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2021学年1.1 DNA重组技术的基本工具一课一练
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这是一份2021学年1.1 DNA重组技术的基本工具一课一练，共15页。试卷主要包含了1 DNA重组技术的基本工具，下列属于“分子缝合针”的是等内容，欢迎下载使用。
基础过关练
题组一 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
1.(2019山东淄博一中高二月考)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产生的黏性末端能够很好地进行碱基互补配对
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
2.(2019陕西西工大附中高二上期中)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,由此推断以下说法中,正确的是( )
注:Y表示C或T,R表示A或G。
A.一种限制酶只能识别一种核苷酸序列
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
3.(2020甘肃天水一中高二上月考)下图表示限制酶切割某DNA的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切点是( 深度解析 )
A.CTTAAG,切点在C和T之间
B.CTTAAG,切点在G和A之间
C.GAATTC,切点在G和A之间
D.CTTAAC,切点在C和T之间
4.(2020河南郑州中学月考改编)图1表示部分DNA片段,图2表示染色体DNA的片段,箭头是某种限制酶的识别序列和作用位点,下列相关说法正确的是( )
A.图1中a所示部位即图2中箭头所示部位
B.图2所示的DNA片段被限制酶切割后新产生四个游离的磷酸基团
C.E·cli DNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段
D.基因工程的载体必须具有图2所示的碱基序列
5.(2020山东德州一中月考)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质,如图表示这一技术的基本过程。在该工程中所用的基因“分子手术刀”能识别的序列和切点是 ↓
—GGATCC—,请回答:
(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”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 。
(2)请在图中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 。
题组二 DNA连接酶的作用和种类
6.下列有关DNA连接酶的叙述正确的是( )
①催化具有相同的黏性末端的DNA片段连接
②催化具有不同的黏性末端的DNA片段连接
③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成
④催化两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成
A.①②B.③④C.①④D.②③
7.下列属于“分子缝合针”的是( )
①E·cli DNA连接酶 ②T4 DNA连接酶 ③DNA聚合酶 ④解旋酶 ⑤RNA聚合酶
A.①②③ B.①② C.①②⑤ D.②④
8.下列有关DNA连接酶的叙述正确的是( )
A.T4 DNA连接酶只能将双链DNA片段的黏性末端连接起来
B.E·cli DNA连接酶能将双链DNA片段的平末端连接起来
C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸
9.如表所示为几种限制酶的识别序列及其切割位点,图1和图2表示基因工程部分操作过程。请回答下列问题:
图1
图2
(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”时,两条链上的磷酸、脱氧核糖在 酶的作用下连接起来,形成磷酸二酯键;两条链间的碱基对通过 连接起来。
(3)图2中的质粒分子可被表中 酶切割,切割后的质粒含有 个游离的磷酸基团。
(4)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 。
(5)在相关酶的作用下,甲与乙 (填“能”或“不能”)拼接起来,说明理由: 。
题组三 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
10.除了下列哪一项之外,其余的都是基因工程的载体所必须具备的( )
A.能在宿主细胞中复制并保存
B.具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.是环状形态的DNA分子
11.(2019陕西安康一中高二期中)下列哪项不是基因工程中经常使用的载体( )
A.细菌质粒B.噬菌体
C.动植物病毒D.细菌核区的DNA
能力提升练
一、选择题
1.(2019辽宁沈阳二中期中,)以下有关基因工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程的产物对人类都是有益的
C.基因工程育种的优点之一是目的性强
D.基因工程产生的变异属于人工诱变
2.(2020陕西高二上期中,)限制酶是一类核酸切割酶,可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。如图为四种限制酶BamHⅠ、EcRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列是
箭头表示每一种限制酶的特定切割部位,其中哪两种限制酶切割出来的DNA片段末端可以互补结合,其正确的末端互补序列是( )
