- 157.00 KB
- 2021-10-11 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
“限制酶”考点分析
“限制酶”是高考试题中命题频率较高的知识点,也是高考备考的核心知识
点。下面结合典型试题,对相关知识进行归纳和整合,希望能对广大考生的复习
备考有所裨益。
一、酶切结果的推导
限制酶作为酶类,决定其催化作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特
点。其中专一性的具体表现为:某种限制酶只能催化 DNA 上特定序列特定位点
的磷酸二脂键水解,结果是使 DNA 分子被分割成不同的 DNA 片段。限制酶所
识别的双链 DNA 上的序列具有“回文对称”性质,即无论是奇数个碱基还是偶
数个碱基,都可以找到一条中心轴线,中心轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反
向对称重复排列的。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分
别切开时,即错位平切,产生的是黏性末端;当限制酶在它识别序列的中心轴线
处切开时,即平切,产生平末端。错位切的限制酶在基因工程中最常使用,因为
与平末端相比较,黏性末端更有利于 DNA 片段的连接。
例 1 下面是 5 种限制性内切酶对 DNA 分子的识别序列和剪切位点图(↓表
示剪切点、切出的断面为黏性末端):限制酶 1:——↓GATC——;限制酶 2:
——CATG↓——;限制酶 3:——G↓GATCC——;限制酶 4:
——CCGC↓GG——;限制酶 5:——↓CCAGG——。请指出下列哪组表达正
确( )
A.限制酶 2 和 4 识别的序列都包含 4 个碱基对
B.限制酶 3 和 5 识别的序列都包含 5 个碱基对
C.限制酶 1 和 3 剪出的黏性末端相同
D.限制酶 1 和 2 剪出的黏性末端相同
解析:限制酶 2、3、4、5 识别的序列分别包括 4 个、6 个、6 个、5 个碱
基对,故 A、B 错。限制酶 1 和 2 切割产生的黏性末端不同。限制酶 1 剪出的黏
性末端是:—C T A G,限制酶 2 剪出的黏性末端是:—C A T G,限制酶 3 切
割产生的黏性末端是:—C T A G,故 D 错。
答案 C
二、酶切方法的选择
构建重组质粒,需要用限制酶分别切割含目的基因的 DNA 片段和质粒,切
割方法主要有单酶切和双酶切。单酶切是指用同一种限制酶对含目的基因的
DNA 和质粒进行切割,目的基因序列的两边必须各有一个能被该限制酶识别的
序列及切点,而质粒至少有一个识别序列及切点,这样被切割的质粒与切下的目
的基因两边形成相同的黏性末端,以实现连接而形成重组质粒,有时也可以用两
种不同的限制酶(同尾酶)切割产生相同的黏性末端。双酶切是指用两种限制酶
进行切割,含目的基因的 DNA 和质粒上都必须有能被这两种限制酶识别的序列
及切点,结果两者都会产生具有两种不同的黏性末端的 DNA 片段,两个末端分
别用 A 与 B 表示,然后混合起来,那么载体分子的 A 端与目的基因的 A 端连接,
载体分子的 B 端与目的基因的 B 端连接,形成重组 DNA 分子,这样就可以避免
DNA 连接酶催化时被切割后的质粒自连成环的现象,并能保证质粒与目的基因
的定向连接。
例 2 基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛
选。已知限制酶 I 的识别序列和切点是—G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和
切点是-↓GATC-。根据图示,判断下列操作正确的是( )
A.质粒用
限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
B.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割
C.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
D.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
解析:在切割质粒时应遵循一个原则:不能同时将两个标记基因切开,至少
保留一个,所以只能用酶Ⅰ切割,而从目的基因两侧碱基序列可知,只能用酶Ⅱ
才得到含目的基因的 DNA 片段。
答案:A
例 3 如图是利用基因工程技术培育转基因植物,生产可食用疫苗的部分过程
示意图,其中 PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶,SmaⅠ
的识别序列和切点是——C↓CCGGG—。下列说法错误的是( )
A.图中质粒分子经 SmaⅠ
切割前后,分别含有 0、2 个游离的磷酸基团
B.要用 PstⅠ和 EcoRⅠ这两种限制酶分别去切割含抗原基因的 DNA、质
粒
C.对图中质粒进行改造,插入的 SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越
低
D.抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来
解析:因为该质粒为环状,所以在没有经过 SmaⅠ切割前,其不含游离的磷
