高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具巩固练习

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第3章　第1节　[基础达标]题组一　基因工程的概念及诞生和发展1．下列叙述符合基因工程概念的是(　　)A．在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，赋予生物新的遗传特性B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的大肠杆菌菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上【答案】B【解析】基因工程是在生物体外将DNA进行重组形成重组DNA分子，然后导入受体细胞，赋予生物新的遗传特性，A错误；将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株，这是基因工程技术的应用，B正确；用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株，这是诱变育种，与基因工程无关，C错误；基因工程是按照人们的意愿，对生物进行定向改造，而自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上不符合基因工程的概念，D错误。2．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是(　　)A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据D．基因工程必须在同物种间进行【答案】D【解析】 基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物的遗传性状。题组二　限制酶和DNA连接酶3．根据下图判断，下列有关工具酶功能的叙述，错误的是(　　)A．限制酶可以切断a处 B．DNA聚合酶可以连接a处C．解旋酶可以使b处解开 D．DNA连接酶可以连接c处【答案】D【解析】限制酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键，A正确；DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的末端，形成磷酸二酯键，B正确；解旋酶能解开碱基对之间的氢键，即将b处的氢键断开，C正确；DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖，如a处，形成磷酸二酯键，而图示的c处连接的是同一个脱氧核苷酸内的磷酸和脱氧核糖，D错误。4．下列有关如图所示的黏性末端的说法，错误的是(　　)A．甲、乙、丙黏性末端分别是由不同的限制酶切割产生的B．甲、乙具有相同的黏性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能C．DNA连接酶的作用位点是b处D．切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段【答案】C【解析】据图可知，切割形成甲、乙、丙黏性末端的限制酶识别序列与切割位点分别是—GAATTC—(在G与A之间切割)、—CAATTG—(在C与A之间切割)、—CTTAAG—(在C与T之间切割)。即甲、乙、丙是由不同的限制酶切割产生的，A正确；甲、乙的黏性末端互补，所以甲、乙可以形成重组DNA分子，甲、丙的黏性末端不互补，所以甲、丙无法形成重组DNA分子，B正确；DNA连接酶可以催化形成被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而b处是氢键，C错误；甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段为－CAATTC－，－GTTAAG－，其中没有切割产生甲的限制酶的识别序列及酶切位点，所以切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段，D正确。5．有关DNA重组技术的工具酶的叙述，正确的是(　　)A．限制性内切核酸酶能切割烟草花叶病毒的核酸B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C．所有DNA连接酶都能连接黏性末端和平末端D．DNA连接酶和DNA聚合酶均可用来拼接DNA片段【答案】B【解析】限制性内切核酸酶只能切割特定的脱氧核苷酸序列，而烟草花叶病毒的核酸是核糖核苷酸，A错误；限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别某种特定的核苷酸序列，并在特定的位点之间进行切割，B正确； DNA连接酶分为 E．coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，前者只能连接黏性末端，后者主要连接平末端，C错误； DNA连接酶用来拼接DNA片段，DNA聚合酶用来拼接单个脱氧核苷酸，D错误。6．下列有关限制性内切核酸酶的叙述，正确的是(　　)A．用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个B．限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．限制性内切核酸酶的活性不受温度、pH等条件的影响D．只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒【答案】B【解析】用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需要切割目的基因的两侧，因此要断裂4个磷酸二酯键，A错误；限制性内切核酸酶识别序列越短，该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；限制性内切核酸酶的活性受温度、pH等条件的影响，C错误；不同的限制性内切核酸酶切割也可能产生相同的末端序列，因此用不同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒，也可能形成重组质粒，D错误。题组三　基因进入受体细胞的载体7．下列关于基因工程操作工具——载体的叙述中，错误的是(　　)A．质粒作为常见的载体，不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B．作为基因工程的载体，标记基因不可或缺C．目的基因插入载体时，有特定的插入位点D．构建重组DNA分子时需DNA连接酶和限制性内切核酸酶等【答案】A【解析】质粒是基因工程常用的运载体，不仅存在于细菌中，某些真核细胞中也具有，但不存在于病毒中，A错误；具有标记基因是作为运载体的条件之一，B正确；目的基因插入载体时，有特定的插入位点，C正确；构建重组DNA分子时需DNA连接酶和限制性内切核酸酶等，D正确。8．