3.1 重组DNA技术的基本工具 人教版(2019)高中生物学选择性必修3 (学案版课件)(共68张PPT)

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3.1 重组DNA技术的基本工具 人教版(2019)高中生物学选择性必修3 (学案版课件)(共68张PPT)

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第3章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
课时目标 1.运用结构与功能观,分析基因工程中三种基本工具各自的作用。(生命观念)
2.运用归纳与概括的方法,分析基因工程载体需要具备的条件。(科学思维)
3.根据DNA的理化性质,分析DNA的粗提取与鉴定的原理。(科学探究)
一、基因工程的诞生和发展
1.基因工程的概念
(1)操作对象: 。
(2)操作水平: 。
(3)操作结果:赋予生物新的 ,创造出更符合人们需要的新的
和生物产品。
基因
DNA分子水平
遗传特性
生物类型
2.基因工程的诞生和发展
基础理论 技术支持
①DNA是遗传物质的证明
② 的提出和半保留复制的证明
③中心法则的确立
④ 的破译 ①基因转移载体和 的发现
② 体外重组的实现
③重组DNA表达实验的成功
④DNA测序和合成技术的发明
⑤ 技术的发明
DNA双螺旋结构
遗传密码
工具酶
DNA
PCR
二、重组DNA技术的基本工具
1.基因工程的工具酶
(1)限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀”
来源 主要是从 中分离纯化出来的
作用 识别双链DNA分子的 ,使每一条链中
的 断开
结果 产生 或平末端
原核生物
特定核苷酸序列
特定部位
磷酸二酯键
黏性末端
(2)DNA连接酶——“分子缝合针”
①作用:将 “缝合”起来,恢复被 切开的 。
②种类
双链DNA片段
限制酶
磷酸
二酯键
种类 来源 作用特点
DNA连接酶 _ E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率远远低于T4 DNA连接酶
T4 DNA连接酶 _
E.coli
大肠杆菌
T4噬菌体
2.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)常用载体——质粒
质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有 能力的 。
(2)其他载体:噬菌体、动植物病毒等。
自我复制
环状双链DNA分子
三、DNA的粗提取与鉴定
1.实验原理
(1)提取思路
DNA、RNA、蛋白质和脂质等在 方面存在差异,可以利用这些差异,选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。
(2)提取原理
①DNA 酒精,但某些蛋白质 酒精,利用这一原理,可以初步分离DNA与蛋白质。
②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于 的NaCl溶液。
物理和化学性质
不溶于
溶于
2 mol/L
2.方法步骤
◆名师点睛
1.基因工程概念中的两个关注点
(1)基因工程是在生物体外对DNA分子进行设计和施工的,包括体外DNA重组和转基因等技术。
(2)基因工程的实质是基因重组,它可以发生在不同物种间,并且方向性强,可以定向改变生物的性状。
2.基因工程实现的基础
(1)实现拼接的基础
①DNA的基本组成单位相同(4种脱氧核苷酸)。
②都遵循碱基互补配对原则。
③DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
(2)成功表达的基础
①基因是控制生物性状的结构与功能的单位。
②遗传信息的传递都遵循中心法则。
③生物界共用一套遗传密码,相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质。
3.限制酶只能切割双链DNA分子,不能切割RNA。
4.磷酸二酯键
如上图指示线所指化学键为磷酸二酯键,限制酶切割或DNA连接酶连接的只能是磷酸二酯键。
5.质粒存在于细菌、霉菌、酵母菌等的细胞质中,对细胞的正常生活几乎没有影响,病毒中不含质粒。
◆基础速判(对的画“√”,错的画“×”)
1.基因工程产生的变异是不定向的。(    )
2.限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。(    )
3.DNA连接酶能将两个碱基通过氢键连接起来。(    )
4.限制酶和解旋酶的作用部位相同。(    )
5.质粒是环状双链DNA分子,是基因工程常用的载体。(    )
6.载体(如质粒)和细胞膜中的载体蛋白的成分相同。(    )
7.作为载体,必须要有标记基因。(    )
×
×
×
×

×

◆思维启迪
基因工程中的DNA连接酶可以用DNA聚合酶替代吗?为什么?
