高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具练习
展开1. 切取动物控制合成生长激素的基因,注入站鱼受精卵中,与其DNA整合后产生生长激素,从而使鱼比同种正常鱼增大3~4倍。此项研究遵循的原理是( )
A. 基因突变 B. 基因重组 C. 细胞工程 D. 染色体变异
【答案】B
【解析】将动物控制合成生长激素的基因注入鲇鱼受精卵中,通过DNA复制、转录、翻译合成特定的蛋白质,表现出特定的性状,此方法依据的原理是基因重组。
2.美国科学家将萤火虫的萤光素基因转入烟草植物细胞,获得高水平的表达。长成的植物通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明( )
①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草植物共用一套密码子 ③烟草植物体内合成了萤光素 ④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的原理基本相同
A. ①和③ B. ②和③ C. ①和④ D. ①②③
【答案】D
【解析】长成的植物通体光亮,说明萤光基因已在植物体内表达;能表达则说萤火虫和植物共用一套遗传密码。
3. 下列关于限制酶的叙述中,错误的是( )
A. 它能在特定位点切割DNA分子
B. 同一种限制酶切割不同的DNA分子产生的黏性末端能够很好地进行碱基配对
C. 它能任意切割DNA,从而产生大量DNA片段
D. 每一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列
【答案】C
【解析】限制酶是基因工程的重要工具之一,每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子;同一种限制酶切割不同的DNA分子产生的黏性末端能进行互补配对。
4. 下列关于限制酶识别序列和切割部位的特点,叙述错误的是( )
A. 所识别的序列都可以找到一条中轴线
B. 中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列
C. 只识别和切割特定的核苷酸序列
D. 在任何部位都能将DNA切开
【答案】D
【解析】一种限制酶只能识别特定的核苺酸序列,并且在特定的位点上切割DNA分子。
5. 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
【答案】C
【解析】限制酶能够识别双链DNA分子上特定的核苷酸序列,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,形成黏性末端或平口未端;DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键;解旋酶作用于氧键,使其断裂,进而使DNA分子双螺旋结构解开;所以①处是解旋酶的作用部位,②处是限制酶的作用部位,③处是DNA连接酶的作用部位。
6. 质粒是细菌中的有机分子,下列对其描述,正确的是( )
A. 质粒完全水解后最多可产生4种化合物
B. 质粒能够自主复制
C. 质粒中含有两个游离的磷酸基团
D. 质粒是基因工程的工具酶
【答案】B
【解析】质粒是一种具有自主复制能力的很小的双链环状DNA分子,不含游离的磷酸基团,完全水解后最多可产生6种化合物:脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基,A、C错误,B正确;质粒是基因工程的载体,不是工具酶,D错误。
7. 某科研小组利用质粒(图甲)和目的基因(图乙)构建重组DNA。下列分析错误的是( )
A. 用限制酶HindⅢ和PstI切割质粒,可得到2条DNA片段
B. 不能用AluI酶切割质粒和外源DNA的原因是AluI酶会破坏目的基因
C. 构建重组DNA时,需选择SmaI酶和PstI酶同时切割质粒和外源DNA
D. 导入了重组DNA的细菌能在含四环素的培养基上生长而不能在含氯霉素的培养基上生长
【答案】C
【解析】质粒中含有限制酶 Hind Ⅲ 和 Pst I 的切割位点,且各含一个,因此用这两种限制酶切割质粒,可得到2条DNA片段,A正确;由题图可知,限制酶AluI的切割位点位于目的基因上,因此不能用AluI酶切割质粒和外源DNA,否则会破坏目的基因,B正确;用SmaI酶和PstI酶同时切割质粒会导致两个抗性基因均被破坏,因此构建重组DNA时,不能选择SmaI酶和PstI酶同时切割质粒和外源DNA,C错误;构建基因表达载体时,应该选择HindⅢ酶和PstI酶同时切割质粒和外源DNA,这样会破坏质粒上的氣霉素抗性基因,但没有破坏四环素抗性基因,因此导入了重组DNA的细菌能在含四环素的培养基上生长而不能在含氣零素的培养基上生长,D正确。
8. 限制酶MunI和限制酶EcRI的识别序列及切割位点分别是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-。如图表示的是四种质粒和目的基因,其中箭头所指部位为酶的识别位点,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( )
【答案】A
【解析】质粒上要有:复制原点,启动子,终止子,标记基因等,所选限制酶不能破坏以上几个序列。
9. 某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程的方法,将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中,经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是( )
A. 获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B. 连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
C. 基因a进入马铃薯细胞后,可随马铃薯DNA分子的复制而复制,传给子代细胞
D. 通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
【答案】B
【解析】限制酶和DNA连接酶的作用部位都是图中的①;载体具有在宿主细胞中复制的能力,与目的基因结合后,目的基因也会在宿主细胞中一起复制;基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。
10. 下面是四种不同质粒的示意图,其中ri为复制必需的序列,Ampr为氨节青霉素抗性基因,Tetr为四环素抗性基因,箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨节青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞,应选用的质粒是( )
【答案】C
二、非选择题
11. 基因工程中,需要使用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-。
(1)根据已知条件和上图回答下列问题:
①上述质粒用限制酶 切割,目的基因用限制 切割。
②将切下的目的基因片段插入质粒的切口处,还要加入适量的
③请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由:
(2)不同生物的基因可以拼接的结构基础是 。
【答案】(1)①I Ⅱ ②DNA 连接酶 ③检测重组质粒(或目的基因)是否导人受体细胞(2)DNA结构基本相同(其他合理答案亦可)
【解析】要形成重组质粒,质粒只能出现一个切口,并且至少保留一个标记基因,因
