新人教选修3生物同步练习DNA重组技术的基本工具.docx

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新人教选修3生物同步练习DNA重组技术的基本工具

ZHUANTIYI|专题1　基因工程

1．1　DNA重组技术的基本工具

课堂知能验收

对应学生用书P001　　　　　　　　　　　　　　　　　

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．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据

D．基因工程必须在同物种间进行

答案　D

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错误。

2．下列关于限制性核酸内切酶的说法错误的是（　　）

A．限制性核酸内切酶主要是从微生物细胞中分离提纯的

B．限制性核酸内切酶不能将目的基因连接到不同的载体上

C．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸

D．限制性核酸内切酶既可切割链状DNA也可切割环状DNA

答案　C

解析　限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离出来的，A正确；把目的基因连接到载体上使用的酶是DNA连接酶，B正确；通常一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，C错误。

3．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。

如图所示为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的识别序列。

箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合并且正确的末端互补序列是（　　）

A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互补序列—AATT—

B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互补序列—GATC—

C．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互补序列—AATT—

D．BamHⅠ和BglⅡ；末端互补序列—GATC—

答案　D

解析　限制酶BamHⅠ与BglⅡ虽然识别的核苷酸序列不同，但切割后露出的黏性末端相同，故末端序列可以进行碱基互补配对。

4．“分子缝合针”——DNA连接酶“缝合”的部位是（　　）

A．碱基对之间的氢键

B．碱基与脱氧核糖

C．双链DNA片段间的磷酸二酯键

D．脱氧核糖与脱氧核糖

答案　C

解析　相邻的两个脱氧核苷酸之间由磷酸和脱氧核糖形成的磷酸二酯键连接，DNA连接酶连接的是此化学键。

5．（2017·石家庄一中月考）基因工程载体必须具备的条件中，错误的是（　　）

A．能在受体细胞中复制并稳定保存

B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接

C．能进入受体细胞中并控制其新陈代谢过程

D．在限制酶切点外必须含有标记基因，便于筛选

答案　C

解析　作为基因工程的载体必须能够在受体细胞内复制并稳定保存，有多个限制酶的切点，具有某些标记基因，A、B、D正确；载体的存在与否对受体细胞生存没有决定性作用，即不影响宿主细胞的正常代谢活动，C错误。

6．质粒之所以能作为基因工程的载体，是由于它（　　）

A．含蛋白质，从而能完成生命活动

B．能够自我复制

C．是RNA，能够指导蛋白质的合成

D．具有环状结构，能够携带目的基因

答案　B

解析　质粒是一种小型环状DNA分子，不含蛋白质，A、C错误；质粒在受体细胞中能够自我复制，从而保持连续性，B正确；质粒具有环状结构，但不是作为基因工程载体的必备条件，D错误。

7．下列是基因工程的有关问题，请回答：

（1）限制性核酸内切酶可以识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并可以使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的______________（填化学键名称）断裂，形成的末端总体可分为两种类型，分别是____________________。

（2）目的基因和载体重组时需要的工具酶是______________，与限制性核酸内切酶相比，它对所重组的DNA两端碱基序列________（填“有”或“无”）专一性要求。

（3）如图表示的是构建表达载体时的某种质粒与目的基因。

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—。

分析可知，最好选择限制酶________切割质粒，限制酶________切割目的基因所在的DNA，这样做的好处分别是________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

答案　

（1）磷酸二酯键　黏性末端和平末端

（2）DNA连接酶　无　（3）Ⅰ　Ⅱ　限制酶Ⅰ切割质粒不会把两个标记基因都破坏　目的基因两端均有限制酶Ⅱ的识别序列

解析　

（1）限制性核酸内切酶作用的化学键是磷酸二酯键。

限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成平末端或黏性末端。

（2）目的基因与载体连接需要用DNA连接酶，它连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，对所重组的DNA两端的碱基序列无专一性。

（3）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—，目的基因的两端皆有限制酶Ⅱ的识别序列，用限制酶Ⅰ切割质粒只会破坏一个标记基因，用限制酶Ⅱ切割质粒则会将两个标记基因全部破坏。

8．啤酒酵母菌是啤酒生产上常用的典型的发酵酵母菌，除用于酿造啤酒及其他的饮料酒外，还可发酵面包，菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料。

科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。

基本的操作过程如下：

（1）该技术定向改变了啤酒酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于________。

（2）为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是________。

（3）要使载体与LTP1基因连接，首先应使用________进行切割。

假如载体被切割后，得到的分子末端序列为

，则能与该载体连接的目的基因分子末端有（多选）________，其中与

是同一种限制酶切割的是________。

A.

B.

C.

D.

（4）将LTP1基因片段与载体“缝合”起来，需要________酶，常用的有________________、________________，它们连接的化学键是________，其中能“缝合”两个双链DNA片段的平末端的酶是________。

答案　

（1）基因重组　

（2）（大肠杆菌的）质粒

（3）限制酶　ABC　A　（4）DNA连接　E·coliDNA连接酶　T4DNA连接酶　磷酸二酯键　T4DNA连接酶

解析　

（1）由图可知该技术属于基因工程，该变异属于基因重组。

（2）据图可以看出，载体来自大肠杆菌，一定是质粒。

（3）与

具有相同黏性末端的是A、B、C，它们能相互连接，但与其来自同一种限制酶切割的是A。

（4）不同来源的DNA片段结合需要的酶是DNA连接酶，常用的有E·coliDNA连接酶、T4DNA连接酶，它们连接的化学键是磷酸二酯键，而起到“缝合”平末端作用的连接酶是T4DNA连接酶。