提示:不可以。两者作用不同。DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸连接成长链,催化DNA的复制。DNA连接酶是将两个DNA片段拼接成新的DNA分子。
任务一 基因工程的工具酶
限制酶 Ⅰ 的识别序列和切割位点是 ,限制酶 Ⅱ 的识别序列和切割位点是 。
问题探究]
1.请写出质粒被限制酶 Ⅰ 切割后形成的黏性末端。
2.请写出目的基因两侧被限制酶 Ⅱ 切割后形成的黏性末端。
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末端能否连接起来?为什么?
答案:能。因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的。
答案:
答案:
1.限制酶的理解和辨析
(1)限制酶是一类酶而不是一种酶。
(2)限制酶作用于磷酸二酯键,而不是氢键。
(3)在切割含目的基因的DNA分子时,需用限制酶切割2次,产生4个末端。只有这样,才能使目的基因的两端都有可连接的末端。
(4)判断两个末端是否为同一种限制酶切割产生的方法:将其中一个末端旋转180°,若与另一个完全相同,则说明这两个末端是由同一种限制酶切割产生的。
2.限制酶与DNA连接酶的比较
(1)区别
项目 作用 应用
限制酶 使特定部位的磷酸二酯键断开 用于提取目的基因和切割载体
DNA连接酶 在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键 用于基因表达载体的构建
(2)联系
3.DNA连接酶和DNA聚合酶的比较
项目 DNA连接酶 DNA聚合酶
不同点 作用
实质 催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 催化单个脱氧核苷酸加到已有脱氧核苷酸链的片段上,形成磷酸二酯键
作用
结果 催化具有互补黏性末端或平末端的DNA片段连接起来,形成重组DNA分子 催化形成与模板链互补的DNA链,形成新的双链DNA分子
项目 DNA连接酶 DNA聚合酶
不同点 模板 不需要 需要
相同点 ①化学本质都是蛋白质
②都是催化形成磷酸二酯键
1.DNA连接酶是重组DNA技术中常用的一种工具酶。下列相关叙述错误的是 (  )
A.能连接DNA片段拼接形成新的DNA分子
B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端,形成磷酸二酯键
C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段,重新形成磷酸二酯键
D.DNA连接酶和DNA聚合酶都催化形成磷酸二酯键
B
解析:
DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端,形成磷酸二酯键,B错误。
D
2.(2025·沈阳高二检测)某细菌DNA分子上有4个Sau3A Ⅰ 的酶切位点,经Sau3A Ⅰ 处理后会形成4个大小不同的DNA片段。若是用BamH Ⅰ 处理,则只会形成2个大小不同的DNA片段。Sau3A Ⅰ 和BamH Ⅰ 的识别序列及切割位点如表所示。下列叙述不正确的是 (  )
限制酶名称 识别序列及切割位点
BamH Ⅰ
Sau3A Ⅰ
A.上述两种限制酶切割后可形成相同的黏性末端
B.该DNA分子上有两个BamH Ⅰ 的酶切位点
C.黏性末端能通过T4 DNA连接酶连接
D.若用两种酶共同处理,会形成6个大小不同的DNA片段
解析:
BamH Ⅰ 和Sau3A Ⅰ 两种限制酶切割后形成相同的黏性末端,A正确;该DNA分子上有4个Sau3A Ⅰ 的酶切位点,经Sau3A Ⅰ 处理后形成4个DNA片段,可知该DNA分子为环状DNA,用BamH Ⅰ 处理后,得到2个DNA片段,说明该DNA分子上有两个BamH Ⅰ 的酶切位点,B正确;T4 DNA连接酶能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来,此外还可以连接平末端,C正确;该DNA分子上有4个Sau3A Ⅰ 的酶切位点,有2个BamH Ⅰ 的酶切位点,但是BamH Ⅰ 识别序列中包含Sau3A Ⅰ 的识别序列,所以用两种酶共同处理,会形成4个大小不同的DNA片段,D错误。
任务二 基因工程的载体
下图为大肠杆菌及其质粒结构模式图。
[问题探究]
1.所有载体都是质粒吗?为什么?