A.BamHⅠ和EcRⅠ;末端互补序列—AATT—
B.BamHⅠ和BglⅡ;末端互补序列—GATC—
C.BamHⅠ和HindⅢ;末端互补序列—GATC—
D.EcRⅠ和HindⅢ;末端互补序列—AATT—
3.(2020四川南充实验中学月考,)下列关于基因工程中的DNA连接酶的叙述错误的是( )
A.E·cli DNA连接酶和T4DNA连接酶都来自原核生物
B.DNA连接酶能够连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键
C.基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶
D.E·cli DNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端
4.(2019陕西渭南尚德中学高二期中,)下列所示的黏性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的( )
A.1种B.2种C.3种D.4种
5.(2019陕西咸阳中学高二期中,)现有一长度为1 000个碱基对(bp)的DNA片段,用限制性核酸内切酶EcRⅠ酶切后得到的DNA片段仍是1 000 bp,用KpnⅠ单独酶切后得到400 bp和600 bp两种长度的DNA片段,用EcRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA片段。如图中表示该DNA片段的酶切图谱正确的是( )
6.(2019北京四中高二期末,)如图所示,两个核酸片段在适宜条件下,经过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.限制性核酸内切酶
二、非选择题
7.(2020山东德州中学月考,)根据图示和表格的内容回答问题:
几种限制酶识别序列及切割位点
(1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开,采用EcRⅠ和PstⅠ酶切图中含有目的基因的DNA,能得到 种DNA片段。如果将图中质粒载体和含目的基因的DNA片段只用EcRⅠ酶切,酶切产物再加入DNA连接酶,其中由两个DNA片段连接形成的产物有 、 、 。
(2)为了防止目的基因和质粒载体酶切后的末端任意连接,酶切时应该选用的酶是 、 。
答案全解全析
专题1 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
基础过关练
1.C 限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并能在特定位点切割DNA分子,A、D正确,C错误;同一种限制酶切割不同的DNA产生的黏性末端相同,能够很好地进行碱基互补配对,B正确。
2.C 根据题表的内容可以推知,每种限制酶都能识别特定的核苷酸序列,但不一定只能识别一种核苷酸序列,如限制酶HindⅡ,A错误;限制酶切割后能形成黏性末端或平末端,如限制酶HindⅡ切割后产生平末端,B错误;不同的限制酶切割后可能形成相同的黏性末端,如限制酶BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后产生的黏性末端相同,C正确;限制酶的切割位点可以位于识别序列的外侧,如Sau3AⅠ,D错误。
3.C 根据题图可知,该限制酶切割的位点为G和A之间,结合所形成的黏性末端可知该限制酶所能识别的序列为GAATTC,综上所述,C符合题意。
归纳总结 关于限制酶,学生可以从以下几方面把握:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化。(2)特异性: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。(3)结果:形成黏性末端或平末端。
4.A 图2箭头所示的部位表示两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,图1中a部位是限制酶酶切的部位,限制酶能使DNA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,故A正确;图2所示的DNA片段被限制酶切割后会产生2个DNA片段,1个链状DNA片段含有两个游离的磷酸基团,2个链状DNA片段含有四个游离的磷酸基团,所以酶切后会新产生两个游离的磷酸基团,故B错误;E·cli DNA连接酶只可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,图1所示为平末端,故C错误;限制酶有多种,基因工程中的载体具有一个至多个限制酶识别的序列,不一定含有图2所示的碱基序列,故D错误。
5.答案 (1)限制酶 DNA连接酶
(2)如图
(3)人的遗传物质(基因)与羊的遗传物质都为DNA,其物质组成和空间结构相同
解析 (1)限制酶可以识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并使特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开,可用于从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因。DNA连接酶可将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子,则人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中是用DNA连接酶“缝合”的。(2)图示的限制酶识别的序列为—GGATCC—,并且在G与G之间切开,因此形成的黏性末端见答案。(3)羊的染色体的主要成分是DNA和蛋白质,其中DNA上的基因与人体蛋白质基因的物质组成和空间结构是相同的,因此人体蛋白质基因能“插入”羊的染色体内。
