人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具课时练习

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【合格考全员做】(学业水平一、二)
1．基因工程技术引起的生物变异属于( )
A．染色体变异B．基因突变
C．基因重组D．不遗传的变异
2．下列哪一项不是基因工程的载体必须具备的条件( )
A．能在宿主细胞中复制并保存
B．具有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，便于筛选
D．是环状DNA分子
3．“分子缝合针”缝合的部位是( )
A．碱基对之间的氢键
B．碱基与脱氧核糖
C．DNA双链上的磷酸二酯键
D．磷酸与脱氧核糖
4．下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是( )
A．①②B．①③
C．①④D．②③
5．下列有关基因工程叙述错误的是( )
A．最常用的载体是大肠杆菌的质粒
B．工具酶主要有限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C．该技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换
D．基本原理是基因突变
6．下列关于限制酶的说法，正确的是( )
A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质
B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D．限制酶均特异性地识别含6个核苷酸的序列
7．如图所示为限制酶BamHⅠ和BglⅡ的识别序列及切割位点，实验中用BamHⅠ切割DNA获得目的基因，用BglⅡ切割质粒，并将它们拼接得到重组质粒。下列相关叙述正确的是( )
A．在酶切过程中，只需要控制好酶的浓度，不需要控制温度等因素
B．经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别
C．质粒经BglⅡ切割后形成的黏性末端是
D．分别用图中两种限制酶切割，可保证目的基因定向地插入质粒
8．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的识别序列和切割位点是—eq \(GG,\s\up6(↓))ATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切割位点是—eq \(G,\s\up6(↓ ))ATC—。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
9．(多选)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，错误的是( )
A．用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近
B．DNA析出过程中，用玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌
C．预冷的乙醇可用来溶解DNA
D．用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热
10．下图表示两种限制酶识别DNA分子的特定序列，并在特定位点对DNA分子进行切割的示意图，请回答以下问题：
(1)图中甲和乙代表________________________________________________________________________。
(2)EcRⅠ、HpaⅠ代表________________________________________________________________________。
(3)图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为________、________。甲中限制酶的切点是________之间，乙中限制酶的切点是________之间。
(4)由图解可以看出，限制酶的作用特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)如果甲中G碱基发生基因突变，可能发生的情况是________________________________________________________________________。
【等级考选学做】(学业水平三、四)
11．某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是( )
A.①②B．③④
C．①③D．②④
12．对下图所示黏性末端的相关说法错误的是( )
A．甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制性内切核酸酶催化产生的
B．甲、乙具相同的黏性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能
C．DNA连接酶作用位点在b处，催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键
D．切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
13．表1列举了几种限制酶识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割位点)。图2是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是( )
表1
图2
A．BamHⅠ切割的是磷酸二酯键，AluⅠ切割的是氢键
B．能被Sau3AⅠ识别的序列，一定也能被BamHⅠ识别
C．DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④
D．E.cliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接①③
14．(多选)甲、乙两图为“DNA的粗提取与鉴定”实验中涉及的两个操作装置图。相关叙述不正确的是( )
A．图甲的烧杯和图乙的试管中所用溶剂都为NaCl溶液，但两者浓度不同
B．图乙试管经稍稍加热后即可观察到一支试管中的溶液明显变蓝，另一支试管中的溶液不变蓝
C．图甲操作需用玻璃棒迅速搅拌以使DNA析出，并缠绕在玻璃棒上
D．图乙操作中所用的二苯胺需现配现用以达到较好的鉴定效果
15．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：
(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：
________________________________________________________________________。
【素养养成练】
16．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。
(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EcRⅠ限制酶作用位点，EcRⅠ只能识别序列—GAATTC—，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcRⅠ的切点，请画出目的基因两侧被限制酶EcRⅠ切割后所形成的黏性末端。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制酶作用位点，现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因，通过DNA连接酶的作用恢复________键，成功地获得了重组质粒，这说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无Ampr和Tetr的大肠杆菌，将大肠杆菌在含氨苄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________。