答案:不是;除质粒外,载体还有动植物病毒和噬菌体等。
2.将外源基因直接导入受体细胞可行吗?为什么?
答案:不可行;因为如果没有载体,导入受体细胞后,目的基因无法进行自我复制和稳定存在以及表达。
3.质粒上的一些抗生素抗性基因有什么作用?
答案:作为标记基因,对重组DNA分子进行筛选,检测目的基因是否导入受体细胞。
1.质粒作为载体所具备的条件及原因
条件 原因
稳定存在并能自我复制或整合到受体DNA上 能使目的基因稳定存在且数量可扩增
有一个至多个限制酶切割位点 可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因 便于重组DNA分子的筛选
无毒害作用 对受体细胞无毒害作用,避免受体细胞受到损伤
2.标记基因的筛选原理
载体上的标记基因一般是某种抗生素的抗性基因,而受体细胞没有抵抗该抗生素的能力。将含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞,抗性基因在受体细胞内表达,受体细胞对该抗生素产生抗性。在含有该抗生素的培养基上,能够生存的是被导入了载体的受体细胞。如下图所示:
3.细胞膜上的载体与基因工程中的载体的辨析
项目 细胞膜上的载体 基因工程中的载体
化学
本质 蛋白质 可能是物质,如质粒(DNA),也可能是生物,如动植物病毒等
功能 协助细胞膜控制物质进出细胞 一种“分子运输车”,把目的基因送入受体细胞
D
1.(2025·绵阳高二检测)经人工改造的质粒,携带有抗生素抗性基因,常作为研究细菌代谢和基因工程的关键工具,但其在工程菌中可能因复制分配机制或环境压力(如营养不足)而丢失。下列有关质粒的叙述,正确的是 (  )
A.独立于拟核DNA之外,主要参与细菌的初生代谢过程
B.因营养不足而丢失质粒,会导致细菌增殖所需物质不能合成
C.用作基因工程的运载工具时,对运载基因的数量、大小没有限制
D.培养含质粒的工程菌时,常用抗生素持续筛选来确保工程目标的实现
解析:
质粒是独立于拟核DNA之外的小型环状DNA分子,主要参与细菌的次生代谢过程,A错误;质粒携带的基因并非细菌增殖所必需的,因营养不足而丢失质粒,一般不会导致细菌增殖所需物质不能合成,B错误;用作基因工程的运载工具时,载体的容量是有限的,对运载基因的数量、大小是有限制的,C错误;由于质粒携带有抗生素抗性基因,培养含质粒的工程菌时,常用抗生素持续筛选,只有含有质粒(即含有抗生素抗性基因)的工程菌才能存活,从而确保工程目标的实现,D正确。
D
2.如图是四种不同质粒的示意图,其中Ori为复制必需的序列,AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,箭头表示限制酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是 (  )
A.基因AmpR和TetR是一对等位基因,常作为基因工程中的标记基因
B.质粒是指细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和动植物病毒的DNA
C.限制酶的作用部位是DNA分子上两个特定的核苷酸之间的氢键
D.用质粒4将目的基因导入大肠杆菌,该菌不能在含四环素的培养基上生长
解析:
基因AmpR和TetR在同一个DNA分子上,不是等位基因,A错误;质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子,动植物病毒的DNA不是质粒,B错误;限制酶的作用部位是DNA分子上两个特定的核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;质粒4被酶切后,氨苄青霉素抗性基因完好,四环素抗性基因被破坏,因此用质粒4将目的基因导入大肠杆菌后,该菌不能在含四环素的培养基上生长,D正确。
任务三 DNA的粗提取与鉴定
1.鸟类和哺乳动物的成熟红细胞都适合用来提取DNA吗?请说明理由。
答案:鸟类的成熟红细胞可以用来提取DNA,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,不适合用来提取DNA。
2.DNA和蛋白质在酒精中的溶解性有何特点?如何根据该特点将DNA与蛋白质初步分离?
