时，限制酶会将外源切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源使之失效，从而达到保护自身的目的。为什么限制酶不剪切细菌本身的提示生物在长期演化过程中，含有种限制酶的细菌，其分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有种限制酶也不会使自身的被切断，并且可以防止外源的入侵。你能用图示表示出限制酶是如何切割片段的吗提示如下图新课堂互动探究知识点基因工程中几种重要酶的比较细解教材连接酶与限制性核酸内切酶的比较区别种类作用应用限制性核酸内切酶使特定部位的磷酸二酯键断裂用于提取目的基因和切割载体连接酶在片段之间重新形成磷酸二酯键用于目的基因和载体的连接两者的关系可表示为限制性核酸内切酶与解旋酶的区别相同点都是作用于分子中的化学键。不同点作用部位不同，前者作用于磷酸二酯键，后者作用于氢键。连接酶与聚合酶的比较项目连接酶聚合酶相同点作用实质相同，都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键是否需要模板不需要需要连接的链双链单链作用过程在两个片段之间形成磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸加到已存在的片段上，形成磷酸二酯键作用结果将已存在的片段连接起来合成新的分子不同点用途基因工程复制四种酶的作用部位图解作用于磷磷酸二酯键的酶有限制酶连接酶和聚合酶。作用于氢键的酶有解旋酶。特别提醒限制酶是类酶，不是种酶。不同种类的限制酶识别与切割的位点不同，这体现了酶的专性。黏性末端是指分子在限制酶的作用下形成的具有相同碱基序列而且碱基互补配对的单链末端延伸结构。具黏性末端的片段能够通过互补碱基间的配对重新结合，而具平末端的片段不易结合。限制酶所识别的序列般都可以找到条中轴线如图所示，中轴线两侧的双链上的碱基是反向重复排列的。典例精析南昌二中月考下列关于基因工程工具酶的说法，正确的是连接酶既能够连接平末端，也可以连接黏性末端每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位点进行切割，验证了酶的专性连接酶可以连接任意能够互补的黏性末端，故连接酶没有专性限制酶连接酶和质粒是基因工程常用的工具酶解析连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，故错误每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割分子，说明了酶的专性，故正确连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，具有专性，故错误限制酶和连接酶是基因工程的工具酶，而质粒不是工具酶，故错误。答案跟踪练习晋江期中Ⅰ和Ⅰ限制酶识别的序列均由个核苷酸组成，但切割后产生的结果不同，其识别序列和切割位点图中箭头处如图所示，据图分析下列说法正确的是所有限制酶的识别序列均由个核苷酸组成Ⅰ切割后产生的是黏性末端用连接酶连接平末端和黏性末端的效率样细菌细胞内的限制酶可以切割外源，防止外源入侵解析不是所有限制酶的识别序列均由个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由或个核苷酸组成，项错误据图可知，Ⅰ酶在它识别序列的中心轴线处将片段切开，产生的是平末端，项错误用连接酶连接平末端的效率比较低，项错误细菌细胞内的限制酶可以切割外源，防止外源入侵，是套完善的防御体系，项正确。答案知识点二基因进入受体细胞的载体“分子运输车”细解教材定义要将外源基因如苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因送入受体细胞如棉花的细胞，还需要有运输工具，这就是“分子运输车”，又叫载体或运载体。作用作为运输工具，将目的基因导入受体细胞中。利用它在受体细胞内对目的基因进行大量的复制。载体必须具备的三个条件能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。具有特殊的标记基因，以便进行筛选。载体的种类细菌的质粒种裸露的结构简单于细菌拟核之外能够自我复制的小型双链环状分子。噬菌体的衍生物。动植物病毒。特别提醒般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对些天然的载体进行人工改造。限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因进行检测。文昌中学段考下列关于基因工程中载体的叙述，不正确的是目的基因与载体结合的过程发生在细胞外目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变载体对宿主细胞的生理代谢不起决定作用常用的载体有质粒噬菌体的衍生物和动植物病毒等解析目的基因与载体结合的过程发生在细胞外，是人为控制操作的，正确目的基因解析在基因工程中，通常用质粒作为运载体。质粒是裸露的结构简单于细菌拟核之外，并能自主复制的双链环状分子。在质粒上有个至多个限制酶切割位点，供外源片段插入其中，另外质粒上还有标记基因，如四环素抗性基因等。答案下列关于限制酶的说法，错误的是限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的不同的限制酶识别不同的核苷酸序列限制酶能识别特定的核苷酸序列，体现了酶的专性限制酶的作用只是用来提取目的基因解析限制酶的作用是在基因工程中提取目的基因和切割载体。答案下图为分子的切割和连接过程。分子的切割和连接Ⅰ是种酶，其识别序列是，切割位点是与之间的键。切割结果产生的片段末端形式为。不同来源的片段结合，在这里需要的酶应是，此酶的作用是在与之间形成键而起“缝合”作用的。其中能连接平末端的连接酶是。