GGATCCCCTAGG序列在GeneⅡ上,因此用限制酶I切割质粒,保留GeneI标记基因;目的基因必须切割两次,切割后产生的黏性末端能与质粒的黏性未端互补,序列中有GGATCCCCTAGG酶Ⅱ的切割序列,因此用酶Ⅱ,产生的黏性末端互补。
12. 目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒,pBR322质粒是较早构建的质粒载体,其主要结构如图一所示。请据图回答下列问题:
(1)构建人工质粒时要有抗性基因,以便于 。
(2)pBR322分子中有单个EcR I限制酶作用位点,EcR I只能识别序列-GAATTC-,并只能在G和A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcR I的切点,请画出目的基因两侧被限制酶EcR I切割后所形成的黏性末端: 。
(3)pBR322分子中另有单个的BamH I限制酶作用位点,现将经BamH I处理后的质粒与用另一种限制酶Bgl Ⅱ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶作用恢键,成功获得了重组质粒,说明 。
(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无Amp「和Tetr的大肠杆菌,将大肠杆菌在含氨节青霉素的培养基上培养,得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是 。
图三结果显示,多数大肠杆菌导入的是 。
【答案】(1)筛选(鉴别)目的基因是否导入受体细胞
(2)如图所示:
(3)磷酸二酯 两种限制酶(BamH I和Bgl Ⅱ)切割得到的黏性末端相同
(4)能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素 pBR322质粒
【解析】(1)质粒作为基因表达载体的条件之一是要有抗性基因,以便于筛选(鉴别)目的基因是否导入受体细胞。(2)同一种限制酶切割DNA分子产生的黏性末端相同,图见答案。(3)DNA连接酶催化两个DNA片段形成磷酸二酯键;而通过DNA连接酶作用能将两个DNA分子片段连接,表明经两种限制酶(BamHI和BglⅡ)切割得到的DNA片段,其黏性末端相同。(4)由题意知:由于与图三空圈相对应的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长,而不能在含四环素的培养基上生长,故可推知与图三空圈相对应的图二中的菌落能抗氨节青霉素,但不能抗四环素。由图二、图三结果显示,多数大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,而经限制酶BamHI作用后,标记基因Tetr被破坏,故导入目的基因的大肠杆菌不能抗四环素,即多数大肠杆菌导入的是pBR322质粒。
13. 某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Amp或Tet'中会导致相应的基因失活(Amp表示氨节青霉素抗性基因,Tet'表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHI酶切后,与用BamHI酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌,结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。请回答下列问题:
(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有 (答出两点即可),而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨节青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是 ;并且 和 的细胞也是不能区分的,其原因是 。
在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落,还需使用含有 的固体培养基。
(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自于 。
【答案】(1)能自我复制、具有标记基因、含一个至多个限制酶切割位点(答出两点即可)(2)二者均不含有氨节青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)二者均含有氨节青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长 四环素(3)受体细胞
【解析】 (1)作为载体必须具备如下特点:①能自我复制,从而在受体细胞中稳定保存;②含标记基因,以供重组DNA的鉴定和选择;③具一个至多个限制性核酸内切酶切割位点以便外源DNA片段插入。(2)在含有氨节青霉素的培养基上,只有具有Ampr的大肠杆菌才能够生长。而Ampr位于质粒上,故未被转化的和仅含环状目的基因的大肠杆菌细胞中无Ampr,故不能在培养基中生长,而仅含有质粒载体的和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌均具有Ampr,因而能在培养基中生长。目的基因的插入破坏了质粒载体的Tetr,故含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的固体培养基生长,从而与仅含有质粒载体的大肠杆菌得以区分。(3)噬菌体是病毒,无细胞结构,无法自主合成DNA,需借助宿主细胞完成DNA复制。
14. 根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有 和 。
(2)质粒载体用EcR I切割后产生的片段如下:
AATTC . . . . . . G
G . . . . . . CTTAA
为使载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcRI切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割,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 也可作为载体。
【答案】(1)黏性末端 平口末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcRI切割产生的相同 (3)E·cli T4 (4)λ噬菌体的衍生物 动植物病毒
高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具一课一练: 这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具一课一练
人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具综合训练题: 这是一份人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具综合训练题,共10页。
高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具精品精练: 这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具精品精练,文件包含31重组DNA技术的基本工具备作业-上好课2021-2022学年高二生物同步备课系列人教版2019选择性必修3解析版docx、31重组DNA技术的基本工具备作业-上好课2021-2022学年高二生物同步备课系列人教版2019选择性必修3原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共19页, 欢迎下载使用。