课后提能训练

对应学生用书P003　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．（2018·贵州遵义四中高二月考）下列说法中，正确的是（　　）

A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的

B．限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列

C．利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”

D．限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并使链间的氢键断裂

答案　C

解析　DNA连接酶最初是从原核细胞中发现的，A错误；限制酶有多种，每种限制酶都能识别双链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，因此不是所有限制酶的切口都是GAATTC的碱基序列，B、D错误；利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为分子水平上的“克隆”，C正确。

2．（2018·河南师大附中高二月考）下列有关限制性核酸内切酶的叙述中正确的是（　　）

A．用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个

B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大

C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性核酸内切酶切出的黏性末端游离碱基数不同

D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA片段和质粒，才能形成重组质粒

答案　B

解析　用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需要切割目的基因的两侧，因此要断裂4个磷酸二酯键，A错误；限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，B正确；—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端游离碱基数均为四个，C错误；不同的限制性核酸内切酶切割也可能形成相同的末端序列，因此不同限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒，也能形成重组质粒，D错误。

3．下列关于DNA连接酶作用的叙述，正确的是（　　）

A．不能将单个核苷酸加到某DNA片段末端

B．一种DNA连接酶只能连接某一特定序列的DNA片段

C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键

D．只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA片段平末端之间进行连接

答案　A

解析　DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键，并不是只能作用于某一特定序列，A正确，B、C错误；T4DNA连接酶既可以连接DNA片段互补的黏性末端，也可以连接平末端，但连接平末端的效率比较低，D错误。

4．如图所示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、限制性核酸内切酶、解旋酶

B．限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶

C．解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶

D．限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶

答案　C

解析　使氢键断裂的酶是解旋酶，限制性核酸内切酶使相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，连接DNA片段之间的磷酸二酯键的酶是DNA连接酶。

5．（2017·云南师大附中月考）下列有关酶的叙述，正确的是（　　）

A．同种限制酶既可以切割目的基因所在片段又可以切割质粒，因此不具备专一性

B．RNA聚合酶和DNA聚合酶都可以催化遗化信息的转录

C．限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸

D．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键

答案　C

解析　一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子，因此具有专一性，A错误；DNA聚合酶不能催化遗传信息的转录，B错误；烟草花叶病毒的核酸为RNA，不能用限制酶切割，C正确；DNA连接酶可催化DNA片段间的磷酸二酯键的形成，D错误。

6．（2018·天津六校联考）下列有关基因工程的叙述正确的是（　　）

A．DNA连接酶的作用是使互补的黏性末端之间发生碱基A与T，C与G之间的连接

B．基因工程中使用的载体最常见的是大肠杆菌

C．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞并可促进目的基因的表达

D．基因工程造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，但却产生了定向变异

答案　D

解析　DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，A错误；基因工程中使用的载体最常见的是质粒，B错误；载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，C错误；基因工程能按照人们的意愿定向改造生物的性状，其原理是基因重组，D正确。

7．下图表示两种限制酶识别DNA分子的特定序列，并在特定位点对DNA分子进行切割的示意图，请回答以下问题：

（1）图中甲和乙代表________________。

（2）EcoRⅠ、HpaⅠ代表________________。

（3）图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为________、________。

甲中限制酶的切点是________之间，乙中限制酶的切点是________之间。

（4）由图解可以看出，限制酶的作用特点是_______________________________________。

（5）如果甲中G碱基发生基因突变，可能发生的情况是_______________________________________________。

答案　

（1）有特定脱氧核苷酸序列的DNA片段

（2）两种不同的限制酶（限制性核酸内切酶）

（3）黏性末端　平末端　G、A　T、A

（4）能识别双链DNA分子的特定脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将DNA分子切开

（5）限制酶不能识别切割位点

解析　

（1）由图示看出，甲和乙代表由脱氧核苷酸构成的有不同的酶切位点的DNA片段。

（2）EcoRⅠ和HpaⅠ能切割DNA分子，说明它们是限制酶（限制性核酸内切酶）。

（3）甲中切点在G、A之间，切口在识别序列中轴线两侧，形成黏性末端；乙中切点在T、A之间，切口在识别序列中轴线处，形成平末端。

（4）限制酶能识别DNA分子的特定核苷酸序列，并从特定位点切割DNA分子。

（5）当特定核苷酸序列变化后，就不能被相应限制酶识别。

8．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点，请回答下列问题：

（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________、________个游离的磷酸基团。

（2）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________。

（3）要用图1中的质粒和图2中外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是______________________________。

（4）图1中的质粒本质为____________，具有____________能力，是基因工程中________的载体。

除质粒外，基因工程中还可以用____________、________________等作为载体。

（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。

答案　

（1）0　2　

（2）高

（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因

（4）环状DNA分子　自我复制　最常用　λ噬菌体衍生物　动植物病毒

（5）DNA连接

解析　

（1）质粒被切割前为环状DNA分子，所有磷酸基团均参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。

从图1可以看出质粒上只含有一个SmaⅠ的切割位点，因此质粒变成线性DNA分子，含2个游离的磷酸基团。

（2）由题目可知SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间形成3个氢键，所以插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越高。

（3）质粒中的抗生素抗性基因为标记基因，由图1、图2知标记基因和外源DNA中的目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点，都可以被SmaⅠ酶切。

（4）质粒本质为环状DNA分子，在受体细胞中可以自我复制，是基因工程中最常用的载体，除质粒外基因工程中还可以用λ噬菌体衍生物、动植物病毒等作为载体。

（5）质粒和目的基因连接后获得重组质粒，需要DNA连接酶进行连接。