限制性核酸内切限制鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯黏性末端连接酶鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯连接酶解析Ⅰ是种限制酶，从图中可以看出其识别序列是，切割位点是鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。切割后产生的末端形式为黏性末端。要将不同来源的片段连接起来，需要连接酶，其作用是形成磷酸二酯键而将两片段“缝合”起来。连接酶既可以“缝合”黏性末端，也可以“缝合”平末端。根据基因工程的有关知识，回答下列问题。限制酶切割分子后产生的片段，其末端类型有和。质粒载体用Ⅰ切割后产生的片段如下„„„„为使载体与目的基因相连，含有目的基因的除可用Ⅰ切割外，还可用另种限制酶切割，该酶必须具有的特点是。按其来源不同，基因工程中所使用的连接酶有两类，即连接酶和连接酶。基因工程中除质粒外，和也可作为载体。黏性末端平末端切割产生的片段末端与Ⅰ切割产生的相同噬菌体的衍生物动植物病毒解析限制酶切割分子后，露出的末端类型为黏性末端和平末端两种。要想使另种限制酶切割并与之相连接，则需要的限制酶切割后的末端与Ⅰ切割后的末端致。基因工程中使用的连接酶有两种类型即连接酶连接酶。基因工程中常用运载体有质粒噬菌体的衍生物动植物病毒。新视点名师讲座为什么细菌中的限制酶不剪切细菌自身的迄今为止，基因工程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，它们各自可以识别和剪切上特定的核苷酸序列。细菌中的限制酶之所以不剪切自身，是因为微生物在长期的进化过程中形成了套完善的防御机制含有种限制酶的细胞，其分子中或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有种限制酶，也不会使自身的被剪切。载体和质粒的关系基因工程常用的载体有质粒动植物病毒噬菌体的衍生物等，其中质粒是最常用的载体，不能理解成载体就是质粒。质粒与载体的关系方面，质粒是基因工程中最常用的载体，但载体并非都是质粒另方面，并非所有的质粒均适合作为载体，有许多质粒未必完全符合作为载体的条件如没有合适的标记基因等。般情况下，天然质粒往往不能满足作为载体的要求，因此需要根据不同的目的和需求，对质粒进行人工改造。基因工程所使用的质粒载体几乎都是经过改造的。新情境激趣引航多年前，当人们在对噬菌体的宿主特异性的限制修饰现象进行研究时，首次发现了限制性内切酶。细菌可以抵御新病毒的入侵，而这种“限制”病毒生存的办法则可归功于细胞内部可摧毁外源的限制性内切酶。首批被发现的限制性内切酶包括来源于大肠杆菌的Ⅰ和Ⅱ，以及来源于的Ⅱ和Ⅲ。这些酶可在特定位点切开，产生可体外连接的基因片段。研究者很快发现限制酶是研究基因组成功能及表达非常有用的工具。当限制性内切酶的应用在上世纪七十年代流传开来的时候，以为代表的许多公司开始寻找更多的限制性内切酶。除了些病毒以外，限制性内切酶只在原核生物中被发现。人们正在从数以千计的细菌及古细菌中寻找新的限制性内切酶。而对已测序的原核基因组数据分析表明，限制性内切酶在原核生物中普遍存在所有自由生存的细菌和古细菌似乎都能编码限制性内切酶。限制性内切酶的形式多样，从大小上来说，它们可以小到如Ⅱ个氨基酸，也可以比个氨基酸的Ⅰ更大。在已纯化分类的种限制性内切酶中，已发现了超过种的特异识别序列。其中有是在发现的。对具有未知特异识别序列的限制性内切酶的研究发现工作仍在继续。人们从分析细胞提取物的生化角度研究的同时，也采用计算机分析已知的基因组数据，以期有更多的发现。尽管很多新发现的酶的识别序列与已有的重复即同裂酶，仍然有识别新位点的酶不断被发现。上世纪年代，开始克隆并表达限制性内切酶。克隆技术由于将限制性内切酶的表达与原有细胞环境分离开来，避免了原细胞中其它内切酶的污染，从而提高了酶的纯度。此外，克隆技术提高了限制性内切酶的产量，简化了纯化过程，使得生产成本显著降低克隆的基因很容易进行测序分析，表达出的蛋白也能进行射线结晶分析，这使得我们对于克隆产物更加确定。新课堂预习探索学习目标认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。简述重组技术所需三种基本工具的作用。重点简述基因工程中载体需要具备的条件。新知预习基因工程基因工程，又称基因拼接技术或重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把种生物的种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。二基因工程的基本工具限制性核酸内切酶限制酶“分子手术刀”来源主要是从原核生物中分离纯化出来的。功能能够识别双链分子的种特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。结果经限制酶切割产生的片段末端通常有两种形式黏性末端和平末端。连接酶“分子缝合针”作用将切下的双链片段“缝合”，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，拼接成新的分子。种类连接酶从大肠杆菌中分离得到，只连接互补的黏性末端连接酶从噬菌体中分离出来，对于两种末端都能连接，但对平末端连接效率比较低载体“分子运输车”最常用的载体是质粒，它是种裸露的结构简单的于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状分子。其他载体噬菌体的衍生物动植物病毒等。载体的条件能够在细胞中自我复制有个至多个限制酶切割位点，便于外源片段基因的插入具有标记基因，供重组的鉴定和选择在宿主细胞内友好借居，不影响宿主细胞的生命活动分子大小应合适，以便提取和体外操作。激趣应用限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，迄今已从近种不同的微生物中分离出了约种限制酶。你能推测限制酶在原核生物中的作用是什么吗提示原核生物容易受到自然界外源的入侵，但