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1、专题专题1-1.1-DNA1-1.1-DNA重组技术重组技术的基本工具的基本工具课标领航课标领航1了解限制了解限制酶酶及及DNA连连接接酶酶的来源。的来源。2掌握限制掌握限制酶酶及及DNA连连接接酶酶的作用。的作用。3理解理解载载体需具体需具备备的条件。的条件。【重点】【重点】三种工具的作用。三种工具的作用。【难难点】点】黏性末端和平末端；黏性末端和平末端；载载体的特点。体的特点。基础自主梳理基础自主梳理一、基因工程的概念一、基因工程的概念1基因工程的基因工程的别别名：名：DNA重重组组技技术术。2操作操作环环境：生物体外。境：生物体外。3操作操作对对象：象：_。4操作水平：操作水平：_。5基
2、本基本过过程：程：_。6结结果：人果：人类类需要的新的生物需要的新的生物类类型和生物型和生物产产品。品。基因基因DNA分子水平分子水平剪切剪切拼接拼接导导入入表达表达核苷酸序列核苷酸序列磷酸二磷酸二酯键酯键黏性末端黏性末端原核原核平末端平末端2DNA连连接接酶酶“分子分子缝缝合合针针”(1)作作用用：将将双双链链DNA片片段段缝缝合合起起来来，恢恢复复被被限限制制酶酶切开的两个核苷酸之切开的两个核苷酸之间间的的_。(2)种种类类E.coliDNA连连接接酶酶：只只能能缝缝合合双双链链DNA的的_。T4DNA连连接接酶酶：既既可可缝缝合合双双链链DNA的的黏黏性性末末端端，又可又可缝缝合双合双链
3、链DNA的的_。磷酸二磷酸二酯键酯键黏性黏性末端末端平末端平末端思考感悟思考感悟限制限制酶酶和和DNA连连接接酶酶作用的位点相同作用的位点相同吗吗？【提示】【提示】相同。都是磷酸二相同。都是磷酸二酯键酯键。自我复制自我复制限制限制酶酶切割位点切割位点核心要点突破核心要点突破利用图解法理解记忆限制酶的有关利用图解法理解记忆限制酶的有关问题问题1识别识别序列的序列的组组成成大大多多数数限限制制酶酶的的识识别别序序列列由由6个个核核苷苷酸酸组组成成，例例如如EcoRI、Sma I限限制制酶酶的的识识别别序序列列，也也有有少少数数限限制制酶酶的的识别识别序列由序列由4、5或或8个核苷酸个核苷酸组组成。
4、成。2限限制制酶酶都都是是切切割割识识别别特特定定的的核核苷苷酸酸序序列列的的两两个核苷酸之个核苷酸之间间的磷酸二的磷酸二酯键酯键。3限制限制酶酶切出的黏性末端和平末端的区切出的黏性末端和平末端的区别别：(2011年年雅雅礼礼中中学学高高二二检检测测)基基因因工工程程中中，须须使使用用特特定定的的限限制制酶酶切切割割目目的的基基因因和和质质粒粒，便便于于重重组组和和筛筛选选。已已知知限限制制酶酶的的识识别别序序列列和和切切点点是是GGATCC，限限制制酶酶的的识识别别序序列列和和切切点点是是GATC。根据。根据图图示判断下列操作正确的是示判断下列操作正确的是()例例例例1 1A目的基因和目的基
5、因和质质粒均用限制粒均用限制酶酶切割切割B目的基因和目的基因和质质粒均用限制粒均用限制酶酶切割切割C质质粒粒用用限限制制酶酶切切割割，目目的的基基因因用用限限制制酶酶切割切割D质质粒粒用用限限制制酶酶切切割割，目目的的基基因因用用限限制制酶酶切割切割【尝试尝试解答】解答】D【解解析析】首首先先把把目目的的基基因因切切下下来来要要用用到到限限制制酶酶；如如果果再再用用限限制制酶酶切切割割质质粒粒，则则2个个标标记记基基因因都都被被切切开开，标标记记基基因因将将失失去去作作用用。而而用用限限制制酶酶切切割割质质粒粒可可保保留留一一个个标标记记基基因因，而而产产生生的的黏黏性性末末端端和和限制限制酶
6、酶切割下来的目的基因可以互切割下来的目的基因可以互补补配配对对。【互互动动探探究究】上上题题中中限限制制酶酶切切开开化化学学键键后后产产生生哪种哪种类类型的末端？型的末端？【提示】【提示】黏性末端。黏性末端。【易易误误警警示示】(1)限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶是是一一类类酶酶而而不不是一种是一种酶酶。(2)限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶作作用用的的化化学学键键为为磷磷酸酸二二酯酯键键，而不是而不是氢键氢键。(3)不不同同种种类类的的限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶识识别别与与切切割割的的位位点点不同，不同，这这与与酶酶的的专专一性是一致的。一性是一致的。与与DNA有关的各种有关的各种酶