课后分层检测案12 重组DNA技术的基本工具
1．解析：基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因工程技术引起的生物变异属于基因重组。
答案：C
2．解析：作为基因工程的载体要能在宿主细胞中复制并保存；要具有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；要具有标记基因，便于筛选，故A、B、C与题意不符。基因工程的载体不一定是环状DNA分子，D符合题意。
答案：D
3．解析：“分子缝合针”缝合的部位是DNA双链上的磷酸二酯键。
答案：C
4．解析：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，且切割后可形成能够互补配对的黏性末端。由题图可知，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。
答案：B
5．解析：基因工程的基本原理是基因重组，不同生物的DNA具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础；基因工程中的工具酶是限制性内切核酸酶和DNA连接酶，最常用的载体是大肠杆菌质粒。该技术可克服生殖隔离现象，实现种间遗传物质交换，按照人的意愿使生物发生定向变异。
答案：D
6．解析：限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A错误；限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，B正确；限制酶切割DNA后会形成黏性末端或平末端，C错误；大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成，D错误。
答案：B
7．解析：影响酶促反应的因素有温度、pH、酶浓度、底物浓度、反应时间等，因此酶切过程中，需控制好酶浓度、温度和反应时间等因素，A错误；经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶识别，B正确；质粒经Bgl Ⅱ切割后形成的黏性末端是，C错误；分别用题图中两种限制酶切割目的基因和质粒，由于形成的黏性末端相同，因此并不能保证目的基因定向地插入质粒，D错误。
答案：B
8．解析：解答此题要明确目的基因要切下，质粒要切开且至少保留一个标记基因。限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—eq \(G,\s\up6(↓ )) ATC—，单独使用时可以把目的基因切下，质粒中GeneⅠ和GeneⅡ也被破坏；限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—eq \(GG,\s\up6(↓))ATCC—，只能把目的基因左侧切开，破坏质粒GeneⅡ，所以目的基因用限制酶Ⅱ切割，质粒用限制酶Ⅰ切割。
答案：D
9．解析：猪属于哺乳动物，其红细胞没有细胞核及各种细胞器，提取不到DNA，而鸡属于鸟类，其红细胞内含有细胞核与各种细胞器，DNA含量较多，A错误；在除去相关蛋白后，DNA是非常容易断裂的，如果太过剧烈地搅拌，DNA链可能会被破坏，因此轻柔搅拌的目的是获得较完整的DNA分子，B正确；在冷的95%酒精溶液中DNA的溶解度低，DNA的沉淀量大，C错误；将析出的DNA溶解在2 ml/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后需要水浴加热才会呈现蓝色，D正确。
答案：AC
10．解析：(1)由图示看出，甲和乙代表由脱氧核苷酸构成的不同的DNA片段。(2)EcR Ⅰ和Hpa Ⅰ能切割DNA分子，说明它们是限制酶。(3)甲中切点在G、A之间，切口在识别序列中轴线两侧，形成黏性末端；乙中切点在T、A之间，切口在识别序列中轴线处，形成平末端。(4)(5)限制酶能识别DNA分子的特定核苷酸序列，并从特定位点切割DNA分子。当特定核苷酸序列变化后，就不能被相应限制酶识别。
答案：(1)有特定脱氧核苷酸序列的DNA片段
(2)两种不同的限制酶
(3)黏性末端 平末端 G、A T、A
(4)能识别双链DNA分子的特定脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将DNA分子切开
(5)限制酶不能识别切割位点
11．解析：限制性内切核酸酶只能识别特定的碱基序列，而且在特定位点进行切割，切割后两个DNA片段露出相同的末端。①中片段1和片段2的黏性末端不遵循碱基互补配对原则；②中限制性内切核酸酶的切割位点为G—A和T—C之间，故②中的片段1和片段2不能体现限制性内切核酸酶在特定位点切割的特点；③中的片段1和片段2说明限制性内切核酸酶识别AGCT序列，在G和C之间进行切割；④中的片段1和片段2说明限制性内切核酸酶识别GAATTC序列，在G和A之间进行切割。
答案：B
12．解析：甲图表示在G和A之间进行剪切，乙图表示在C和A之间进行剪切，丙图表示在C和T之间进行剪切，因此三者需要不同的限制性内切核酸酶进行剪切；甲和乙的黏性末端相同，能够通过碱基互补配对形成重组DNA分子，但甲和丙不行；DNA连接酶作用的位点是磷酸二酯键，乙图中的a和b分别表示磷酸二酯键和氢键；甲和乙形成的重组DNA分子相应位置的DNA碱基序列为eq \a\vs4\al\c1(—GAATTG—,—CTTAAC—)，而甲图表示在G和A之间切割，所以该重组序列不能被切割甲的限制性内切核酸酶识别。
答案：C
13．解析：BamH Ⅰ与Alu Ⅰ切割的均是磷酸二酯键，A错误；BamH Ⅰ识别并切割，Sau3A Ⅰ识别并切割，故BamH Ⅰ能识别的碱基序列，Sau3A Ⅰ一定能识别，但是Sau3A Ⅰ能识别的序列，BamH Ⅰ不一定能识别，B错误；②⑤的黏性末端相同，②④的黏性末端也相同，因此DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④，C正确；E.cli DNA连接酶是从大肠杆菌中获得的，只能连接黏性末端，T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而图中①③均属于平末端，只能用T4 DNA连接酶连接，D错误。
答案：C
14．解析：图甲烧杯中为酒精溶液，图乙试管中为NaCl溶液；图乙试管需要在沸水中加热5 min；图甲用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌，卷起丝状物；图乙操作中所用的二苯胺最好现配现用，否则会影响鉴定的效果。
答案：ABC
15．解析：(1)由表中四种限制酶的切割位点可知，Sma Ⅰ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EcR Ⅰ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。
答案：(1)Sma Ⅰ (2)DNA连接 氢键 (3)EcR Ⅰ 2 (4)能 二者具有相同的黏性末端
16．解析：(1)构建人工质粒时要有抗性基因作为标记基因，用于重组DNA的鉴定和筛选或便于鉴别目的基因是否导入受体细胞。(2)EcR Ⅰ只能识别核酸序列—GAATTC—，并只能在G与A之间切割。根据限制酶的识别序列和切割位点进行解答。(3)DNA连接酶的作用是恢复磷酸二酯键；由题干可知，两种限制酶(BamH Ⅰ和BglⅡ)切割得到的黏性末端相同，这样才能进行相应的碱基互补配对。(4)与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素；图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是能抗氨苄青霉素和四环素的人工质粒即pBR322质粒。
答案：(1)重组DNA的鉴定和筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞)
(2)
(3)磷酸二酯 两种限制酶(BamH Ⅰ和BglⅡ)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
选项
片段1
片段2
①
②
③
④