酸基团,当被 SmaⅠ酶切割后该质粒变成以一条 DNA 分子,含有两条单链,而
在每条单链的 5′端会都含有一个游离的磷酸基团。构建过程中需要将目的基因完
整切割下来,此时要用到限制酶 PstⅠ、EcoRⅠ,质粒的切割也要用这两种限制
酶,与只使用一种限制酶相比较,其优点在于能防止质粒和含目的基因的外源
DNA 片段自身环化,同时确保构建的重组质粒只有一种。因为对该该质粒进行
改造是只插入 SmaⅠ酶切位点,相对于质粒的热稳定性而言,含有的 C-G 碱基
对越多,则所含的氢键越多,其热稳定性越高。抗卡那霉素基因是标记基因,目
的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞。
答案:C
三、酶切图谱的构建
酶切图谱是指选取某一特定长度的 DNA 分子,用多种限制酶单独或联合切
割,再通过电泳技术将酶切片段进行分离,计算相对大小,以确定每一种限制酶
在 DNA 分子中的切点位置和相对距离,并据此绘制而成的物理图谱(一般以直
线或环状图式表示)。
例 4 用限制酶 EcoRⅤ、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒,得到的 DNA
片段长度如下图(1kb 即 1000 个碱基对),请在下图中画出质粒上 EcoRⅤ、MboⅠ
的切割位点。
解析:分析题中
图解可知,用 EcoRⅤ切割质粒只得到长度为 14 kb 的一个片段,说明该酶在质
粒上只有 1 个切点;同理可以推测 MboⅠ在质粒上有 2 个切点;由图中可以看
出同时用两种限制酶切割时得到了 3 个片段,由此可以推测限制酶 EcoRⅤ的切
点在图中 11.5 kb 的 DNA 片段中。具体切割位点见答案。
答案:见右图:
变式训练
1. 下列四条 DNA 分子,彼此间具有粘性末端的一组是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
答案:D
2. 在 DNA 测序工作中,需要将某些限制酶的限制位点在 DNA 上定位,使其成为
DNA 分子中的物理参照点,这项工作称为“限制酶图谱的构建”。现用限制酶 Hind
Ⅲ、BamHI 以及二者的混合物分别降解一个 4kb(1kb 即 1 千个碱基对)大小的
线性 DNA 分子,然后通过某种方法将获得的不同长度的 DNA 片段分开,结果如
下图所示:
据此分析,这两种限制酶在该 DNA 分子上的限制位点数目是以下哪一组( )
A.HindⅢl 个,BamHI2 个 B.HindⅢ2 个,BamHI3 个
C.HindⅢ2 个,BamHI1 个 D.HindⅢ和 BamHI 各有 2 个
答案:A
3. 图 1 表示含有目的基因 D 的 DNA 片段长度(bp 即碱基对)和部分碱基序列,图
2 表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有 Msp I、BamH I、Mbo I、Sma I4
种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为 C↓CGG、G↓GATCC、
↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题
(1)图 1 的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接。
(2)若用限制酶 SmaI 完全切割图 1 中 DNA 片段,产生的末端是 末端,
其产物长度为 。
(3)若图 1 中虚线方框内的碱基对被 T-A 碱基对替换,那么基因 D 就突
变为基因 d。从杂合子中分离出图 1 及其对应的 DNA 片段,用限制酶 Sma I 完
全切割,产物中共有 种不同长度的 DNA 片段。
(4)若将图 2 中质粒和目的基因 D 通过同种限制酶处理后进行连接,形成
重组质粒,那么应选用的限制酶是 。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质
粒的大肠杆菌,一般需要用添加 的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质
粒的大肠杆菌菌株中目的基因 D 不能正确表达,其最可能的原因是 。
答案:(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平 537bp、790bp、661bp
(3)4
(4)BamH I 抗生素 B 同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因 D
与质粒反向链接
相关文档
- 高考生物复习:复习讲义:植物的激素调2021-10-113页
- 2013上海高考生物真题及标准答案2021-10-1115页
- 2021高考生物一轮复习第九单元生物2021-10-1112页
- 2021届高考生物一轮复习第七单元生2021-10-1155页
- 江苏省2020届高考生物二轮复习考前2021-10-113页
- 专题04 遗传的细胞基础和分子基础-2021-10-1127页
- 2021高考生物一轮复习第5单元遗传2021-10-114页
- 2021届高考生物一轮复习第二单元细2021-10-1187页
- 江苏省2021高考生物一轮复习专题92021-10-1122页
- 【生物】2021届新高考生物一轮复习2021-10-1116页