学年高二生物选修三同步异构练习题.docx
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学年高二生物选修三同步异构练习题
课时达标·效果检测
一、选择题
1.基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是
（ ）
A.目的基因 限制酶 载体 受体细胞
B.重组DNA RNA聚合酶 限制酶 连接酶
C.工具酶 目的基因 载体 受体细胞
D.模板DNA mRNA 质粒 受体细胞
【解析】选C。
基因工程是把供体生物的基因（目的基因）导入受体（细胞），并使其成功表达，以使受体获得新的遗传特性的过程。
因此该过程需要有目的基因、受体细胞及工具（工具酶和载体）。
2.（2018·武汉高二检测）下图为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.解旋酶、限制酶、DNA连接酶
D.限制酶、DNA连接酶、解旋酶
【解析】选C。
解旋酶的作用是破坏DNA分子两条链之间的氢键，如图中①所示；限制酶的作用是破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，如图中②所示；DNA连接酶的作用是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，如图中③所示。
【方法规律】四种酶的作用部位图解
（1）作用于a（磷酸二酯键）的酶：
限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶。
（2）作用于b（氢键）的酶：
解旋酶。
3.下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是（ ）
A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B.限制酶的活性受温度影响
C.限制酶能切割DNA的任何部位
D.限制酶可从原核生物中提取
【解析】选C。
本题考查对限制酶的理解。
大部分酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA。
酶的活性受温度和pH的影响；限制酶的特点是能识别双链DNA中特定的核苷酸序列，可在特定的位点进行切割；限制酶主要是从原核生物体内分离出来的。
【误区警示】不能正确理解限制酶的作用，限制酶虽然能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定的位点进行切割，但是细菌中的限制酶不能剪切自身DNA。
4.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用过程的正确顺序是（ ）
A.①②③④ B.①②④③
C.①④②③D.①④③②
【解析】选C。
①是将一个双链DNA切出互补的两个黏性末端，由限制酶发挥作用；②是将两个DNA片段连接起来，由DNA连接酶发挥作用；③表示在解旋酶作用下将双链DNA解旋为两条单链；④表示DNA复制，需要DNA聚合酶。
5.基因工程中，需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。
本题考查限制酶的有关知识。
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。
若用限制酶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。
【误区警示】本题如果只考虑目的基因和质粒需要用同一种限制酶切割，很可能误选A。
解决本题时，关键是分清限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的识别序列，并要考虑切割质粒时，标记基因不能全部被破坏。
6.（能力挑战题）某线性DNA分子含有3000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。
限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。
下列有关说法正确的是（多选）（ ）
酶a切割产物（bp）
酶b再次切割产物（bp）
1600；1100；300
800；300
A.在该DNA分子中，酶a与酶b的识别序列分别有3个和2个
B.酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接
C.酶a与酶b切断的化学键相同
D.用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，
序列会明显增多
【解析】选C、D。
限制酶a切割为3段，有2个切割位点，其产物又被限制酶b切割，形成2种产物，即再被切割2次，有2个切割位点，A项不正确。
酶a与酶b切出的黏性末端能相互连接，B项不正确。
两种限制酶切断的化学键都是磷酸二酯键，C项正确。
分析酶a与酶b的识别序列及切割位点，不难发现它们形成的黏性末端可以相互配对连接，但一旦连接后，形成的重组DNA中已不存在原来两种限制酶的识别序列，不能再被切割，可以保存下来，因此经过若干次循环操作后
和
序列会明显增多，即D项是正确的。
【方法规律】“限制酶识别序列”的辨析方法
（1）不同限制酶识别序列的辨析：
首先要认真分析不同限制酶特定的识别序列，寻找它们的共同点，再分析目的基因或质粒切割位点的个数和部位，可以简单地画些草图进行直观的分析，同时结合相应的碱基对比例、切割后的游离磷酸基团等知识进行解题。
（2）不同识别序列的限制酶同时处理质粒、目的基因并进行拼接时，首先要分析这种操作的优点——可以提高质粒与目的基因定向连接效率；其次要分析能进行拼接的前提——只有相同黏性末端才能进行拼接；最后还要分析拼接保留或破坏了哪些限制酶的识别序列。
（3）形成重组质粒后，用不同限制酶进行再次切割，可形成的片段分析：
解决这类问题一定要分析经DNA连接酶形成的重组质粒中原限制酶的识别序列有没有发生改变（即是否存在），如不存在，则不能被该限制酶再次切割，不能形成原来的黏性末端。
二、非选择题
7.下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，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切割末端应为 ；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上被称为 ，
其作用是 。
（4）下列常在基因工程中用作载体的是（ ）
A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B.土壤农杆菌中的RNA分子
C.大肠杆菌的质粒
D.动物细胞的染色体
【解析】本题通过质粒结构的模式图考查质粒的功能和特点，分析如下：
大肠杆菌的质粒是基因工程中最常用的载体，载体的本质为DNA。
抗虫基因属于目的基因，不属于载体，染色体的主要成分为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 供重组DNA的鉴定和筛选 （4）C
8.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
。
【解题关键】解答本题需明确两点：