6.C DNA连接酶可以催化具有相同黏性末端的DNA片段连接,不同黏性末端由于碱基无法互补配对而不能连接,①正确,②错误。DNA连接酶可以催化被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成,不能催化碱基间氢键的形成,③错误,④正确。
7.B 基因工程中DNA分子片段连接时所用的“分子缝合针”是DNA连接酶,①②都属于“分子缝合针”。
8.C 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·cli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来,不能将双链DNA片段的平末端进行连接。T4DNA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。
9.答案 (1)SmaⅠ (2)DNA连接 氢键 (3)EcRⅠ 2 (4)高 (5)能 二者具有相同的黏性末端
解析 (1)由表格中四种限制酶切割位点可知,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,两条链之间的碱基通过碱基互补配对原则形成氢键连接起来。(3)根据质粒的碱基序列可知,质粒分子可被EcRⅠ酶切割,切割后形成链状DNA片段,有2个游离的磷酸基团。(4)DNA分子中C—G碱基对越多,热稳定性越高,由题中表格可知,SmaⅠ酶切割的序列中碱基对都是C—G,所以插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越高。(5)由题图可知,甲和乙的黏性末端相同,可以在DNA连接酶的作用下拼接起来。
10.D 载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达,且必须能够在宿主细胞内稳定保存并大量复制,以便通过复制提供大量目的基因,故A不符合题意;载体要具有一个至多个限制酶的切割位点,以便与外源基因连接,故B不符合题意;载体要具有某些标记基因,供重组DNA的鉴定和筛选,故C不符合题意;载体不一定是环状的DNA分子,故D符合题意。
11.D 基因工程常见的载体有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等,细菌核区的DNA不能作为运载目的基因的载体。
能力提升练
一、选择题
1.C 基因工程是分子水平上的生物工程,其产生的变异属于基因重组,不属于人工诱变;基因工程是按照人们的意愿改造生物,目的性强,但并不是所有的基因工程产物都对人类有益。
2.B 限制酶切割出来的DNA片段末端如要互补结合,其黏性末端必须互补。由题可知,BamHⅠ和BglⅡ切割出来的DNA片段末端可以互补结合,其末端互补序列是—GATC—,B符合题意。
3.A E·cli DNA连接酶来自大肠杆菌,T4DNA连接酶来自T4噬菌体,故A错误。DNA连接酶可将两个DNA片段末端核苷酸之间的磷酸二酯键进行连接,而DNA聚合酶连接的是DNA片段与游离的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶,故B、C正确。E·cli DNA连接酶只能连接黏性末端,T4 DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端,故D正确。
4.D 限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,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,从而形成黏性末端或平末端。图中四个黏性末端均不相同,因此是由四种限制性核酸内切酶切割形成的,故选D。
5.D 由题干“用限制性核酸内切酶EcRⅠ酶切后得到的DNA片段仍是1 000 bp”和选项中DNA片段的酶切图谱分析可知,B、C不符合题意。题述为“用KpnⅠ单独酶切后得到400 bp和600 bp两种长度的DNA片段”,而A选项中的DNA片段用KpnⅠ单独酶切后得到2个200 bp和1个600 bp的DNA片段,不符合题意,故选D。
6.A 据题图分析,该酶将两个DNA片段连接为一个DNA片段,为DNA连接酶,A符合题意;RNA聚合酶是将游离的核糖核苷酸合成RNA的酶,B不符合题意;DNA聚合酶用于将游离的脱氧核苷酸连接到已有的DNA单链上,在DNA复制中起作用,C不符合题意;限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点进行切割,但不能将DNA片段连接起来,D不符合题意。
二、非选择题
7.答案 (1)4 质粒载体-质粒载体连接物 目的基因-目的基因连接物 质粒载体-目的基因连接物 (2)EcRⅠ SmaⅠ
解析 (1)题图中含目的基因的DNA分子上含有2个EcRⅠ、1个PstⅠ和1个SmaⅠ的酶切位点,若采用EcRⅠ和PstⅠ酶切含目的基因的DNA,该DNA片段上3个切点全部切开,则形成4种DNA片段。题图中的质粒载体与含目的基因的DNA片段只用EcRⅠ切割,目的基因两端和质粒载体切口处的黏性末端相同,只考虑两个DNA片段相连,则会形成3种连接产物,即质粒载体与质粒载体相连、质粒载体与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。(2)若用EcRⅠ酶切题图中质粒载体和含目的基因的DNA片段,则质粒载体和目的基因两端的黏性末端相同,用DNA连接酶连接时,会产生质粒载体和目的基因自身连接物。而利用EcRⅠ和SmaⅠ酶切时,目的基因的末端、质粒载体的末端不同,用DNA连接酶连接时,不会产生自身连接产物。
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
EcRⅠ
SmaⅠ
识别序
列及切
割位点
↓
—GGATCC—
—CCTAGG—
↑
↓
—AAGCTT—
—TTCGAA—
↑
↓
—GAATTC—
—CTTAAG—
↑
↓
—CCCGGG—
—GGGCCC—
↑
1.C
