高中生物同步训练11 DNA重组技术的基本工具新人教版选修3.docx
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高中生物同步训练11DNA重组技术的基本工具新人教版选修3
1..下列对基因工程的理解，正确的是（ ）
①可按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程
②对基因进行人为删减或增添某些碱基
③是体外进行的人为的基因重组
④在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA
⑤主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术
⑥在DNA分子水平上进行操作
⑦一旦成功，便可遗传
A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑥⑦
C．①③⑤⑥⑦D．①②③⑤⑥⑦[来源:
]
解析：
选C。
基因工程是对现有基因的剪切和重组，并没有对基因进行改造，也不是要合成新的DNA。
2.（2012·成都七中高二检测）下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，正确的是（ ）
A．限制性内切酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列
B．限制性内切酶的活性受温度的影响
C．限制性内切酶能识别和切割RNA
D．限制性内切酶只能从原核生物中提取
解析：
选B。
限制性内切酶能够识别并切割双链DNA上特定的核苷酸序列，多数限制性内切酶能够识别6个核苷酸组成的序列，少数可以识别4、5或者8个核苷酸组成的序列。
限制性内切酶的化学本质是蛋白质，活性受温度影响。
限制性内切酶主要从原核生物中获得，同时在某些真核生物细胞内也存在，例如酵母菌。
3.下列关于DNA连接酶的理解正确的是（ ）
A．其化学本质是蛋白质
B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C．它不能被反复使用
D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
解析：
选A。
DNA连接酶的化学本质是蛋白质。
它只可以恢复双链DNA片段间的磷酸二酯键，氢键是分子间的静电吸引力，不需要酶的催化形成。
DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有DNA片段上，仅在DNA复制时使用。
无论何种酶都是催化剂，不作为反应物，可被反复使用。
4.基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是（ ）
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件
D．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选
解析：
选A。
本题考查载体必须具备的条件和理由，条件与理由必须相符。
作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必须能够在宿主细胞内稳定地保存并大量复
制，以便通过复制提供大量的目的基因，所以A项是正确的。
载体要具有某些标记基因，是为了判断目的基因是否进入了受体细胞，从而进行受体细胞的筛选。
载体要具有多个限制酶切点，则是为了便于与外源基因连接。
5.（2012·西安铁一中高二检测）质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内，某细菌质粒上的标记基因如图所示，通过
标记基因可以推知外源基因（目的基因）
是否转移成功。
外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示，外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。
某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析，其中分析正确的是（ ）
实验推论
实验现象[来源:
]
在含青霉素培养基上生长情况
在含四环素培养基上生长情况
目的基因插入位置
A
能生长
能生长
a
B
不能生长
能生长
b
C[来源:
]
能生长[来源:
数理化网]
不能生长
c
D
不能生长
不能生长
c
解析：
选B。
a、b两处分别破坏了抗四环素基因、抗青霉素基因，则在含有四环素、青霉素的培养基上不能生长。
6.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）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA优点在于可以防止___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（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。
（6）现使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1、2中标示的酶切位点及表所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。
①采用BamHⅠ和HindⅢ
酶切，得到________种DNA片段。
②采用EcoRⅠ和HindⅢ酶切，得到________种DNA片段。
解析：
（1）该质粒为环状DNA，经SmaⅠ切割前，不含有游离的磷酸基团，经SmaⅠ切割后形成平末端，含有2个游离的磷酸基团。
（2）SmaⅠ识别的是CCCGGG序列，在C与G之间切割，SmaⅠ酶切位点越多，也就是C—G碱基对越多，C与G之间的氢键（3个）比A与T之间
的氢键（2个）数量多
，其含量越多，质粒的热稳定性越高。
（3）据图1可知，SmaⅠ切割位点在抗生素抗性基因（标记基因）中，据图2可知，SmaⅠ切割位点在目的基因中，因此使用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。
（4）用同一种限制酶处理质粒和外源DNA，再用DNA连接酶连接时，往往会有三种连接形式：
目的基因—质粒、目的基因—目的基因（环化）、质粒—质粒（环化），后两种是我们不需要的，因而要进行筛选。
