人教高中生物第3章 基因工程（答案版）.docx

第 3 章 基因工程
第 1 节 重组DNA 技术的基本工具
1.P70从社会中来：番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。
DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作,是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”?这些“分子工具”各具有什么特征呢?
提示：科学家用到了限制酶、DNA连接酶、载体等“分子工具”。限制酶能识别双链 DNA分子的特定核苷酸序列，并将 DNA双链切断，形成具有黏性末端或平末端的片段。DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成， 即催化一个 DN***段 3'端的羟基与另ー个 DN***段 5'端的磷酸基团上的羟基连接起来形成酯键。载体上可以插入外源基因，它能携带该基因进入受体细胞，并在受体细胞中进行自我复制，或者整合到受体DNA上，随着受体 DNA同步复制。载体一般还带有标记基因，以便进行重组 DNA分子的筛选。（P70）
2.P71旁栏思考题：你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗?
提示：原核生物容易受到自然界外源 DNA 的入侵，所以它在长期的进化过程中形成了套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外源 DNA 入侵时，它会利用限制酶来切割外源 DNA，使之失效， 以保证自身的安全。（P71）
3.P72旁栏思考题：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?
提示：不是一回事。虽然 DNA 连接酶和 DNA 聚合酶都是催化磷酸二酯键形成的酶，但两者存在显著的区
别。
DNA聚合酶只能催化单个核苷酸加到已有的核酸片段 3'末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而 DNA
连接酶是催化两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键，不是催化单个核苷酸与 DNA 片段之间形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶以一条 DNA链为模板，催化形成与模板链互补的 DNA链；而 DNA连接酶催化具有互补黏性末端或平末端的 DN***段连接起来，它不需要模板。此外，两者虽然都是蛋白质，但它们的组成和性质各不相同。（P72）
4.P73思考·讨论：重组DNA分子
请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoR I的识别序列和切割位点。然后，用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后，将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处，并用透明胶条将切口粘连起来。讨论
（1）剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？
提示：剪刀代表限制酶；透明胶条代表 DNA连接酶。
（2）你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对?如果不能，可能是什么原因造成的?
提示：根据学生实际操作的情况进行指导。如果制作的黏性末端的碱基不能互补配对可能是剪切位点或连接位点选得不对，也可能是其他原因。
（3）你插入的DN***段能称得上一个基因吗?
提示：不能，因为基因的长度一般在 100个碱基对以上。
5.P73到社会中去：随着生物技术的飞速发展，生产和销售“分子工具的公司大量涌现。感兴趣的话，你可以登录这些公司的网站，查询和了解相关产品的特点、价格和使用说明等。有些这样的公司已成功上市，你还可以通过分析公司的股票价格走势，大致了解公司的经营状况以及投资者目前对该行业的认可程度。
提示：在调查中需要了解企业的生产技术、产品的种类和产量、销售渠道和销售情况等，这样才有可能对企业的经营状况进行正确的判断。（P73）
6.P74练****与应用
一、概念检测
1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是(C)
A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B.能将单个脱氧核苷酸加到DN***段的末端，形成磷酸二酯健
C.能连接用同种限制酶切开的两条DN***段，重新形成磷酸二酯键
D.只能连接双链DN***段互补的帖性末端，不能连接双链DN***段的平末端
2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是(A)
A.大肠杆菌的质粒 B.切割DNA分子的酶 C.DN***段的黏性末端 D.用来识别特定基因的DNA探针
二、拓展应用
1.想一想。为什么限制酶不切制细菌本身的DNA分子?
提示：迄今为止，在基因工程操作中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们可以识别 DNA 上特定的碱基序列并使特定部位的磷酸二酯键断开。微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，可以将外源入侵的 DNA 降解。细菌中限制酶之所以不切割自身的 DNA，是因为含有某种限制酶的细胞的 DNA 分子或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过***