2.C
3.C
4.A
6.C
7.B
8.C
10.D
11.D
1.C
2.B
3.A
4.D
5.D
6.A
基础过关练
题组一 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
1.(2019山东淄博一中高二月考)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产生的黏性末端能够很好地进行碱基互补配对
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
2.(2019陕西西工大附中高二上期中)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,由此推断以下说法中,正确的是( )
注:Y表示C或T,R表示A或G。
A.一种限制酶只能识别一种核苷酸序列
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
3.(2020甘肃天水一中高二上月考)下图表示限制酶切割某DNA的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切点是( 深度解析 )
A.CTTAAG,切点在C和T之间
B.CTTAAG,切点在G和A之间
C.GAATTC,切点在G和A之间
D.CTTAAC,切点在C和T之间
4.(2020河南郑州中学月考改编)图1表示部分DNA片段,图2表示染色体DNA的片段,箭头是某种限制酶的识别序列和作用位点,下列相关说法正确的是( )
A.图1中a所示部位即图2中箭头所示部位
B.图2所示的DNA片段被限制酶切割后新产生四个游离的磷酸基团
C.E·cli DNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段
D.基因工程的载体必须具有图2所示的碱基序列
5.(2020山东德州一中月考)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质,如图表示这一技术的基本过程。在该工程中所用的基因“分子手术刀”能识别的序列和切点是 ↓
—GGATCC—,请回答:
(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”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 。
(2)请在图中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 。
题组二 DNA连接酶的作用和种类
6.下列有关DNA连接酶的叙述正确的是( )
①催化具有相同的黏性末端的DNA片段连接
②催化具有不同的黏性末端的DNA片段连接
③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成
④催化两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成
A.①②B.③④C.①④D.②③
7.下列属于“分子缝合针”的是( )
①E·cli DNA连接酶 ②T4 DNA连接酶 ③DNA聚合酶 ④解旋酶 ⑤RNA聚合酶
A.①②③ B.①② C.①②⑤ D.②④
8.下列有关DNA连接酶的叙述正确的是( )
A.T4 DNA连接酶只能将双链DNA片段的黏性末端连接起来
B.E·cli DNA连接酶能将双链DNA片段的平末端连接起来
C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸
9.如表所示为几种限制酶的识别序列及其切割位点,图1和图2表示基因工程部分操作过程。请回答下列问题:
图1
图2
(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”时,两条链上的磷酸、脱氧核糖在 酶的作用下连接起来,形成磷酸二酯键;两条链间的碱基对通过 连接起来。
(3)图2中的质粒分子可被表中 酶切割,切割后的质粒含有 个游离的磷酸基团。
(4)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 。
(5)在相关酶的作用下,甲与乙 (填“能”或“不能”)拼接起来,说明理由: 。
题组三 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
10.除了下列哪一项之外,其余的都是基因工程的载体所必须具备的( )
A.能在宿主细胞中复制并保存
B.具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.是环状形态的DNA分子
11.(2019陕西安康一中高二期中)下列哪项不是基因工程中经常使用的载体( )
A.细菌质粒B.噬菌体
C.动植物病毒D.细菌核区的DNA
能力提升练
一、选择题
1.(2019辽宁沈阳二中期中,)以下有关基因工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程的产物对人类都是有益的
C.基因工程育种的优点之一是目的性强
D.基因工程产生的变异属于人工诱变
2.(2020陕西高二上期中,)限制酶是一类核酸切割酶,可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。如图为四种限制酶BamHⅠ、EcRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列是
箭头表示每一种限制酶的特定切割部位,其中哪两种限制酶切割出来的DNA片段末端可以互补结合,其正确的末端互补序列是( )
A.BamHⅠ和EcRⅠ;末端互补序列—AATT—
B.BamHⅠ和BglⅡ;末端互补序列—GATC—
C.BamHⅠ和HindⅢ;末端互补序列—GATC—
D.EcRⅠ和HindⅢ;末端互补序列—AATT—
3.(2020四川南充实验中学月考,)下列关于基因工程中的DNA连接酶的叙述错误的是( )