用两种限制酶处理质粒和外源DNA，因形成的末端不同可避免上述情况的发生。
（5）连接质粒与目的基因的工具酶是DNA连接酶。
（6）分析由BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒，这两种酶的识别序列仍然完整存在，如再用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶进行酶切时，可再度被切开，形成2种DNA片段；而EcoRⅠ的识别序列在原质粒中存在并没有破坏，同时切下的
目的基因中还存在1个EcoRⅠ的识别序列，因此在重组质粒中存在2个EcoRⅠ的识别序列
，如用EcoRⅠ和HindⅢ酶切，可得到3种DNA片段。
答案：
（1）0、2
（2）高
（3
）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（5）DNA连接 （6）2 3
1．限制性核酸内切酶能够识别双链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开。
2．DNA连接酶能够将被限制酶切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。
3．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
[来源:
]
1.基因工程是一种新兴生物技术，实施该工程的最终目的是（ ）
A．定向提取生物体DNA分子
B．定向对DNA分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对DNA分子进行改造
D．定向改造生物遗传性状
解析：
选D。
基因工程也称DNA重组技术，它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术，故实施该工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。
2.如表列举了部分限制酶及其识别的核苷
酸序列和切点，下列叙述错误的是（ ）
[来源:
数理化网]
A.ApaⅠ与PspOMⅠ识别的核苷酸序列相同，但两者切割DNA形成的黏性末端不同
B．不同限制酶可识别相同的核苷酸序列，同一种限制酶也可识别不同的核苷酸序列
C．BciT130Ⅰ将其识别的核苷酸序列切开后，形成的黏性末端都能连接在一起
D．Eco72Ⅰ切割的化学键和RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的化学键相同
解析：
选C。
ApaⅠ与PspOMⅠ识别的序列都是
，由于切点不同，形成的黏性末端也就不同，A正确；从表格信息可知，B正确；BciT130Ⅰ可识别
和
序列，经切割后形成的黏性末端不能互连，C错误；Eco72Ⅰ切割的是磷酸二酯键，RNA聚合酶、DNA聚合酶催化合成的也是磷酸二酯键，D正确。
[来源:
]
3.（2012·北大附中高二检测）下列关于DNA连接酶的叙述正确的是（ ）
①催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接
②催化不同黏性末端的DNA片段之间的连接
③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成
④催化DNA分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成
A．①③ B．②④
C．②③D．①④
解析：
选D。
在DNA重组技术中，两个DNA片段间必须有相同的黏性末端才能互补配对，进行结合；具有相同黏性末端的DNA分子连接时，DNA连接酶的作用是催化脱氧核苷酸链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成，即把“梯子”的“扶手”缝合起来。
4.关于磷酸二酯键的说法正确的是（ ）
A．只有目的基因中存在[来源:
数理化网]
B．只有质粒分子中存在
C．DNA单链或双链分子都存在
D．只存在于双链DNA分子中
解析：
选C。
在DNA的分子结构中，双链DNA分子的每一条链及单链DNA分子中相邻脱氧核苷酸之间是以磷酸二酯键相连的，故C正确。
5.两个具有相同黏性末端的DNA片段，在条件适宜时，经酶的作用合成一个重组DNA分子。
该酶是（ ）
A．DNA连接酶B．RNA聚合酶
C．DNA聚合酶D．限制性内切酶
解析：
选A。
本题考查几种酶的作用。
DNA连接酶可以连接两个DNA片段之间的磷
酸二酯键形成一个DNA分子；RNA聚合酶可以催化单个游离的核糖核苷酸形成RNA；DNA聚合酶可以催化单个游离的脱氧核糖核苷酸
形成DNA；限制性内切酶可以将DNA分子从特定的位点切割成两个DNA片段。
[来源:
]
6.质粒是基因工程最常用的载体，下列关于质粒的说法正确的是（ ）
A．质粒在宿主细胞内都要整合到染色体DNA上
B．质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型细胞器
C．基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的
D．质粒上碱基之间数量存在A＋G＝U＋C
解析：
选C。
基因工程使用的载体需有一至多个酶切位点，具有自我复制的能力，有标记基因，对受体细胞安全，且分子大小适合。
而自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。
而质粒进入宿主细胞后不一定都要整合到染色体DNA上，如宿主细胞是细菌细胞则不需整合。
质粒是小型环状双链DNA分子而不是细胞器，也不会有碱基U。
7.已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。
如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。
现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（ ）
A．3B．4
C．9D．12
解析：
选C。
每一种限制性内切酶切割DNA后会留下特征性的黏性末端，同时一次切割后，会把DNA分割成两个片段，且不同的限制酶切割后的片段不一样，如果将题图中的三个切割位点自左至右依次标为甲、乙、丙，在甲处切，可产生两个片段，即a和右边的b＋c＋d段，如果只在乙处切，就有a＋b和c＋d段，如果只在丙处切，就有a＋b＋c和d段，在甲、乙两处同时切，就有a、b和c＋d段，在乙、丙处同时切，就有a＋b和c、d段，在甲、丙两处同时切，就有a、b＋c、d段三种片段，在甲、乙、丙三处同时切，就有a、b、c、d四种片段。
