人教版选修三 专题1 11 DNA重组技术的基本工具 作业.docx
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人教版选修三专题111DNA重组技术的基本工具作业
专题1 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
课下提能
一、选择题
1.下列关于限制酶的说法正确的是( )
A.限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的
B.一种限制酶通常只能识别一种特定的核苷酸序列
C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
解析:
选B 限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,A错误;一种限制酶通常只能识别一种特定的核苷酸序列,B正确;DNA分子经限制酶切割后会形成黏性末端或平末端,C错误;限制酶的作用部位是双链DNA分子特定核苷酸之间的磷酸二酯键,D错误。
2.(2019·扬州期末)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是( )
A.用限制酶剪切获得一个目的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.T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接
解析:
选B 用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口,有4个磷酸二酯键被断开,A错误;限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大,B正确;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;T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶都能催化黏性末端的连接,其中只有T4DNA连接酶还可以连接平末端,D错误。
3.(2019·深圳期末)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·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两大类
解析:
选C DNA连接酶的化学本质是蛋白质,根据来源不同可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA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。
4.下列关于DNA连接酶的相关叙述,正确的是( )
A.DNA连接酶需要模板,连接的是两条链碱基对之间的氢键
B.DNA连接酶连接的是黏性(平)末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖
C.T4DNA连接酶只能连接黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖
D.E·coliDNA连接酶既能连接平末端,又能连接黏性末端
解析:
选B DNA连接酶不需要模板,催化形成的是磷酸二酯键,A错误;DNA连接酶连接的是黏性(平)末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖,使两者之间形成磷酸二酯键,B正确;T4DNA连接酶既可以连接黏性末端,也可以连接平末端,连接的是两条链主链上的磷酸和脱氧核糖,C错误;E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端,D错误。
5.(2019·太原一模)研究人员想将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内,以表达产生生长激素。
已知质粒中存在两个抗性基因:
A是抗链霉素基因,B是抗氨苄青霉素基因,且目的基因不插入到基因A、B中,而大肠杆菌不带任何抗性基因,则筛选获得“工程菌”的培养基中应加抗生素( )
A.仅有链霉素
B.仅有氨苄青霉素
C.同时有链霉素和氨苄青霉素
D.无链霉素和氨苄青霉素
解析:
选C 分析题意可知,质粒中存在两个抗性基因:
A是抗链霉素基因,B是抗氨苄青霉素基因,且目的基因不插入到基因A、B中,即目的基因的插入不会导致标记基因失活。
由于“工程菌”中具有两种标记基因即抗性基因,所以在培养基中同时加入这两种抗生素,即可挑选出相应的工程菌。
6.下列有关基因工程的叙述,错误的是( )
A.最常用的载体是质粒
B.工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA聚合酶
C.该技术人为地增大了生物变异的范围,实现了种间遗传物质的交换
D.基本原理是基因重组
解析:
选B 基因工程中最常用的载体是质粒,A正确;基因工程的工具主要有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体,其中限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两种工具酶,B错误;基因工程可按照人们的意愿定向改造生物的性状,这人为地增大了生物变异的范围,实现了种间遗传物质的交换,C正确;基因工程的基本原理是基因重组,D正确。
7.(2019·河西三模)如图为限制酶BamHⅠ和BglⅡ的识别序列及切割位点,实验中用BamHⅠ切割DNA获得目的基因,用BglⅡ切割质粒,并将它们拼接得到重组质粒。
下列相关叙述正确的是( )
A.在酶切过程中,要控制好酶的浓度、温度和反应速率等因素
B.经两种酶处理得到的重组质粒不一定能再被这两种酶所识别
C.目的基因经BglⅡ切割后形成的黏性末端是—CTACG
D.分别用两种限制酶切割,保证了目的基因定向插入质粒
解析:
选B 影响酶促反应的因素有温度、pH、酶浓度、底物浓度等,因此酶切过程中,需控制好酶浓度、温度和反应时间等因素,A错误;经两种酶处理得到的重组质粒不一定能再被这两种酶所识别,B正确;目的基因经BglⅡ切割后形成的黏性末端是—CTAG,C错误;分别用两种限制酶切割DNA和质粒,由于形成的黏性末端相同,因此并不能保证目的基因定向插入质粒,D错误。
8.(2019·启东期末)如图为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、限制酶、解旋酶
B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.限制酶、DNA连接酶、解旋酶
D.解旋酶、限制酶、DNA连接酶
解析:
选D ①是氢键,是解旋酶的作用位点;②是磷酸二酯键,限制酶可将其断裂;③是DNA连接酶,可将DNA片段之间的磷酸二酯键连接起来。
9.如图是4种限制酶的识别序列及其酶切位点,下列叙述错误的是( )
A.不同类型的限制酶切割后,有的产生黏性末端,有的产生平末端
B.不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端
C.用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒,连接形成重组DNA分子后,重组DNA分子仍能被酶2识别
D.用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后,其产物经T4DNA连接酶催化不能连接形成重组DNA分子
解析:
选D 不同类型的限制酶切割后,有的产生黏性末端(酶1和酶2),有的产生平末端(酶3和酶4),A正确;不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端,如题图中的酶1和酶2,B正确;用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒,形成的末端序列相同,连接形成重组DNA分子后,重组DNA分子仍能被酶2识别,C正确;用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后,其产物经T4DNA连接酶催化可以连接形成重组DNA分子,这是因为T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端,D错误。
10.下列四条DNA片段中可能是由同一种限制酶切割而成的是( )
A.①②B.②③
C.③④D.②④
解析:
选D 只有②和④的黏性末端的碱基是互补的,可能是由同一种限制酶切割而成的。
11.图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点,ampr表示氨苄青霉素抗性基因,neo表示新霉素抗性基因。
下列叙述正确的是( )
A.图甲中的质粒用BamHⅠ切割后,含有4个游离的磷酸基团
B.在构建重组质粒时,可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNA
C.用PstⅠ和HindⅢ切,可以保证重组DNA序列的唯一性
D.导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长
解析:
选C 甲中的质粒只有一个BamHⅠ切割位点,切割后形成一个直链DNA,含2个游离的磷酸基团,A错误;BamHⅠ切割位点在目的基因上,不能用该酶切割外源DNA,B错误;用PstⅠ和HindⅢ切割质粒切成两个片段,用PstⅠ和HindⅢ能将外源DNA切开,只有含目的基因的片段通过DNA连接酶与质粒连接形成的重组质粒符合要求,从而保证重组DNA序列的唯一性,C正确;导入目的基因的大肠杆菌,其重组质粒是用PstⅠ和HindⅢ切割的,其中的ampr(氨苄青霉素抗性基因)已被破坏,D错误。
12.(2019·宜春联考)限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。
如图表示四种质粒和含目的基因的DNA片段,其中,箭头所指部位为限制酶的识别位点,质粒的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( )
解析:
选A 由图可知,质粒B上无标记基因,不适合作为载体;质粒C和D的标记基因上都有限制酶的识别位点;只有质粒A上具有与目的基因两端相同的识别序列,且限制酶EcoRⅠ不会破坏标记基因。
二、非选择题
13.根据基因工程的有关知识,回答下列问题。
(1)限制酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有____________和____________。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是__________________。
(3)按其来源不同,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。
(4)基因工程中除质粒外,______________和______________________也可作为运载体。
解析:
(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端。
(2)若用不同的酶切割目的基因,形成的末端一定要与EcoRⅠ切割运载体产生的末端相同,这样才能互补连接。
(3)根据酶的来源,可将DNA连接酶分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类。
(4)基因工程中常用的运载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。
答案:
(1)黏性末端 平末端
(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同 (3)E·coli T4 (4)动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
14.如表所示为几种限制酶的识别序列及其切割位点,图1和图2表示基因工程部分操作过程。
请回答下列问题:
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
EcoRⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割位点
(1)从表中四种酶的切割位点看,可以切出平末端的酶是__________。
(2)将目的基因与质粒DNA缝合时,两条链上的磷酸、脱氧核糖在____________酶的作用下连接起来,形成磷酸二酯键;两条链间的碱基对通过________连接起来。
(3)图2中的质粒分子可被表中________酶切割,切割后的质粒含有________个游离的磷酸基团。
(4)若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________。
(5)在相关酶的作用下,甲与乙________(填“能”或“不能”)拼接起来。
说明理由______________________________________。
解析:
(1)由表格中四种限制酶切割位置可知,SmaⅠ可切出平末端。
(2)目的基因与质粒缝合时用DNA连接酶进行连接,形成磷酸二酯键,两条链之间的碱基通过碱基互补配对原则形成氢键连接起来。
(3)根据质粒的碱基序列可知,质粒分子可被EcoRⅠ酶切割,切割后形成链状DNA,有2个游离的磷酸基团。
(4)DNA分子中C—G碱基对越多,热稳定性越高,由题中表格可知,SmaⅠ酶切割的序列中碱基对都是C—G,所以SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越高。
(5)由图可知,甲和乙的黏性末端相同,在DNA连接酶的作用下可以拼接起来。
答案:
(1)SmaⅠ酶
(2)DNA连接 氢键 (3)EcoRⅠ 2 (4)高 (5)能 二者具有相同的黏性末端
15.如图为大肠杆菌及载体质粒的结构模式图,据图回答下列问题。
(1)a代表的物质和质粒的化学本质相同,都是________,二者还具有其他共同点,如①____________________,②____________________(写出两条即可)。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为
,则与之连接的目的基因的切割末端(用同种限制酶切割产生)应为__________________;可使用______________把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为______________,其作用是______________________________。
(4)下列可在基因工程中作为载体的是________(多选)。
A.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
B.λ噬菌体的衍生物
C.大肠杆菌的质粒
D.动植物病毒
E.动物细胞的染色体
解析:
(1)质粒是基因工程中最常用的载体,是一种具有自我复制能力的小型环状DNA分子,具有一至多个限制酶切割位点,便于连接目的基因。
(3)质粒具有标记基因,便于重组DNA的鉴定和选择。
(4)大肠杆菌的质粒是基因工程中常用的载体,除质粒外,λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等也可作为基因工程的载体。
抗虫基因属于目的基因,不能作为载体;染色体的主要成分是DNA和蛋白质,不属于载体。
答案:
(1)DNA 能够自我复制 具有遗传效应
(2)
DNA连接酶 (3)标记基因 便于重组DNA的鉴定和选择 (4)BCD
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