A.E·cli DNA连接酶和T4DNA连接酶都来自原核生物
B.DNA连接酶能够连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键
C.基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶
D.E·cli DNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端
4.(2019陕西渭南尚德中学高二期中,)下列所示的黏性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的( )
A.1种B.2种C.3种D.4种
5.(2019陕西咸阳中学高二期中,)现有一长度为1 000个碱基对(bp)的DNA片段,用限制性核酸内切酶EcRⅠ酶切后得到的DNA片段仍是1 000 bp,用KpnⅠ单独酶切后得到400 bp和600 bp两种长度的DNA片段,用EcRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA片段。如图中表示该DNA片段的酶切图谱正确的是( )
6.(2019北京四中高二期末,)如图所示,两个核酸片段在适宜条件下,经过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.限制性核酸内切酶
二、非选择题
7.(2020山东德州中学月考,)根据图示和表格的内容回答问题:
几种限制酶识别序列及切割位点
(1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开,采用EcRⅠ和PstⅠ酶切图中含有目的基因的DNA,能得到 种DNA片段。如果将图中质粒载体和含目的基因的DNA片段只用EcRⅠ酶切,酶切产物再加入DNA连接酶,其中由两个DNA片段连接形成的产物有 、 、 。
(2)为了防止目的基因和质粒载体酶切后的末端任意连接,酶切时应该选用的酶是 、 。
答案全解全析
专题1 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
基础过关练
1.C 限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并能在特定位点切割DNA分子,A、D正确,C错误;同一种限制酶切割不同的DNA产生的黏性末端相同,能够很好地进行碱基互补配对,B正确。
2.C 根据题表的内容可以推知,每种限制酶都能识别特定的核苷酸序列,但不一定只能识别一种核苷酸序列,如限制酶HindⅡ,A错误;限制酶切割后能形成黏性末端或平末端,如限制酶HindⅡ切割后产生平末端,B错误;不同的限制酶切割后可能形成相同的黏性末端,如限制酶BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后产生的黏性末端相同,C正确;限制酶的切割位点可以位于识别序列的外侧,如Sau3AⅠ,D错误。
3.C 根据题图可知,该限制酶切割的位点为G和A之间,结合所形成的黏性末端可知该限制酶所能识别的序列为GAATTC,综上所述,C符合题意。
归纳总结 关于限制酶,学生可以从以下几方面把握:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化。(2)特异性: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。(3)结果:形成黏性末端或平末端。
4.A 图2箭头所示的部位表示两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,图1中a部位是限制酶酶切的部位,限制酶能使DNA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,故A正确;图2所示的DNA片段被限制酶切割后会产生2个DNA片段,1个链状DNA片段含有两个游离的磷酸基团,2个链状DNA片段含有四个游离的磷酸基团,所以酶切后会新产生两个游离的磷酸基团,故B错误;E·cli DNA连接酶只可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,图1所示为平末端,故C错误;限制酶有多种,基因工程中的载体具有一个至多个限制酶识别的序列,不一定含有图2所示的碱基序列,故D错误。
5.答案 (1)限制酶 DNA连接酶
(2)如图
(3)人的遗传物质(基因)与羊的遗传物质都为DNA,其物质组成和空间结构相同
解析 (1)限制酶可以识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并使特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开,可用于从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因。DNA连接酶可将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子,则人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中是用DNA连接酶“缝合”的。(2)图示的限制酶识别的序列为—GGATCC—,并且在G与G之间切开,因此形成的黏性末端见答案。(3)羊的染色体的主要成分是DNA和蛋白质,其中DNA上的基因与人体蛋白质基因的物质组成和空间结构是相同的,因此人体蛋白质基因能“插入”羊的染色体内。
6.C DNA连接酶可以催化具有相同黏性末端的DNA片段连接,不同黏性末端由于碱基无法互补配对而不能连接,①正确,②错误。DNA连接酶可以催化被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成,不能催化碱基间氢键的形成,③错误,④正确。
7.B 基因工程中DNA分子片段连接时所用的“分子缝合针”是DNA连接酶,①②都属于“分子缝合针”。