限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是－ ATTG－和－ ATTC－。如图表示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运载体的质粒是(　　)【答案】A【解析】用限制酶MunⅠ切割该质粒后，不会破坏标记基因，而且还能产生与目的基因两侧黏性末端相同的末端，适于作为目的基因的运载体，A正确；该质粒没有标记基因，不适于作为目的基因的运载体，B错误；该质粒含有标记基因，但用限制酶切割后会被破坏，因此不适于作为目的基因的运载体，C错误；该质粒含有标记基因，但用限制酶切割后会被破坏，因此不适于作为目的基因的运载体，D错误。[能力提升]9．下列有关基因工程的叙述，正确的是(　　)A．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA聚合酶B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达【答案】C【解析】基因工程中常用的工具酶有DNA连接酶、限制性内切核酸酶，A错误； 一种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列，即具有特异性，B错误； 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快，并且遗传物质少，C正确；目的基因进入受体细胞需要检测和鉴定，不一定能成功实现表达，D错误。10．下图是某质粒的结构示意图(a、b、c代表外源基因可能的插入位点)，下表是外源基因插入某位点后含重组质粒的细菌在不同培养基上的生长情况，请根据表中提供的细菌的生长情况，推测①②③三种重组细菌的外源基因插入点，正确的一组是(　　)项目细菌在含氨苄青霉素的培养基上生长的情况细菌在含四环素的培养基上生长的情况①能生长能生长②能生长不能生长③不能生长能生长 A．①是c；②是b；③是a B．①是a和b；②是a；③是bC．①是a和b；②是b；③是a D．①是c；②是a；③是b【答案】A【解析】①细菌在两种培养基上都能生长，说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因都没有被破坏，外源基因插入位点是c点；②细菌在含氨苄青霉素的培养基上能生长，在含四环素的培养基上不能生长，说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏，抗四环素基因被破坏了，外源基因插入位点是b点；③细菌在含四环素的培养基上能生长，在含氨苄青霉素的培养基上不能生长，说明抗氨苄青霉素基因被破坏了，抗四环素基因没有被破坏，外源基因插入位点是a点，A符合题意。11．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，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是。根据下图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【答案】D【解析】 目的基因若用限制酶Ⅰ切割时，只能在目的基因的一侧切开，而不能将其切下，质粒若用限制酶Ⅱ切割，两种标记基因均将被破坏，所以只能用限制酶Ⅰ切割，D正确。12．用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ和二者的混合物分别作用于一个1 000 bp(1 bp即1个碱基对)的DNA分子，同时对酶切产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，酶切产物分开，凝胶电泳结果如图所示。该DNA分子的酶切图谱(单位：bp)正确的是(　　)【答案】C【解析】 A选项中的DNA用KpnⅠ单独酶切会得到600 bp和200 bp两种长度的DNA分子，与题意不符，A错误；B选项中的DNA用KpnⅠ单独酶切会得到600 bp和400 bp两种长度的DNA分子，与题意不符，B错误；C选项中的DNA用KpnⅠ单独酶切后得到的DNA分子长度是1 000 bp，用EcoRⅠ单独酶切会得到200 bp和800 bp两种长度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后会得到200 bp和400 bp两种长度的DNA分子，与题意相符，C正确；D选项中的DNA用KpnⅠ单独酶切后得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子，与题意不符，D错误。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)质粒用EcoRⅠ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EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制酶切割，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__________也可以作为载体。【答案】(1)黏性末端　平末端(2)切割产生的DNA片段黏性末端与EcoRⅠ切割产生的黏性末端能互补配对(3)E．coli　T4(4)动植物病毒　噬菌体【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，产生的黏性末端与EcoRⅠ切割载体产生的黏性末端要能互补配对。(3)根据酶的来源，可将DNA连接酶分为E．coli DNA连接酶和T4DNA连接酶两类。(4)基因工程中常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。14．如表所示为几种限制酶的识别序列及其切割位点，请回答下列问题：限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ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缝合依靠的是________酶，它的作用是形成磷酸二酯键；两条链间的碱基对通过________连接起来。(3)图1中的质粒分子可被表中限制酶________切割，切割后的质粒含有________个游离的磷酸基团。(4)在相关酶的作用下，图1中的甲与图2中的乙________(填“能”或“不能”)拼接起来。请说明理由：____________________________。【答案】(1)SmaⅠ　(2)DNA连接　氢键(3)EcoRⅠ　2(4)能　二者具有相同的黏性末端【解析】 (1)由表中四种限制酶的切割位点可知，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；两条链之间的碱基依据碱基互补配对原则形成氢键。(3)根据质粒的碱基序列可知，质粒分子可被限制酶EcoRⅠ切割，切割后形成链状DNA，有2个游离的磷酸基团。(4)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。