
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高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第二节 基因工程的基本工具课堂检测
展开1.下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断的以下说法中,正确的是
(注:Y=C或T,R=A或G)
A.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B.限制酶切割后一定形成黏性末端
C.不同的限制酶切割DNA分子后可以形成相同的黏性末端
D.限制酶的切割位点在识别序列内部
2.下列关于几种酶的叙述,错误的是
A.E.cli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来
B.限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子
C.构建cDNA文库至少要使用两种酶
D.限制酶能使DNA的氢键断裂
3.下列有关基因工程中限制酶的描述,错误的是
A.限制酶的活性受温度的影响B.限制酶能识别和切割RNA
C.限制酶可从原核生物中提取D.限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列
4.下列关于质粒的叙述,正确的是
A.细菌质粒和真核细胞DNA的基本结构单位不同
B.细菌质粒的复制过程是在细胞外独立进行的
C.质粒是原核细胞中蛋白质合成的场所
D.质粒是能够自主复制的小型环状DNA分子
5.我们可以通过基因工程使生物体内的( )发生改变而获得生物新品种.
A.体细胞B.组织C.基因D.器官
6.下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是
① ②
③ ④
A.①②B.②③C.①④D.①③
7.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图l.图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点,请分析下列叙述正确的是
A.一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有0个和4个游离的磷酸基团
B.若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越高
C.用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,可以使用SmaⅠ切割
D.使用EcRI限制酶同时处理质粒.外源DNA可防止质粒和外源DNA发生自身环化
8.用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,而同时用限制酶EcRⅤ.MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,见下图(其中*表示EcRⅤ限制酶切割后的一个黏性末端)。
若用MbⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段的长度为
A.2.5和5.5B.2.5和6C.5.5和8D.6和8
9.现代生物工程的核心技术是
A.发酵工程B.酶工程C.基因工程D.细胞工程
10.对基因工程的说法错误的是
A.基因工程是在分子水平上进行设计和施工B.基因工程属于染色体变异
C.基因工程可以导入不同种生物的基因D.基因工程可定向改变生物性状
11.鹿茸是一种名贵的中药材,控制马鹿后代的性别.提高雄性比例是提高鹿茸产量的重要手段。Zfx/Zfy基因位于X和Y染色体上互为等位基因,表达的锌指蛋白参与机体生长发育的调控,是早期胚胎发育的性别决定因子之一,下列相关叙述错误的是
A.减数分裂过程中Zfx/Zfy基因随XY的分离而彼此分离
B.用限制酶切割X和Y染色体的DNA获得Zfx/Zfy基因
C.RNA聚合酶催化Zfx/Zfy基因转录形成不同的mRNA
D.Zfx/Zfy基因所控制性状的遗传无性别差异
12.作为基因的运输工具——运载体,必须具备的条件之一及理由是
A.能够复制,以便目的基因复制
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,以使目的基因能够与其结合
D.对宿主细胞无害,以便于重组DNA的鉴定和选择
13.在基因工程中,科学家所用的“剪刀”.“针线”和“载体”分别是指
A.大肠杆菌病毒.质粒.DNA连接酶B.噬菌体.质粒.DNA连接酶
C.限制酶.RNA连接酶.质粒D.限制酶.DNA连接酶.质粒
14.基因工程中,需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—,根据图示判断下列叙述错误的是
A.用限制性核酸内切酶切割获得目的基因时,有四个磷酸二酯键被水解
B.质粒用限制性核酸内切酶Ⅰ切割,目的基因用限制性核酸内切酶Ⅱ切割
C.限制性核酸内切酶Ⅰ和限制性核酸内切酶Ⅱ切割后获得的黏性末端相同
D.质粒中的标记基因便于筛选出目的基因已经表达的细胞
15.如图为DNA分子的切割和连接过程。下列说法错误的是
A.EcR栺是一种限制酶,其识别序列为GAATTC
B.EcRⅠ的切割位点是鸟嘌呤脱氧核苷酸与腺嘌呤脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C.切割产生的DNA片段末端形式为黏性末端
D.只有E·cliDNA连接酶能将此图中的不同来源的DNA片段“缝合”起来
16.基因工程中不需要下列物质中的
A.限制性核酸内切酶B.DNA连接酶
C.质粒D.DNA转录酶
17.限制酶是切割DNA的工具,有关描述不符合事实的是
A.主要从原核生物中分离纯化出来
B.能识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列
C.使特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开
D.切割产生的DNA片段末端称为黏性末端