答案:DNA不溶于酒精,某些蛋白质能溶于酒精。向溶解有DNA和蛋白质的溶液中加入冷却的酒精,溶液中会出现白色丝状物,即粗提取的DNA。
3.实验过程中要充分地搅拌和研磨,如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响?
答案:研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全,提取的DNA量变少,导致看不到丝状物或沉淀物,用二苯胺试剂鉴定不显示蓝色。
4.实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌?为什么?
答案:搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部,搅拌要轻缓,并向一个方向搅拌,以便获得较完整的DNA分子。
 DNA的粗提取与鉴定实验的注意事项
(1)实验材料及试剂
①以血液为实验材料时,每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠,防止血液凝固。
②析出DNA时必须用“冷酒精”。预冷的酒精具有以下优点:
a.可抑制核酸水解酶的活性,进而抑制DNA降解。
b.抑制分子运动,使DNA易形成沉淀析出。
c.低温有利于增加DNA分子的柔韧性,减少其断裂。
(2)操作说明
①加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,玻璃棒应沿一个方向缓慢搅拌,以免加剧DNA分子的破坏,导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
②实验中出现的丝状物的主要成分是DNA,实际上每一根“丝”都是由许多DNA分子聚集在一起形成的。
B
1.DNA的粗提取与鉴定实验中,所依据的原理是 (  )
①DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同
②DNA易被甲紫溶液染成紫色
③溶解有DNA的NaCl溶液加入二苯胺试剂沸水浴后会呈现蓝色
④加入体积分数为95%的冷酒精,DNA会从溶液中析出
⑤加入体积分数为70%的冷酒精,DNA会从溶液中析出
A.①②③ B.①③④
C.②③④ D.①③⑤
解析:
甲紫溶液容易将染色体(质)染成紫色,而不会将DNA染成紫色,②不符合题意;在DNA的粗提取与鉴定实验中,应用体积分数为95%的冷酒精使DNA析出,⑤不符合题意,B正确。
B
2.(2025·抚州高二检测)“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程如下图。下列选项是某同学的总结,其中叙述错误的是 (  )
A.①过程为裂解:使细胞破裂释放出DNA等物质
B.②过程为分离:可完全去除混合物中的多糖、蛋白质等杂质
C.③过程为沉淀:反复多次可提高DNA的纯度
D.④过程为鉴定:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
解析:
①过程为裂解过程,称取样品放入研钵中,倒入研磨液,充分研磨,使细胞破裂释放出DNA等物质,A正确;②过程为分离过程,在漏斗中垫上纱布,将研磨液过滤到烧杯中,在 4 ℃冰箱中放置几分钟后,再取上清液,可去除混合物中的部分多糖、蛋白质等,并不能完全去除,B错误;③过程为沉淀,在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液,静置 2~3 min,溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA,反复多次可以提高DNA的纯度,C正确;④过程为鉴定,在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,D正确。
B
3.(2025·商丘高二检测)某兴趣小组开展了“探究不同材料和不同温度对DNA粗提取量影响”的相关实验。具体步骤为称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10 g。剪碎后分别分成两组,一组置于20 ℃、另一组置于-20 ℃条件下且两组均保存24 h。将DNA的粗提取物溶于2 mol/L的NaCl溶液中,用相关试剂进行鉴定,结果如表所示。下列叙述错误的是 (  )
材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄
20 ℃ ++ + +++
-20 ℃ +++ ++ ++++
注:“+”越多表示蓝色越深。
A.实验中可用二苯胺试剂鉴定DNA粗提取物
B.若采用离心法对DNA进行粗提取,则该过程中需要进行2次离心,离心后DNA都分布在上清液中
C.等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的DNA量最多
D.相同实验材料低温下保存时DNA提取量更多,可能是低温抑制了核酸水解酶的活性所致
解析:
在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,因此实验中可用二苯胺试剂鉴定DNA粗提取物,A正确。在DNA粗提取过程中,第一次离心是破碎细胞,获取含DNA的滤液,此时DNA分布在上清液中;第二次离心是去除蛋白质等杂质,此时DNA在沉淀物中,所以并非离心后DNA都分布在上清液中,B错误。从表格中可以看出,在20 ℃和-20 ℃时,蒜黄对应的“+”数量在三种材料中都是最多的,说明等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄中提取的DNA量最多,C正确。酶的活性受温度影响,低温可以抑制核酸水解酶的活性,减少DNA的分解,所以相同实验材料低温下保存时DNA提取量更多,D正确。
工具酶的应用——科学思维
CRISPR/Cas9基因编辑系统主要包含向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白两部分,sgRNA能特异性识别特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA,最终实现对靶基因序列定点编辑,其作用过程如图所示。
设计1:考查基础知识的识记和理解能力
(1)CRISPR/Cas9系统能精准编辑相关基因,依据的原理是sgRNA与目标DNA发生______________,引导Cas9蛋白催化__________(填化学键名称)水解,完成对特定DNA片段的剪切。
设计2:考查逻辑推理及长句表达能力
(2)CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”。实验发现,sgRNA的识别序列越短,基因编辑的脱靶率越高,请分析原因: 。
设计3:考查知识迁移能力
(3)TMS5基因是控制水稻育性的关键基因,为了获得某水稻品种的不育系,研究人员利用农杆菌将CRISPR/Cas9表达载体导入该品种水稻的愈伤组织,愈伤组织经过筛选后再经过________过程形成水稻幼苗。Cas9蛋白对TMS5基因剪切后,断裂后的DNA分子会自动进行修复,修复过程中断点处插入碱基A之后两个片段重新连接得到编辑成功的TMS5基因,此过程导致的变异类型是________________。
答案:(1)碱基互补配对 磷酸二酯键
(2)sgRNA的识别序列越短,特异性越差,越容易与其他片段结合造成编辑对象出错
(3)再分化 基因突变
解析:
(1)据图可知,sgRNA能特异性识别特定的DNA序列,依据的原理是sgRNA与目标DNA发生碱基互补配对,从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解,完成对特定DNA片段的剪切。(2)sgRNA的识别序列越短,特异性越差,目标DNA上可能出现多处能与之发生碱基互补配对的片段,因此越容易与其他片段结合造成编辑对象出错。(3)研究人员利用农杆菌将CRISPR/Cas9表达载体导入该品种水稻的愈伤组织,对TMS5基因进行定点突变,愈伤组织经过筛选后再经过
解析:
再分化过程形成水稻幼苗。Cas9蛋白对TMS5基因剪切后,断裂后的DNA分子会自动进行修复,修复过程中断点处插入碱基A之后两个片段重新连接得到编辑成功的TMS5基因,此过程中插入个别碱基,导致的变异类型是基因突变。
D
1.(2024·南昌高二检测)不同生物之间能进行转基因并能获得基因产物,其理论依据不包含 (  )
A.这些生物的DNA分子的空间结构和化学成分一致
B.这些生物的DNA分子都遵循碱基互补配对原则
C.这些生物在基因表达时共用一套遗传密码
D.这些生物的基因结构都是相同的
解析:
不同生物的DNA分子的空间结构和化学成分一致,因此不同生物的基因能连接在一起,A正确;不同生物的DNA分子都遵循碱基互补配对原则,因此具有相同黏性末端的基因能连接起来,B正确;自然界所有生物共用一套遗传密码,因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达,C正确;真核生物和原核生物的基因结构不同,D错误。
C
2.(2025·赤峰高二检测)伯格首先在体外进行了DNA改造的研究,成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列相关叙述错误的是 (  )
A.限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团
B.用作分子运输车的质粒有抗生素抗性基因,便于重组DNA分子的筛选
C.有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端,又能连接双链DNA片段的平末端,从而恢复被限制酶切开的氢键
D.DNA连接酶能够催化形成磷酸二酯键,是基因工程中的“分子缝合针”
解析:
限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,即一条链断1个磷酸二酯键,产生1个游离的磷酸基团,所以限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团,A正确;用作分子运输车的质粒有抗生素抗性基因作为标记基因,便于重组DNA分子的筛选,B正确;T4 DNA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,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键,而不是氢键,C错误;DNA连接酶能够催化形成磷酸二酯键,是基因工程中的“分子缝合针”,D正确。