7、酶比比较较特特别别提提醒醒 DNA连连接接酶酶和和DNA聚聚合合酶酶都都是是形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，而而不不是是氢氢键键，氢氢键键是是分分子子间间的的静静电电吸吸引引力力，不不需需通通过过酶酶催催化化形形成成。DNA连连接接酶酶只只能能在在两两个个DNA片片段段间间形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，而而DNA聚聚合合酶酶只只能能将将单单个个核核苷苷酸酸加加到到已已有有DNA片片段段上上，且且需需要要以以一一条条DNA链链为为模模板板。目目前前发发现现的的DNA连连接接酶酶不具有不具有连连接接单链单链DNA的能力。的能力。(2011年年北北大大附附中中高高二二检检测测)下下列列关关于于DNA连
8、连接接酶酶的叙述正确的是的叙述正确的是()催化相同黏性末端的催化相同黏性末端的DNA片段之片段之间间的的连连接接催化不同黏性末端的催化不同黏性末端的DNA片段之片段之间间的的连连接接催化两个黏性末端互催化两个黏性末端互补补碱基碱基间氢键间氢键的形成的形成催催化化DNA分分子子两两条条链链的的脱脱氧氧核核糖糖与与磷磷酸酸之之间间磷磷酸二酸二酯键酯键的形成的形成ABC D 【尝试尝试解答】解答】D例例例例2 2【解解析析】在在DNA重重组组技技术术中中，两两个个DNA片片段段间间必必须须有有相相同同的的黏黏性性末末端端才才能能互互补补配配对对，进进行行结结合合；具具有有相相同同黏黏性性末末端端的的
9、DNA分分子子连连接接时时，DNA连连接接酶酶的的作作用用是是催催化化脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链的的脱脱氧氧核核糖糖与与磷磷酸酸之之间间磷磷酸酸二二酯酯键键的的形形成成，即即把把“梯梯子子”的的“扶扶手手”缝缝合起来。合起来。【探【探规寻规寻律】律】限制限制酶酶与与DNA连连接接酶酶的关系的关系跟跟踪踪训训练练两两个个具具有有相相同同黏黏性性末末端端的的DNA片片段段，在在条条件件适适宜宜时时，经经酶酶的的作作用用合合成成一一个个重重组组DNA分分子。子。该该酶酶是是()ADNA连连接接酶酶 BRNA聚合聚合酶酶CDNA聚合聚合酶酶 D限制性内切限制性内切酶酶解解析析：选选A。本本题题考考查查几
10、几种种酶酶的的作作用用。DNA连连接接酶酶可可以以连连接接两两个个DNA片片段段之之间间的的磷磷酸酸二二酯酯键键形形成成一一个个DNA分分子子；RNA聚聚合合酶酶可可以以催催化化单单个个游游离离的的核核糖糖核核苷苷酸酸形形成成RNA；DNA聚聚合合酶酶可可以以催催化化单单个个游游离离的的脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸形形成成DNA；限限制制性性内内切切酶酶可可以以将将DNA分分子子从从特特定定的的位位点点切切割割成成两两个个DNA片片段。段。常用的常用的载载体体质质粒粒1来来源源及及结结构构：质质粒粒主主要要存存在在于于细细菌菌等等原原核核生生物物中中，是是一一种种裸裸露露的的、结结构构简简单单
11、、独独立立于于细细菌菌拟拟核核DNA之之外外，并并且且具具有有自自我我复复制制能能力力的的双双链链环环状状DNA分子，如下分子，如下图图所示：所示：2标标记记基基因因：质质粒粒上上有有一一些些特特殊殊的的基基因因，如如抗抗四四环环素素基基因因、抗抗氨氨苄苄青青霉霉素素基基因因，用用于于对对重重组组DNA进进行行鉴鉴定和定和选择选择。3作作为载为载体的条件体的条件(1)能自我复制。能自我复制。(2)有一个至多个限制有一个至多个限制酶酶切割位点。切割位点。(3)有特殊的有特殊的标记标记基因。基因。(4)对对受体受体细细胞无害等。胞无害等。如如图图为为大大肠肠杆杆菌菌及及质质粒粒载载体体的的结结构构
12、模模式式图图，据图回答下列问题。据图回答下列问题。例例例例3 3(3)氨氨 苄苄 青青 霉霉 素素 抗抗 性性 基基 因因 在在 质质 粒粒 DNA上上 称称 为为_，其作用是，其作用是_。(4)下列常在基因工程中用作下列常在基因工程中用作载载体的是体的是()A苏苏云金芽云金芽孢孢杆菌抗虫基因杆菌抗虫基因B土壤土壤农农杆菌中的杆菌中的RNA分子分子C大大肠肠杆菌的杆菌的质质粒粒D动动物物细细胞的染色体胞的染色体【思思路路点点拨拨】本本题题通通过过质质粒粒结结构构的的模模式式图图考考查查质质粒的功能和特点，分析如下：粒的功能和特点，分析如下：【探探规规寻寻律律】(1)主主动动运运输输中中载载体体的的化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质，其其作作用用是是运运输输离离子子、氨氨基基酸酸、核核苷苷酸酸等等物物质进质进出出细细胞。胞。(2)基基因因工工程程中中的的载载体体的的化化学学本本质质是是DNA，其其作作用用是携是携带带目的基因目的基因进进入受体入受体细细胞。胞。结束结束