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

第3章　基因工程

第1节　重组DNA技术的基本工具

课后·训练提升

基础巩固

1.重组DNA技术中的“分子缝合针”“分子手术刀”“分子运输车”分别是(　　)

①DNA连接酶　②DNA聚合酶　③限制酶　④RNA聚合酶　⑤载体

A.②③⑤　　 B.①③④

C.①③⑤　　 D.④③⑤

答案:C

2.下列关于下图所示黏性末端的叙述,正确的是(　　)

A.①与③是由相同的限制酶切割产生的

B.DNA连接酶可催化①与③的连接

C.经酶切形成④需要脱去2分子水

D.DNA连接酶与DNA聚合酶均能作用于上述黏性末端

答案:B

解析:①与③的黏性末端相同,但它们的碱基序列不同,应是由不同的限制酶切割产生的,A项错误。经酶切获得④需要消耗2分子水,C项错误。DNA聚合酶的作用是将单个游离的脱氧核苷酸连接到核苷酸链上,D项错误。

3.下列有关DNA连接酶的叙述,正确的是(　　)

A.T4 DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端

B.E.coli DNA连接酶能连接具有平末端的DNA片段

C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的磷酸二酯键

D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸

答案:C

解析:DNA连接酶能使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,从而将它们连接起来。E.coli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,不能连接具有平末端的DNA片段。而T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。

4.如下图,两个核酸片段在适宜的条件下,经X酶的催化作用,发生下列变化,则X酶是(　　)

A.DNA连接酶　　　　　　 B.RNA聚合酶

C.DNA聚合酶　　　　　　 D.限制酶

答案:A

5.下列叙述正确的是(　　)

A.限制酶可作用于①部位,解旋酶作用于③部位

B.限制酶可作用于③部位,解旋酶作用于①部位

C.作用于①部位的限制酶同时也可以作用于④部位

D.作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别序列相反

答案:A

解析:限制酶可作用于①磷酸二酯键,解旋酶作用于③氢键,A项正确,B项错误。作用于①部位的限制酶同时也可以作用于⑤部位,C项错误。作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别序列相同,都为—GAATTC—,D项错误。

6.下列关于几种酶的作用的叙述,错误的是(　　)

A.DNA连接酶能连接双链DNA片段

B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录

C.一种限制酶能识别多种核苷酸序列,并切割出多种目的基因

D.DNA聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条DNA单链

答案:C

解析:一种限制酶只能特异性地识别一种核苷酸序列,并在特定位点切割DNA分子,切割出一种目的基因,体现了酶的专一性。

7.下列不属于质粒作为载体的理由的是(　　)

A.能在受体细胞中复制并保存

B.有一个至多个限制酶切割位点,以便与外源基因连接

C.具有标记基因,便于进行筛选

D.它是环状DNA分子

答案:D

解析:基因工程的载体不一定是环状DNA分子。

8.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相同,都是　　　　　　　,二者还具有其他共同点,如①　　　　　　　　　　,②　　　　　　　　　　。 

(2)若质粒DNA分子的切割末端为—A—TGCGC,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.苏云金杆菌的抗虫基因　

B.土壤农杆菌的环状RNA分子

C.大肠杆菌的质粒　

D.动物细胞的染色体

答案:(1)DNA　能够自我复制　具有遗传效应

(2)CGCGT—  A—　DNA连接酶

(3)标记基因　便于重组DNA分子的筛选

(4)C

9.通过重组DNA技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质,下图表示了这一技术的基本过程,在该过程中所用的基因“剪刀”的识别序列和切割位点是—G↓GATCC—。请回答下列问题。

(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”羊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。

(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”羊的染色体内,原因是　　　　　　　　,“插入”时用的载体的种类有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)限制酶　DNA连接酶

(2)

(3)基因的结构是相同的　质粒、动植物病毒、噬菌体等

能力提升

1.已知在一线性DNA分子上有3个某种限制性内切核酸酶的切割位点,如下图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该限制酶切断,则会产生a、b、c、d 4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,经该限制酶切开后,这些线性DNA分子最多能产生的长度不同的DNA片段种类数是              (　　)

线性DNA分子的酶切示意图

A.3种　　　 B.4种

C.9种 D.12种

答案:C

解析:有以下3种切割情况。(1)只切开1个位点,则有3种情况:切点在a、bcd之间,则片段为a、bcd 2种;切点在ab、cd之间,则片段为ab、cd 2种;切点在abc、d之间,则片段为abc、d 2种。(2)切开2个位点,则有3种情况:切点在a、b、cd之间,则片段为a、b、cd 3种;切点在a、bc、d之间,则片段为a、bc、d 3种;切点在ab、c、d之间,则片段为ab、c、d 3种。(3)切开3个位点,即切点在a、b、c、d之间,则片段为a、b、c、d 4种。所以不重复的片段共有9种。

2.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、解旋酶作用的正确顺序是(　　)

A.①②③④　　　　　　　　 B.①②④③

C.①④②③　　　　　　　　 D.①④③②

答案:C

解析:题图中①表示该酶切割DNA分子双链产生黏性末端的过程,用的酶是限制酶;②是黏性末端连接的过程,用的酶是DNA连接酶;③是DNA分子解旋的过程,用的酶是解旋酶;④是DNA分子复制时子链的形成过程,用的酶是DNA聚合酶。因此正确顺序为①④②③。

3.下列有关基因工程中限制性内切核酸酶的描述,错误的是(　　)

A.一种限制性内切核酸酶通常只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列

B.限制性内切核酸酶的活性受温度的影响

C.限制性内切核酸酶能识别和切割RNA

D.限制性内切核酸酶可从原核生物中提取

答案:C

解析:限制性内切核酸酶的化学本质是蛋白质,它的活性受温度和pH等的影响。限制性内切核酸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,但不能识别和切割RNA。限制性内切核酸酶主要是从原核生物体内分离出来的。

4.下列有关质粒的叙述,错误的是(　　)

A.质粒不仅存在于细菌中,而且存在于某些病毒中

B.质粒作为载体时,应具有标记基因和一个至多个限制酶切割位点

C.质粒为小型环状DNA分子,可存在于拟核DNA之外的细胞质基质中

D.质粒能够在受体细胞中稳定保存,并在受体细胞内复制

答案:A

解析:病毒中没有质粒。

5.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,其类型有　　　　　　和　　　　　　。 

(2)用EcoRⅠ切割质粒后产生的片段如下:

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,还可用其他限制酶切割,其他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　平末端

(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同

(3)E.coli　T4

(4)噬菌体　动植物病毒

6.基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,以便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切割位点是,限制酶Ⅱ的识别序列和切割位点是。

注:GeneⅠ和GeneⅡ表示两种标记基因,表示限制酶仅有的识别序列放大。

请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,目的基因用限制酶　　　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)请写出质粒上标记基因的作用:　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)Ⅰ　Ⅱ

(2)DNA连接酶

(3)检测重组DNA(或目的基因)是否导入受体细胞