高中生物苏教版（2019）选择性必修3第三章 第一节　第1课时　基因工程的发展历程和基因工程的基本工具（76张PPT）

(共76张PPT)
第1课时　基因工程的发展历
程和基因工程的基
本工具
1.简述基因工程的发展历程。
2.阐明基因工程所需的三种基本工具的作用。
学习目标
1.科学思维：运用结构与功能观说明基因工程的各种工
具的特点。
2.社会责任：认同基因工程的诞生和发展离不开理论研
究和技术创新。
素养要求
内容索引
网络构建
课时对点练
一、基因工程是在多学科基础上发展而来的和基因工程的工具酶
二、“分子搬运工”——载体
一、基因工程是在多学科基础上发展而来的和基因工程的工具酶
1.基因工程是在多学科基础上发展而来的
1957年，美国科学家科恩伯格等首次在大肠杆菌中发现了___________
↓
1967年，罗思和海林斯基发现转运工具—— (细菌除拟核外还有一种具有 能力的 分子)；同年，科学家又发现了_______
_____
↓
教材梳理
预习新知　夯实基础
DNA聚合酶
质粒
自我复制
环状DNA
DNA连
接酶
1970年，特明和巴尔的摩在RNA“肿瘤”病毒中发现了 ；同年，史密斯等人从流感嗜血杆菌中分离到一种特异性很强的______________
_____
↓
1972年，伯格领导的研究小组在世界上首次实现了DNA分子 重组
↓
1973年，科恩领导的研究小组，将大肠杆菌不同的质粒重组，并转化大肠杆菌，获得了成功
↓
逆转录酶
限制性内切核
酸酶
体外
科恩和博耶合作，将非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段与大肠杆菌的质粒进行重组，再用重组质粒转化大肠杆菌，成功转录出相应的mRNA，这说明________________________________________
↓
1976年，科学家用质粒为载体，将生长激素释放 基因转入大肠杆菌，并于1977年首次生产出治疗肢端肥大症、巨人症的生长激素释放抑制因子
↓
1977年，桑格测定了一种噬菌体的基因组序列，这是人类首次对_______
_____的核苷酸排列顺序进行测定
真核生物的基因可以在原核生物中进行表达
抑制因子
完整基
因组
2.基因工程的工具酶
(1)基因工程的概念
操作环境 _____
操作方法 人工“ ”和“ ”
操作过程 将外源目的基因与载体DNA进行组合形成 ，然后导入 ，并使其在受体细胞中_____
操作原理 基因重组
目的 产生人类需要的_________
体外
剪切
拼接
重组DNA
受体细胞
表达
基因产物
(2)“分子剪刀”——限制性内切核酸酶(又称限制酶)
①作用及特点
a.特点： (专一性)很强。
b.作用：能识别 上特定的脱氧核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 断开。
②切割方式
a.错位切：在DNA分子两条链的 部位进行切割，切割后形成的两个DNA分子片段的末端均留下一段游离的 ，这种单链称为 。
b.平切：在DNA分子两条链上 的部位进行切割，切割后形成 。
特异性
DNA分子
磷酸二酯键
不同
单链
黏性末端
相同
平末端
(3)“分子黏合剂”——DNA连接酶
①两个具有黏性末端的DNA分子的连接
a.通过 可以将黏性末端的两条链之间的碱基连接起来。
b.DNA分子基本骨架之间的 通过DNA连接酶的作用连接。
②DNA连接酶的分布及作用
a.分布：广泛存在于各种生物体内。
b.作用：在DNA复制、 以及体内外重组过程中起着重要作用。
碱基互补配对原则
磷酸二酯键
修复
③种类
种类 来源 作用
连接酶 大肠杆菌 可以用于连接具有 的DNA分子
T4 DNA连接酶 T4噬菌体 可以用于连接具有黏性末端或______的DNA分子
E.coli DNA
黏性末端
平末端
(1)真核生物的基因可以在原核生物中进行表达(　　)
(2)通过基因工程产生的变异是不定向的(　　)
(3)DNA连接酶能将DNA两条单链之间的碱基通过氢键连接起来(　　)
(4)E.coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(　　)
(5)限制酶和解旋酶的作用部位相同(　　)
判断正误
√
×
×
×
×
核心探讨
1.限制酶主要存在于原核生物中，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么？
提示　限制酶是原核生物的一种防御工具，用来切割侵入细胞的外源DNA，以保证自身安全。
2.为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？
提示　含某种限制酶的细菌的DNA分子不具备这种限制酶的识别序列，或者甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。
突破重难　强化素养
3.基因工程中能将DNA连接酶替换为DNA聚合酶吗？为什么？
提示　不能；DNA聚合酶只能催化单个脱氧核苷酸加到DNA片段上，而DNA连接酶是将两个DNA片段连接成完整的DNA分子。
4.下图是4种限制酶的识别序列及其酶切位点，请思考回答下列问题：
(1)图中限制酶切割后产生黏性末端的是哪些酶？产生平末端的是哪些酶？如果是黏性末端，请画出切割后的末端。
提示　酶1、酶2切割后为黏性末端，酶3、酶4切割后为平末端；酶1切割后的末端为：
酶2切割后的末端为：
(2)酶1与酶2切割后产生的片段能用DNA连接酶连接起来吗？如能连接，说明什么？
提示　能；由此说明只要限制酶切割后产生的黏性末端互补(或相同)就可以用DNA连接酶连接起来。
5.不同生物的DNA分子能拼接起来的理论基础是什么？
提示　(1)基本组成单位相同：都是四种脱氧核苷酸。
(2)双链DNA分子的空间结构相同：都是规则的双螺旋结构。
(3)DNA碱基对之间的关系相同：均遵循严格的碱基互补配对原则。
核心归纳
1.回文序列
限制酶特异性识别和切割的部位具有回文序列，即在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致。例如：EcoRⅠ限制酶识别的DNA序列为 ，为回文序列。
2.即使用不同的限制酶进行切割，但只要切割后产生的黏性末端互补(或相同)就可用DNA连接酶连接起来。
3.与DNA相关的几种酶的比较
比较项目 DNA连接酶 限制酶 DNA聚合酶 解旋酶
作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 氢键
作用对象 DNA片段 DNA 单个的脱氧核苷酸 DNA
作用结果 将两个DNA片段连接成完整的DNA分子 切割DNA分子 将单个的脱氧核苷酸连接到DNA单链末端 将双链DNA
分子局部解
旋为单链
4.基因工程的理论基础
(1)不同生物的DNA分子能拼接起来的原因分析
①基本组成单位相同：都是四种脱氧核苷酸。
②双链DNA分子的空间结构相同：都是规则的双螺旋结构。
③DNA碱基对之间的关系相同：均遵循严格的碱基互补配对原则。
(2)外源基因能够在受体内表达，并使受体表现出相应性状的原因分析
①基因的功能特点：控制生物体性状的结构和功能单位，具有相对独立性。
②遗传信息的传递方向都遵循中心法则。
③生物界共用一套遗传密码。
典题应用