18.下图是两种限制酶识别并切割的DNA分子的特定核苷酸序列。有关说法正确的是
A.二者的识别序列相同,切出的黏性末端相同
B.二者的识别序列相同,切出的黏性末端不同
C.二者的识别序列不同,切出的黏性末端相同
D.二者的识别序列不同,切出的黏性末端不同
参考答案与试题解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
限制酶的特点:识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点进行切割。
【详解】
由图可知,由于Y=C或T,R=A或G,HindⅡ可以识别多种序列,A错误;限制酶切割后可能形成黏性末端或平末端,B错误;不同的限制酶切割DNA分子后可以形成相同的黏性末端,如BamHⅠ和Sau3AⅠ,C正确;限制酶的切割位点在识别序列内部或外部,如Sau3AⅠ,D错误。故选C。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
限制酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键,只是限制酶是切割磷酸二酯键,DNA连接酶是连接磷酸二酯键,在磷酸二酯键形成和断裂过程中,伴随了水的生成和消耗;cDNA 文库是指某生物某发育时期所转录的全部 mRNA 经反转录形成的 cDNA 片段与某种载体连接而形成的克隆的集合。
【详解】
A. E.cli DNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来,A正确;
B. 限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段,即断裂两个磷酸二酯键,因此需消耗两个水分子,B正确;
C. 构建cDNA文库时至少用到逆转录酶与DNA连接酶,C正确;
D. 限制酶能使DNA的磷酸二酯键断裂,D错误。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查限制酶相关知识,来源:主要从原核生物中分离纯化出来;特点:具有特异性,即能够识别双链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裂;作用结果:形成黏性末端和平末端两种。
【详解】
酶的活性都受温度的影响,A正确;限制酶只能识别和切割DNA,不能识别和切割RNA,B错误;限制酶主要从原核生物中提取,C正确;一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,D正确。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
质粒是一种裸露的.结构简单.独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子,据此分析。
【详解】
A. 细菌质粒和真核细胞DNA的基本结构单位相同,都是脱氧核苷酸,A错误;
B. 有的质粒可以整合到宿主细胞的染色体DNA上,如Ti质粒的T-DNA,B错误;
C. 原核细胞中蛋白质合成的场所是核糖体,C错误;
D. 质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子,D正确。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查基因工程的知识,旨在考查考生的理解能力与迁移运用能力。
【详解】
因为性状是由基因决定的,故我们可以通过基因工程使生物体内的基因发生改变而获得生物新品种,故选C。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
据图分析,图中①③的黏性末端能互补配对,而①②.①④.②③.②④.③④的黏性末端都不能互补配对,据此分析。
【详解】
限制酶能够识别双链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。限制酶识别的核苷酸序列具有回文结构,切割后形成的黏性末端能够互补配对,图中①③能够互补,其他的不能互补,所以①③属于同一种限制酶切割而成的,D正确。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
识图分析可知,质粒为环状DNA分子,其上有4种限制酶的切割位点,其中的SmaⅠ酶切位点位于质粒的标记基因序列中;目的基因中含有4种限制酶的切割位点,但是因此SmaⅠ酶切位点位于目的基因序列中,因此如果选择SmaⅠ酶切质粒和目的基因会将标记基因和目的基因破坏,因此该限制酶不能选择使用。构建基因表达载体时,一般如果选择两种不同的限制酶进行切割质粒和目的基因会产生不同的末端,可以防止质粒和外源DNA发生自身环化。
【详解】
由于质粒在切割前是一个环状DNA分子,因此上面没有游离的磷酸基团;当质粒被切割后形成了两个末端各有1个游离的磷酸基团,故共有2个游离的磷酸基团,A错误;SmaⅠ酶切位点越多,表示G和C这一对碱基对所占的比例就超高,而G和C之间含有三个氢键,故其热稳定性超高,B正确;质粒抗生素抗性基因为标记基因,由图可知,标记基因和外源DNA目的基因中 均含有SmaI酶切位点,都可以被SmaI酶破环,故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA,C错误;构建含目的基因的重组质粒A时,使用EcRI限制酶同时处理质粒.外源DNA会产生相同的黏性末端,不能防止质粒和外源DNA发生自身环化,D错误。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
用限制酶EcRⅤ单独切割某普通质粒,可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链,,说明质粒中含有1个EcRⅤ切点;同时用限制酶EcRⅤ.MbⅠ联合切割该质粒,可得到三种长度的DNA片段,说明质粒中含有2个MbⅠ切点。
【详解】
由上分析可知,质粒中含有1个EcRⅤ切点,2个MbⅠ切点。若用MbⅠ限制酶单独切割该普通质粒,则产生的DNA片段为2种,总长度为14 kb,综上所述,ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】
