2022届新教材高考生物一轮复习知识能力提升12限制酶种类的确定及目的基因的检测与鉴定含解析.doc

PAGE 10 - 限制酶种类的确定及目的基因的检测与鉴定 一、确定所用限制酶种类的方法 1．根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 (1)应选择切点位于目的基因两端的限制酶，以便将目的基因“切出”，如图甲可选择PstⅠ。 (2)不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，以防破坏目的基因，如图甲不能选择SmaⅠ。 (3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst Ⅰ和EcoR Ⅰ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点，如上图)，而且这种切点不至于破坏所有的“标记基因”以及启动子和终止子。 2．根据质粒的特点确定限制酶的种类 (1)所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。 (2)质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，应至少含有一个完好的标记基因，如图中限制酶pst Ⅰ因其会破坏标记基因而不宜选择。 (3)所选限制酶切点不应位于复制原点处以防破坏复制原点，如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制原点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。 (4)所选限制酶，其切点应位于启动子与终止子之间，如图中HindⅢ会破坏启动子，EcoRⅠ会破坏终止子，而NdeⅠ和BamHⅠ切出的切口可让目的基因嵌入启动子与终止子之间。 3．根据Ti质粒的T-DNA片段选择限制酶 若质粒上标出T-DNA片段，则所选限制酶切点应位于T-DNA片段中，从而有利于将目的基因嵌入到T-DNA片段上——因为Ti质粒的T-DNA片段最易转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上，如用两种限制酶Xba Ⅰ和Sac Ⅰ(两种酶切出的黏性末端不同)切割某DNA，获得含目的基因的片段。若利用该片段构建基因表达载体，则下图中甲、乙、丁，Ti质粒均不宜选择，而丙Ti质粒宜选取。 【典例1】　图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性核酸内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。 根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是___________________________ _____________________________________________________。 (2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是__________ _____________________________________________________。 (3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________________和______________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。 解析：(1)分析图(a)可知，限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割DNA后形成的黏性末端相同，故经这两种酶切割得到的产物可以用DNA连接酶进行连接。(2)构建基因表达载体时，为保证目的基因能在宿主细胞中成功表达，目的基因应插入在启动子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因均不能表达。(3)常见的DNA连接酶有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。 答案：(1)Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲、丙　甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录 (3)E·coliDNA连接酶　T4DNA连接酶　T4DNA连接酶 　目的基因插入表达载体的不同情况的分析 (2020·新余模拟) 分析有关基因工程的资料，回答问题。 如图为构建某重组质粒的过程示意图。lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。图中甲～戊DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类，其他碱基的种类未作注明。 (1)若酶M特异性识别的DNA碱基序列是，则酶N特异性识别的DNA碱基序列是____________。 (2)过程②是将所有片段混合在一起，用________酶拼接可得到不同的重组DNA。 (3)(多选)如果只考虑2个片段的组合，那么甲、乙、丁三个片段中能够形成环状DNA的片段组合是________。 A．甲和乙　　　　 B．甲和甲 C．甲和丁 D．乙和乙