所以本题应该选C。
8.一环状DNA分子，设其长度为1。
限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处；限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处；限制性内切酶C的切点未知。
但C单独切或与A或B同时切的结果如下表，请确定C在该环形DNA分子的切点应位于图中的（ ）
C单切
长度为0.8和0.2的两个片段
C与A同时切
长度为2个0.2和1个0.6的片段
C与B同时切
长度为2个0.1和1个0.8的片段
A.0.2和0.4处B．0.4和0.6处
C．0.5和0.7处D．0.6和0.9处
解析：
选A。
从C与A同时切，存在长度为2个0.2的片段，说明C切点在A切点两侧，从C与B同时切，存在长度为2个0.1的片段，说明C切点在B切点两侧，再分析两次切割的其他片段，可发现A项是正确的。
.（2012·雅礼中学高二检测）基因工程中，须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．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割
D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
解析：
选D。
首先把目的基因切下来要用到限制酶Ⅱ；如果再用限制酶Ⅱ切割质粒，则2个标记基因都被切开，标记基因将失去作用。
而用限制酶Ⅰ切割质粒可保留一个标记基因，而产生的黏性末端和限制酶Ⅱ切割下来的目的基因可以互补配对。
（2012·安庆高二检测）下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（ ）
A
B
C
D
供体
质粒
提供目的基因的生物
提供目的基因的生物
大肠杆菌等
手术刀
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
缝合针[来源:
]
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
载体
提供目的基因的生物
质粒
质粒
提供目的基因的生物
受体
大肠杆菌等
大肠杆菌等
大肠杆菌等
质粒
解析：
选C。
供体指的是
提供目的基因的个体，受体是指接受目的基因的个体，基因的手术刀是限制性核酸内切酶，基因的缝合针是DNA连接酶，载体常用的是质粒，也常用动植物病毒。
.下图表示两种限制性核酸内切酶识别DNA分子的特定序列，并在特定位点对DNA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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
从图解可以看出，甲和乙代表的是不同的DNA片段，在相应的限制酶（EcoRⅠ、HpaⅠ）的作用下，在特定的位点被剪切成两部分。
前者是在识别序列的中心轴线两侧分别切开，形成的末端是黏性末端；后者是在识别序列的中心轴线处切开，形成的末端是平末端。
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 （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
.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。
运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：
（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________。
人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是________。
（2）请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
—G↓GATCC—
—CCTAG↑G—
（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是
________________________________________________________________________，
“插入”时用的工具是________________，其种类有
________________________________________________________________________。
答案：
（1）限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（2）
（3）基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物
（2012·合肥一中高二检测）胰岛素是治疗糖尿病的重要药物，如图是基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：
（1）完成过程②、③必需的酶分别是________、________。
（2）在利用A、B获得C的过程中，必须用________切割A和B，使它们产生相同的________，再加入________，才可形成C。
（3）取自大肠杆菌的物质B，在基因工程中起________作用，必须具备的条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________（至少
两个）。
解析：
（1）过程②为由单链RNA到双链DNA的过程，为逆转录，需要逆转录酶的催化。
过程③是DNA由双链解旋变成单链，这个过程需要解旋酶。
（2）A为目的基因，B为质粒，只有用同一种限制酶切出相同的黏性末端，然后在DNA连接酶的作用下才能相互结合。
（3）从大肠杆菌中提取的B为质粒，在基因工程中可以起到载体的作用，必须具备的条件是具有标记基因和一至多个限制酶切割位点、能够在宿主细胞中复制并稳定保存。
答案：
（1）逆转录酶 解旋酶
（2）同一种限制酶 黏性末端 DNA连接酶
（3）载体 具有标记基因和一至多个限制酶切割位点、能够在宿主细胞中复制并稳定保存（至少写出两个）
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