1.限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示，下列有关说法正确的是
A.一个DNA分子中，酶a与酶b的识别序列
可能有多个
B.酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接
C.酶a与酶b切断的化学键不完全相同
D.用酶a切割有3个切割位点的环状DNA分子，得到4种切割产物
及时反馈　知识落实
√
由题图可知，酶a与酶b的识别序列虽然不同，但切出的黏性末端相同(或互补)，互补的黏性末端能相互连接，B错误；
酶a与酶b切断的化学键均为相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；
用酶a切割有3个切割位点的环状DNA分子，无法得到4种切割产物，D错误。
解析　一个DNA分子中，可能存在一个至多个酶a与酶b的识别序列，A正确；
2.在基因工程操作过程中，DNA连接酶的作用是
A.将任意两个DNA片段连接起来
B.将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，包括DNA片段和碱基对之
间的氢键
C.连接具有互补黏性末端或平末端的DNA片段，即形成磷酸二酯键
D.只连接具有相同黏性末端的DNA片段碱基对之间的氢键
√
解析　DNA连接酶将具有互补的黏性末端或平末端的DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，C正确。
二、“分子搬运工”——载体
1.概念：将外源基因导入 ，并使其在受体细胞中稳定______
，还需要一定的“分子搬运工”，基因工程上将它们称为载体。
2.种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动物病毒等。
3.质粒载体应该具有的DNA序列
教材梳理
预习新知　夯实基础
序列 原因
_________ 使外源基因在受体细胞中稳定复制和遗传
标记基因 用于 重组DNA分子
多种 的切割位点 供外源基因的插入
受体细胞
遗传和
表达
复制原点
限制酶
鉴定和选择
(1)作为载体的质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因(　　)
(2)质粒是环状双链DNA分子，是基因工程常用的载体(　　)
(3)载体的作用是携带外源基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达
(　　)
(4)载体(如质粒)和细胞质膜中的载体蛋白的成分相同(　　)
(5)基因工程上用作载体的质粒一般都经过人工改造(　　)
判断正误
×
√
√
×
√
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。如图所示：
关键点拨
核心探讨
如图所示为大肠杆菌及质粒的结构模式图，据图探究以下问题：
突破重难　强化素养
1.a代表的物质和质粒都能进行自我复制，它们的化学本质都是 。
2.某外源基因切割末端为 ，若质粒也可用同种限制酶处理，质粒应有的一段核苷酸序列及被该限制酶切割后的末端分别是什么？
提示　—ACGCGT—　CGCGT—
　 —TGCGCA—；　　　A—
DNA
3.氨苄青霉素抗性基因能控制某物质的合成，该物质能抵抗氨苄青霉素，使含有该基因的生物能在含氨苄青霉素的环境中存活。因此，氨苄青霉素抗性基因在基因工程载体上起什么作用？
提示　用作标记基因，便于重组DNA分子的鉴定和筛选。
4.由以上分析总结作为载体必须具备哪些条件？
提示　作为载体必须具备的条件：①必须有多种限制酶切割位点；
②必须具备自我复制的能力；
③必须具有适合的标记基因。
核心归纳
质粒的特点、本质及作为载体所具备的条件
(1)特点：质粒是一种裸露的、结构简单、具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
(2)本质：质粒是独立于真核细胞的细胞核或原核细胞的拟核DNA之外的小型DNA分子，不是细胞器。
(3)质粒作为载体所具备的条件
条件 原因
稳定存在并能自我复制(有复制原点) 目的基因稳定存在且数量可扩大
有多种限制酶切割位点 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分子的鉴定和选择
无毒害作用 避免受体细胞受到损伤
典题应用
3.(2021·江苏扬州中学高二期中)作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是
A.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的
基因
B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C.具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D.对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA分子的鉴定和选择
及时反馈　知识落实
√
解析　作为载体必须能在宿主细胞内稳定保存并大量复制，A正确；
应有多个限制酶切割位点，供目的基因的插入，B错误；
应具有标记基因，以便重组DNA分子的鉴定和选择，C错误；
应对宿主细胞无伤害，以便目的基因能够与其结合，D错误。
4.某细菌质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)示意图，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是
插入点 细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长状况 细菌在含四环素的培养基上的生长状况
① 能生长 能生长
② 能生长 不能生长
③ 不能生长 能生长
A.①是c；②是b；③是a
B.①是a和b；②是a；③是b
C.①是a和b；②是b；③是a
D.①是c；②是a；③是b
√
网络构建
课时对点练
题组一　基因工程的发展历程和工具酶
1.下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是
A.基因工程是在遗传学、生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基
础上发展起来的
B.工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能
C.质粒是一种具有自我复制能力的环状DNA分子
D.基因工程必须在同物种间进行
√
对点训练
解析　基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物的遗传性状，D项错误。
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2.科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程。实施该工程的最终目的是
A.定向提取生物体的DNA分子
