针对于作为学渣对于DNA的基础薄弱,基因工程很多地方都听不懂,因此做了一个0基础的学习教程,希望大家能够利用假期时间呢多学习,努力提高。
----------专题一基因工程——第一节DNA重组技术的基本工具知 识 体 系
1在正式讲基因工程之前,需要先给同学补充一下有关DNA的基础知识,如果掌握好的,可以直接略过。双链DNA的一步步构成。
二、基因工程定义:基因工程(geneticengineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。课本中以我国自主知识产权的转基因抗虫棉为例展开具体说明,看下图:
完成这一过程需要三种基本工具:限制酶、DNA连接酶、运输载体(一般为质粒)题型一 对基因工程的诞生及概念的理解1、科学家将发光基因导入烟草细胞内,培育出了发光烟草,下列有关叙述错误的是( )
A该技术是在DNA水平上进行设计和施工的
B该技术的操作环境是生物体内
C该技术的原理是基因重组
D该技术的优点是定向产生人类需要的生物性状
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D
2.下列叙述符合基因工程概念的是()
A.在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组,赋予生物新的遗传特性
B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人的干扰素的菌株
C.用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株
D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
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B
1、限制酶:全称限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
(1)主要来源:原核生物。
(2)作用:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
(3)结果:形成DNA片段。限制酶切割DNA分子产生的DNA片段末端有两种形式,即黏性末端和平末端。
题型二限制酶及其作用特点3.下列有关基因工程中限制酶的叙述,正确的是()
A.限制酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列
B.限制酶的活性受温度的影响
C.限制酶能识别和切割RNA
D.限制酶只能从原核生物中提取
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B
解析:限制酶能够识别并切割双链DNA上特定的核苷酸序列,多数限制酶能够识别由6个核苷酸组成的序列,少数可以识别由4,5或者8个核苷酸组成的序列。限制酶的化学本质是蛋白质,活性受温度影响。限制酶主要从原核生物中获得,同时在某些真核生物(如酵母菌)细胞内也存在。
2.DNA连接酶——“分子缝合针”
(1)作用:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,拼接成新的DNA分子。
(2)
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA连接酶
DNA聚合酶
相同点
催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
不同点
模板
不需要模板
需要DNA的一条链为模板
作用对象
游离的DNA片段
单个的脱氧核苷酸
作用结果
形成完整的DNA分子
形成DNA的一条链
用途
基因工程
DNA复制
DNA连接酶和限制酶的关系题型三DNA连接酶及其作用特点4、下列有关DNA连接酶的叙述,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连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接
C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸
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答案:C
解析:DNA连接酶能使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,从而将它们连接起来。E·coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来,不能将双链DNA片段平末端之间进行连接。而T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)载体的条件
①能够在受体细胞中自我复制。
②有一至多个限制酶切割位点,便于外源基因的插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
④在宿主细胞内友好借居,不影响宿主细胞的生命活动。
⑤分子大小应合适,以便提取和体外操作。
(2)载体的种类
①质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外、能够自我复制的小型双链环状DNA分子。含有一个至多个限制酶切割位点,供外源基因插入其中,并带有特殊的标记基因,是基因工程最常用的载体。
②λ噬菌体的衍生物
③动植物病毒
题型四 载体的功能和特点5.基因工程载体必须具备的条件中,错误的是()
A.能在受体细胞中复制并稳定保存
B.具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接
C.能进入受体细胞中并控制其新陈代谢过程
D.在限制酶切点外必须含有标记基因,便于筛选
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C
6、质粒是基因工程最常用的载体,下列关于质粒的说法,正确的是()
A.质粒进入受体细胞内都要整合到染色体DNA上
B.质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型细胞器
C.基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的
D.质粒上碱基之间在数量上存在A+G=U+C的关系
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C
解析:基因工程使用的载体需有一个至多个酶切位点,具有自我复制的能力,有标记基因,对受体细胞安全,且分子大小适合。而自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件,都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。质粒进入受体细胞后,在细胞中进行自我复制,或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。质粒是小型环状双链DNA分子而不是细胞器,也不会含有碱基U。
虽然整理的时间很长,但依然存在不足之处,还望见谅。
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