（1）限制酶EcoRⅠ和HpaⅠ特异性识别的碱基序列分别是GAATTC和GTTAAC。
（2）两种酶切割DNA后，切口的类型分别为黏性末端和平末端。
【解析】
（1）由图示看出，甲和乙代表由脱氧核苷酸构成的不同的DNA片段。
（2）EcoRⅠ和HpaⅠ能切割DNA分子，说明它们是限制酶。
（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A、T之间，切口在识别序列中轴线处，形成平末端。
（4）（5）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。
当特定核苷酸序列变化后，就不能被相应限制酶识别。
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 A、T
（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
【方法规律】限制酶切割DNA分子产生末端种类的判断方法
（1）两种形式：
黏性末端和平末端。
（2）限制酶所识别的序列一般都可以找到一条中轴线（如下图所示），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向重复排列。
（3）在识别序列的中轴线两侧切开时，产生的是黏性末端（如下图1）。
（4）在识别序列的中轴线处切开时，产生的是平末端（如下图2）。
9.（2018·福州高二检测）右下图为某基因工程中利用的质粒简图，小箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampR为青霉素（抗生素）抗性基因，tetR为四环素（抗生素）抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。
已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。
据图回答下列问题：
（1）在基因工程中常用的工具有三种：
一是用于切割DNA分子的 ，二是将目的基因与载体拼接的 ，三是作为载体的质粒。
（2）将含有目的基因的DNA与经特定的酶切后的载体（质粒）进行拼接形成重组DNA，理论上讲，重组DNA可能有“ ”“ ”
“ ”三种，其中有效的（所需要的）重组DNA是 。
因此需要对这些拼接产物进行分离提纯。
（3）利用图示的质粒拼接形成的三种拼接产物（重组DNA）与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物（重组DNA）是 。
【解析】
（1）在基因工程中常用的工具酶有两种：
一是用于切割DNA分子的限制性核酸内切酶（限制酶），二是将目的基因与载体连接的DNA连接酶。
（2）用同一种限制酶将含有目的基因的DNA和质粒分别切开，产生的黏性末端相同，进行拼接形成的重组DNA，理论上讲，可能有目的基因—目的基因、目的基因—载体和载体—载体三种，其中人们所需要的重组DNA是目的基因—载体。
（3）由图可以看出两种限制酶的酶切位点都在四环素抗性基因中，两种限制酶都能破坏四环素抗性基因，因此用该质粒拼接形成的三种拼接产物（重组DNA）与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物应是载体—载体（仍有四环素抗性基因）。
答案：
（1）限制酶（限制性核酸内切酶） DNA连接酶
（2）目的基因—目的基因 目的基因—载体
载体—载体 目的基因—载体
（3）载体—载体
10.（2018·北京高二检测）Ⅰ.反转录病毒载体是一种表达型质粒，结构如下图1所示。
图上的“反转录病毒序列”可以整合到动物细胞的染色体上，不断地表达其携带的目的基因。
（E、F、H分别为限制酶E、F、H的酶切位点）。
（1）反转录的原料是 。
（2）在构建重组质粒时，目的基因应插入到该质粒的位置是 ，此过程需使用的酶是 。
为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加 的培养基进行培养。
获取大量重组质粒后，将其再转入到某种哺乳动物细胞中，可获得大量重组反转录病毒。
Ⅱ.下图2为培育转基因小鼠基本过程的示意图。
请回答下列问题：
（3）如A为重组质粒溶液，将其导入原核期受精卵的方法是 ；如A为重组反转录病毒，还可采取 方法。
（4）小鼠出生后从其尾巴中提取 分子，通过
的方法，可检测出携带目的基因的小鼠。
（5）若目的基因进入细胞后插入一条染色体DNA上，那么获得转基因纯合子小鼠的方法是 。
【解析】
（1）反转录是以RNA链为模板合成DNA的过程，其原料是组成DNA的基本单位：
（四种）脱氧核苷酸。
（2）目的基因只有插入“反转录病毒序列”中才能整合到动物细胞染色体DNA上并不断表达。
由图1可以看出，“反转录病毒序列”中含有限制酶F的酶切位点，因此，在构建重组质粒时，目的基因应插入到该质粒的F处，此过程首先需用限制酶将质粒和含目的基因的DNA切割，然后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接，构成重组质粒。
为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加抗生素A的培养基进行培养。
（3）将目的基因导入动物细胞常采用显微注射法；由于动物病毒能够侵染特定的动物细胞，因此可用含目的基因的重组反转录病毒感染（侵染）动物细胞（小鼠细胞），从而将目的基因导入动物（小鼠）受体细胞。
（4）小鼠出生后可从其尾巴中提取DNA分子，通过DNA分子杂交（或核酸分子杂交）的方法，检测小鼠细胞中是否携带目的基因。
（5）若目的基因进入细胞后插入一条染色体DNA上，该转基因小鼠为杂合子，可通过使转基因小鼠间相互交配（或杂交）来获得转基因纯合子小鼠。
答案：
Ⅰ.
（1）（四种）脱氧核苷酸
（2）F（反转录病毒序列） 限制酶和DNA连接酶（缺一不可） 抗生素A
Ⅱ.（3）显微注射法 感染（侵染）
（4）DNA DNA分子杂交（或核酸分子杂交）
（5）转基因小鼠间相互交配（或杂交）
11.下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：
（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？
。
为什么？
。
（2）过程②必需的酶是 酶，合成A的原料是 。
（3）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 ，再加入 ，才可形成C。
【解析】
（1）图中①表示人胰岛细胞中胰岛素基因经过转录形成胰岛素mRNA，人的皮肤细胞中虽然有胰岛素基因，但是它未表达，不能进行转录。
（2）过程②表示在反转录酶作用下，以mRNA为模板，四种脱氧核苷酸为原料，合成DNA（A）。
（3）用同一种限制酶切割目的基因与质粒，形成相同的黏性末端，在DNA连接酶作用下，两个黏性末端连接起来，从而形成基因表达载体。
答案：
（1）不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（或未转录），不能形成胰岛素mRNA
（2）反转录 四种脱氧核苷酸
（3）同一种限制酶 相同的黏性末端 DNA连接酶
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