基因工程能按照人们的意愿定向改造生物的性状,在农业.医学.环境等方面有广泛的应用,是现代生物工程的核心技术。综上所述C正确,ABD错误。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
基因工程:是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工,A正确;基因工程属于基因重组,B错误;基因工程可以导入不同种生物的基因,C正确;基因工程可按照人们的意愿,定向改变生物性状,D正确。
11.【答案】D
【解析】
【分析】
减数分裂过程中,同源染色体彼此分离导致其上的等位基因随之分离。限制酶能够识别双链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,所以可用限制酶切割DNA获得目的基因。不同的基因中储存的遗传信息不同,转录形成的RNA中碱基序列也不同。
【详解】
Zfx/Zfy基因位于X.Y染色体同源区段,减数分裂过程中Zfx/Zfy基因随X.Y的分离而彼此分离,A正确;基因是DNA上有遗传效应的片段,用限制酶切割X和Y染色体的DNA可获得Zfx/Zfy基因,B正确;Zfx/Zfy基因位于X和Y染色体上,二者互为等位基因,等位基因的本质区别是基因中碱基对的排列顺序不同,故RNA聚合酶可催化Zfx/Zfy基因转录形成不同的mRNA,C正确;根据“Zfx/Zfy基因位于X和Y染色体上互为等位基因,表达的锌指蛋白参与机体生长发育的调控,是早期胚胎发育的性别决定因子之一”,且Zfy基因只能随着Y染色体传给儿子,所以Zfx/Zfy基因所控制性状的遗传存在性别差异,D错误。
故选D。
12.【答案】A
【解析】
【分析】
质粒具备的条件:稳定存在且能复制;有一到多个酶切位点;具有特殊的标记基因。
【详解】
能够复制,以便目的基因复制,A正确;具有多个限制酶切点,以便于构建目的基因表达载体,B错误;具有某些标记基因,供重组载体的鉴定和选择,C错误;对宿主细胞无害,以便于重组DNA的稳定存在,D错误。故选A。
13.【答案】D
【解析】
试题分析:基因工程中的“剪刀”是限制酶;“针线”是DNA连接酶;“载体”通常是质粒,故D正确。
14.【答案】D
【解析】
【分析】
由于限制酶Ⅱ能识别限制酶Ⅰ的识别序列,限制酶Ⅰ不能识别限制酶Ⅱ的识别序列;要将目的基因从该DNA链中提取出来,需要在目的基因左右切开,所以要用限制酶Ⅱ;质粒不能用限制酶Ⅱ,如果用该酶的话,质粒就会有两个切口。
【详解】
A.用限制性核酸内切酶Ⅱ,将目的基因左右切开切割,又由于DNA是双链,故需要有四个磷酸二酯键被水解,A正确;
B.通过分析可知,质粒用限制性核酸内切酶Ⅰ切割,目的基因用限制性核酸内切酶Ⅱ切割,B正确;
C.根据题意可知二者产生的粘性末端相同,都是,C正确;
D.质粒中的标记基因的作用是用来筛选含有目的基因的受体细胞,D错误。
故选D。
15.【答案】D
【解析】
【分析】
据图分析,EcRⅠ切割不同来源的DNA,产生的DNA片段末端形式为黏性末端,然后用DNA连接酶将两者连接起来;能将此图中的不同来源的DNA片段“缝合”起来的DNA连接酶可以是E?cli-DNA连接酶,也可以是T4-DNA连接酶。
【详解】
限制性内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且切割形成特定的粘性末端,由图可以看出EcRⅠ识别序列为GAATTC, A正确;图中可以看出EcRⅠ的切割位点在G和A之间,并且作用部位为磷酸二酯键,B正确;根据以上分析已知,该限制酶切割后产生的是黏性末端,C正确;根据以上分析已知,可以将图中的不同来源的DNA片段“缝合”起来的DNA连接酶可以是E?cli-DNA连接酶,也可以是T4-DNA连接酶,D错误。
16.【答案】D
【解析】
【分析】
DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶).DNA连接酶.运载体。
限制酶: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裂;DNA连接酶:两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,形成重组DNA;常用的运载体:质粒.噬菌体的衍生物.动植物病毒。
【详解】
在基因工程中,需要利用限制酶切割目的基因和运载体,属于基因工程的工具,A不符合题意;在基因表达构建的过程中,需要DNA连接酶将目的基因和运载体重组,属于基因工程的工具,B不符合题意;基因工程需要载体将目的基因导入受体细胞,C不符合题意;根据以上分析可知,DNA转录酶不属于基因工程的工具,D符合题意。
17.【答案】D
【解析】
【分析】
限制酶的特点:能识别双链DNA中特定的核苷酸序列,且只能在特定的部位打开磷酸二酯键。
【详解】
限制酶主要来自原核生物,A正确;限制酶可以识别DNA中特定的核苷酸序列,B正确;限制酶会在特定序列的特定位点打开磷酸二酯键,C正确;限制酶切割后的末端有平末端和黏性末端,D错误。故选D。
18.【答案】C
【解析】
【分析】
限制性核酸内切酶是可以识别特定的核苷酸序列,并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶,简称限制酶;经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
【详解】
限制酶BamHⅠ的识别序列为—GGATCC—,切出的黏性末端是—GATC—;限制酶BglⅡ的识别序列为—AGATCT—,切出的黏性末端是—GATC—,可见二者识别序列不同,切出的黏性末端相同,C正确。
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
EcRⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割位点
G↓GATCC
CCTAG↑G
A↓AGCTT
TTCGA↑A
G↓AATTC
CTTAA↑G
CCC↓GGG
GGG↑CCC
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