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