A
3.(2024·青岛高二检测)某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程的方法,将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中,经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述,正确的是 (  )
A.获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B.基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶、质粒
C.连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
D.一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子
解析:
获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①(磷酸二酯键),A正确;基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶,质粒是基因工程中常用的载体,而不是工具酶,B错误;连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的①(磷酸二酯键),C错误;一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子,D错误。
B
4.质粒是某些生物细胞中的有机分子,下列相关叙述错误的是 (  )
A.质粒能够自我复制
B.质粒的基本组成单位是核糖核苷酸
C.质粒中不含游离的磷酸基团
D.质粒常作为基因工程的运载工具
解析:
质粒是一种具有自我复制能力的小型环状双链DNA分子,其基本单位是脱氧核糖核苷酸,A正确、B错误;质粒是一种双链环状DNA分子,不含游离的磷酸基团,C正确;质粒常作为基因工程的运载工具,D正确。
C
5.(2025·唐山高二检测)香蕉、菠菜等多种材料都可以用于DNA的粗提取与鉴定。下列叙述正确的是 (  )
A.向剪碎的香蕉果肉组织中加入蒸馏水并研磨,以释放核DNA
B.滤液中加入预冷的酒精,用玻璃棒搅拌会加速DNA的溶解
C.将晾干的白色丝状物置于2 mol·L-1的NaCl溶液中,丝状物会溶解
D.鉴定DNA时将丝状物直接加入二苯胺试剂中并进行沸水浴加热
解析:
香蕉果肉组织细胞有细胞壁,细胞壁对细胞起支持和保护作用。蒸馏水的渗透压低于细胞内液,若只加蒸馏水,由于细胞壁的存在,细胞不会吸水涨破,也就不能将DNA释放出来,而研磨液能破坏细胞壁和细胞膜等结构,有助于释放DNA,所以加蒸馏水不能释放DNA,需要加研磨液,A错误。DNA不溶于酒精,滤液中加入预冷的酒精,用玻璃棒搅拌会加速DNA的析出,而不是溶解,B错误。在鉴定DNA时,若将丝状物直接加入二苯胺试剂中进行沸水加热,丝状物中的DNA不能充分与二苯胺试剂接触并发生反应,会影响鉴定效果。正确的操作是将丝状物先在2 mol·L-1的NaCl溶液中溶解,因为DNA在2 mol·L-1的NaCl溶液中溶解度较大,能充分溶解,再加入二苯胺试剂进行检测,C正确、D错误。
6.通过重组DNA技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示这一技术的基本过程,在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切割位点是 。请回答下列问题:
(1)从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是________________,人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是____________。
(2)请写出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
(3)人体蛋白质基因“插入”羊的染色体后,能在羊奶中表达出相同蛋白质的理论基础是________________________。
答案:(1)限制性内切核酸酶(或限制酶) DNA连接酶
(2)
(3)生物界共用一套遗传密码
解析:
(1)限制性内切核酸酶(或限制酶)可以识别并切割特定的脱氧核苷酸序列,可从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要DNA连接酶。(2)图示限制酶识别的序列为 ,并且在G与G之间切开,因此形成的黏性末端反向重复,其过程图见答案。(3)生物界共用一套遗传密码,实现了相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质的可能。

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