B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C.在生物体外对DNA分子进行改造
D.产生人类需要的基因产物
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解析　基因工程是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA，然后导入受体细胞，并使其在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。
3.科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列关于这一先进技术的理论依据不正确的是
A.所有生物共用一套遗传密码
B.基因能控制蛋白质的合成
C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都
遵循相同的碱基互补配对原则
D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先
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解析　题干表述的是目的基因导入受体细胞并得以表达的过程，目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质，说明控制其合成的mRNA上的密码子是共用的，相同的密码子决定相同的氨基酸，A项正确；
基因是通过转录获得mRNA，进而控制蛋白质的合成，B项正确；
基因通常是有遗传效应的DNA片段，只要是双链DNA都遵循碱基互补配对原则，其组成原料都是四种脱氧核苷酸，C项正确；
生物之间是否有共同的原始祖先与DNA重组技术之间没有必然关系，D项错误。
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4.DNA连接酶连接的是
A.脱氧核糖和磷酸 B.脱氧核糖和碱基
C.碱基和磷酸 D.碱基和碱基
√
解析　DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸之间的脱氧核糖和磷酸形成磷酸二酯键。
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5.下列关于基因工程中的DNA连接酶的叙述，不正确的是
A.DNA连接酶的化学本质是蛋白质
B.DNA连接酶能够连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键
C.基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA连接酶
D.根据来源不同，DNA连接酶可分为E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶
两大类
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解析　DNA连接酶的化学本质是蛋白质，根据来源不同可分为E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶两大类，DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键，而DNA聚合酶连接的是DNA片段与游离的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶，故选C。
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6.下列关于如图所示黏性末端的叙述，正确的是
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A.①与③是由相同限制酶切割产生的
B.DNA连接酶可催化①与③的连接
C.经酶切形成④需要脱去2分子水
D.DNA连接酶与DNA聚合酶均能作用于上述黏性末端
√
解析　①与③的黏性末端相同，但它们的识别序列不同，应不是相同的限制酶切割产生的，A项错误；
酶切获得④需要消耗2分子水，C项错误。
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7.下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是
A.DNA连接酶、限制性内切核酸酶、
解旋酶
B.限制性内切核酸酶、解旋酶、
DNA连接酶
C.解旋酶、限制性内切核酸酶、DNA连接酶
D.限制性内切核酸酶、DNA连接酶、解旋酶
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解析　限制性内切核酸酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂；DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；解旋酶能使DNA分子双螺旋结构解开，氢键断裂；所以①处是解旋酶作用部位，②处是限制性内切核酸酶作用部位，③处是DNA连接酶作用部位。
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题组二　“分子搬运工”——载体
8.质粒是细菌中的有机分子，下列对其描述正确的是
A.质粒完全水解后最多可产生4种化合物
B.质粒能够自主复制
C.质粒中含有两个游离的磷酸基团
D.质粒是基因工程的工具酶
解析　质粒是一种具有自主复制能力的很小的双链环状DNA分子，不含游离的磷酸基团，完全水解后最多可产生6种化合物：脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基，A、C错误，B正确；
质粒是基因工程的载体，不是工具酶，D错误。
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9.下列有关基因工程中载体的说法，正确的是
A.质粒是一种独立于细菌拟核外的链状DNA分子
B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体
C.质粒载体的复制和表达不遵循中心法则
D.作为载体的质粒常含有抗生素抗性基因
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解析　质粒是一种独立于细菌拟核外的环状DNA分子，A错误；
天然的质粒一般不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒一般都是经过人工改造的，B错误；
质粒载体的复制和表达遵循中心法则，C错误；
作为载体的质粒常含有抗生素抗性基因，可以作为标记基因，对重组DNA分子进行鉴定和筛选，D正确。
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10.限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓TTAAG—
和—G↓AATTC—。下图表示四种质粒和目的基因，其中，质粒上箭头所指部位为酶的识别位点，阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是
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解析　用限制酶MunⅠ切割A质粒后，不会破坏标记基因，而且还能产生与目的基因两侧黏性末端相同的末端，适于作为目的基因的载体，A正确；
B质粒没有标记基因，不适于作为目的基因的载体，B错误；
C、D质粒含有标记基因，但用限制酶切割后，标记基因会被破坏，因此不适于作为目的基因的载体，C、D错误。
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选择题11～12题为单选题，13～16题为多选题。
11.已知一双链DNA分子，用限制酶Ⅰ切割得到长度为120 kb(kb：千碱基对)的片段；用限制酶Ⅱ切割得到40 kb和80 kb的两个片段；同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割时，得到10 kb、80 kb和30 kb的3个片段。据此分析该双链DNA分子结构及酶切位点情况为
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解析　该DNA分子为环状DNA，用限制酶Ⅰ切割得到长度为120 kb片段，用限制酶Ⅱ切割得到40 kb和80 kb两个片段，则说明该DNA上限制酶Ⅰ有1个酶切位点，限制酶Ⅱ有两个酶切位点；同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割时，得到10 kb、80 kb和30 kb共3个片段，则说明限制酶Ⅰ的酶切位点位于限制酶Ⅱ切割后的40 kb片段中，选项中只有D符合，故D正确。
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12.下面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，箭头表示一种限制性内切核酸酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是
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解析　A项破坏了复制必需的序列，重组质粒将无法进行复制；
B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，含重组DNA的细胞在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长；
C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，含重组DNA的细胞能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长；
D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏，含重组DNA的细胞能在氨苄青霉素培养基上生长而不能在四环素培养基上生长。
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13.(2021·山东济宁市高二期中)对下图所示黏性末端的相关说法正确的是
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A.甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制性内切核酸酶催化产生的
B.甲、乙的黏性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能
C.DNA连接酶作用位点在b处，催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键
D.切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
√
√
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解析　切割产生甲的限制酶的识别序列为GAATTC//CTTAAG，切割产生乙的限制酶的识别序列为CAATTG//GTTAAC，切割产生丙的限制酶的识别序列为CTTAAG//GAATTC，由此可见，甲、乙、丙的黏性末端是由三种限制酶催化产生的，A正确；
甲、乙的黏性末端相同，因此可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子，但甲、丙的黏性末端不同，它们之间不能形成重组DNA分子，B正确；
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DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，即作用在a处，C错误；
切割甲的限制酶的识别序列为GAATTC//CTTAAG，而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为GAATTG//CTTAAC，因此切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子，D正确。
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14.下列关于基因工程中几种酶的叙述，正确的是
A.限制酶可水解DNA上相邻核苷酸间的磷酸二酯键
B.DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接起来
C.DNA聚合酶能够从核苷酸片段末端延伸DNA或RNA
D.逆转录酶以一条DNA链为模板合成互补的DNA
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√
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解析　DNA聚合酶只能从核苷酸片段末端延伸DNA而不能延伸RNA，C错误；
逆转录酶以一条RNA链为模板合成互补的DNA，D错误。
15.下列有关基因工程和酶的相关叙述，错误的是
A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性
B.载体的本质与载体蛋白不相同
C.限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸
D.DNA连接酶可催化游离的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链
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解析　同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，只能识别特定的核苷酸序列，具备专一性，A错误；