8.C 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·cli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来,不能将双链DNA片段的平末端进行连接。T4DNA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。
9.答案 (1)SmaⅠ (2)DNA连接 氢键 (3)EcRⅠ 2 (4)高 (5)能 二者具有相同的黏性末端
解析 (1)由表格中四种限制酶切割位点可知,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,两条链之间的碱基通过碱基互补配对原则形成氢键连接起来。(3)根据质粒的碱基序列可知,质粒分子可被EcRⅠ酶切割,切割后形成链状DNA片段,有2个游离的磷酸基团。(4)DNA分子中C—G碱基对越多,热稳定性越高,由题中表格可知,SmaⅠ酶切割的序列中碱基对都是C—G,所以插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越高。(5)由题图可知,甲和乙的黏性末端相同,可以在DNA连接酶的作用下拼接起来。
10.D 载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达,且必须能够在宿主细胞内稳定保存并大量复制,以便通过复制提供大量目的基因,故A不符合题意;载体要具有一个至多个限制酶的切割位点,以便与外源基因连接,故B不符合题意;载体要具有某些标记基因,供重组DNA的鉴定和筛选,故C不符合题意;载体不一定是环状的DNA分子,故D符合题意。
11.D 基因工程常见的载体有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等,细菌核区的DNA不能作为运载目的基因的载体。
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一、选择题
1.C 基因工程是分子水平上的生物工程,其产生的变异属于基因重组,不属于人工诱变;基因工程是按照人们的意愿改造生物,目的性强,但并不是所有的基因工程产物都对人类有益。
2.B 限制酶切割出来的DNA片段末端如要互补结合,其黏性末端必须互补。由题可知,BamHⅠ和BglⅡ切割出来的DNA片段末端可以互补结合,其末端互补序列是—GATC—,B符合题意。
3.A E·cli DNA连接酶来自大肠杆菌,T4DNA连接酶来自T4噬菌体,故A错误。DNA连接酶可将两个DNA片段末端核苷酸之间的磷酸二酯键进行连接,而DNA聚合酶连接的是DNA片段与游离的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶,故B、C正确。E·cli DNA连接酶只能连接黏性末端,T4 DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端,故D正确。
4.D 限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,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,从而形成黏性末端或平末端。图中四个黏性末端均不相同,因此是由四种限制性核酸内切酶切割形成的,故选D。
5.D 由题干“用限制性核酸内切酶EcRⅠ酶切后得到的DNA片段仍是1 000 bp”和选项中DNA片段的酶切图谱分析可知,B、C不符合题意。题述为“用KpnⅠ单独酶切后得到400 bp和600 bp两种长度的DNA片段”,而A选项中的DNA片段用KpnⅠ单独酶切后得到2个200 bp和1个600 bp的DNA片段,不符合题意,故选D。
6.A 据题图分析,该酶将两个DNA片段连接为一个DNA片段,为DNA连接酶,A符合题意;RNA聚合酶是将游离的核糖核苷酸合成RNA的酶,B不符合题意;DNA聚合酶用于将游离的脱氧核苷酸连接到已有的DNA单链上,在DNA复制中起作用,C不符合题意;限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点进行切割,但不能将DNA片段连接起来,D不符合题意。
二、非选择题
7.答案 (1)4 质粒载体-质粒载体连接物 目的基因-目的基因连接物 质粒载体-目的基因连接物 (2)EcRⅠ SmaⅠ
解析 (1)题图中含目的基因的DNA分子上含有2个EcRⅠ、1个PstⅠ和1个SmaⅠ的酶切位点,若采用EcRⅠ和PstⅠ酶切含目的基因的DNA,该DNA片段上3个切点全部切开,则形成4种DNA片段。题图中的质粒载体与含目的基因的DNA片段只用EcRⅠ切割,目的基因两端和质粒载体切口处的黏性末端相同,只考虑两个DNA片段相连,则会形成3种连接产物,即质粒载体与质粒载体相连、质粒载体与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。(2)若用EcRⅠ酶切题图中质粒载体和含目的基因的DNA片段,则质粒载体和目的基因两端的黏性末端相同,用DNA连接酶连接时,会产生质粒载体和目的基因自身连接物。而利用EcRⅠ和SmaⅠ酶切时,目的基因的末端、质粒载体的末端不同,用DNA连接酶连接时,不会产生自身连接产物。
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
EcRⅠ
SmaⅠ
识别序
列及切
割位点
↓
—GGATCC—
—CCTAGG—
↑
↓
—AAGCTT—
—TTCGAA—
↑
↓
—GAATTC—
—CTTAAG—
↑
↓
—CCCGGG—
—GGGCCC—
↑
1.C
2.C
3.C
4.A
6.C
7.B
8.C
10.D
11.D
1.C
2.B
3.A
4.D
5.D
6.A
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