人受体细胞D.目的基因的检测与鉴定
4.下列不属于获取目的基因的方法的是()
A.利用DNA连接酶复制目的基因B.利用DNA聚合酶复制目的基因
C.从基因文库中获取目的基因D.利用PCR技术扩增目的基因
5.哪项不是基因表达载体的组成部分()
A.启动子B.终止密码C.标记基因D.目的基因
6.在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中,下列哪组是所需要的()
①同一种限制酶切割两者;
②不需同一种限制酶切割两者;
③加入适量的DNA连接酶;
④不需加DNA连接酶
A.①③B.①④C.②④D.②③
7.下列说法中正确的是()
A.基因表达载体的构建方法是一致的
B.标记基因也叫做抗生素基因
C.显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法
D.大肠杆菌是常用的微生物受体
8、下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法()
A.基因枪法B.显微注射法C.农杆菌转化法D.花粉管通道法
9.基因工程中常用的受体细胞不包括()
A.人体细胞B.动物细胞C.植物细胞D.微生物细胞
10.基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。
下列不属于这样做的原因的是
A.结构简单,多为单细胞B.繁殖速度快
C.遗传物质含量少D.性状稳定,变异少
11.要检测目的基因是否成功的插入了受体DNA中,需要用基因探针,基因探针是指()
A.用于检测疾病的医疗器械B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C.合成
一球蛋白的DNAD.合成苯丙羟化酶的DNA片段
12.基因工程的正确操作步骤是()
①构建基因表达载体②将目的基因导入受体细胞
③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④取目的基因
A.③②④①B.②④①③C.④①②③D.③④①②
13.下列有关基因工程技术的叙述,正确的是()
A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和基因进入受体细胞的载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞主要是因为细菌繁殖快、遗传物质少
D.只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达
14.基因工程中不会出现()
A.DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来B.限制性内切酶可用于目的基因的获取
C.目的基因必须有载体导入受体细胞D.人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶
15、下列哪项不是基因工程技术()
A.基因转移B.基因扩增C.基因检测D.基因表达
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