载体的化学本质是DNA，与载体蛋白不同，B正确；
限制酶能切割DNA，不能切割烟草花叶病毒的核酸RNA，C正确；
DNA连接酶可催化不同的DNA片段连接起来，游离的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链是DNA聚合酶的功能，D错误。
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16.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述不正确的是
A.用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被
断开
B.限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大
C.序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同
D.T4 DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接
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√
√
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解析　用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开，A错误；
序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；
T4 DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，但只有T4 DNA连接酶可以连接平末端，D错误。
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17.根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)限制酶切割DNA分子后产生的DNA片段，其末端类型通常有________
和 。
(2)质粒载体用限制酶X(识别的序列由6个核苷酸组成)切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
该酶识别的序列为 ，切割的部位是 ___ ____
______。
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平末端
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黏性末端
G和A之间的磷酸二
酯键
(3)为使切割后的载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外，还可用限制酶Y切割，两种酶共同的特点是______________
。
解析　质粒载体可以用限制酶X切割，也可以用另一种限制酶Y切割，说明两种酶切割产生的黏性末端相同。
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割后形成的黏性末端相同
两种限制酶切
(4)按来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即 DNA连接酶和 DNA连接酶，其中后者只能连接一种末端。
解析　基因工程使用的DNA连接酶，按来源可分为E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，其中只能连接黏性末端的是E.coli DNA连接酶。
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E.coli
T4
(5)基因工程中除质粒外， 和 也可作为载体。
λ噬菌体的衍生物
动物病毒
18.某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。请回答下列问题：
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具有标记基因、含多种限制酶切割位点
(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________
___________________________________(答出两点即可)。
能自我复制、
解析　作为载体必须具备如下特点：①能自我复制，从而在受体细胞中稳定保存；
②含标记基因，以供重组DNA的鉴定和选择；
③具多种限制性内切核酸酶切割位点，以便外源DNA片段插入。
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(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是
_______________ ；并且
和 _______________________ 的细胞也是不能区分的，其原因是_________________________________
____________________。在上述筛选的基础上，
若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大
肠杆菌的单菌落，还需使用含有 ___的固体
培养基。
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二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长
含有质粒载体
含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)
二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在
该培养基上均能生长
四环素
解析　在含有氨苄青霉素的培养基上，只有具有Ampr的大肠杆菌才能够生长。而Ampr位于质粒上，故未被转化的和仅含环状目的基因的大肠杆菌细胞中无Ampr，故不能在培养基中生长，而仅含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌均具有Ampr，因而能在培养基中生长。目的基因的插入破坏了质粒载体的Tetr，
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故含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的固体培养基中生长，从而与仅含有质粒载体的大肠杆菌得以区分。
(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自 。
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受体细胞
解析　噬菌体是病毒，无细胞结构，无法自主合成DNA，需借助宿主细胞完成DNA复制。
本课结束