高中生物 專題1 基因工程 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具課后課時(shí)精練 新3

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE7學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題1基因工程1.1DNA重組技術(shù)的基本工具一、選擇題1．科學(xué)家們經(jīng)過多年的努力,創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)——基因工程,實(shí)施該工程的最終目的是(）A．定向提取生物體的DNA分子B．定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”C．在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D．定向地改造生物的遺傳性狀解析：基因工程的定義就是在生物體外，通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切"和“拼接”,對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖,使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需的基因產(chǎn)物，也就定向地改造了生物的遺傳性狀。答案:D2．下列敘述符合基因工程概念的是（）A．B淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞中含有B淋巴細(xì)胞中的抗體基因B．將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株C．用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變,通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株D．自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上解析：基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，進(jìn)而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。B淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，屬于細(xì)胞工程；用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變，進(jìn)而篩選出青霉素高產(chǎn)菌株，屬于人工誘變；自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上，并沒有進(jìn)行人為的加工，不屬于基因工程。答案：B3．關(guān)于質(zhì)粒的敘述正確的是（）A．質(zhì)粒是能夠自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子B．質(zhì)粒是惟一的載體C．重組質(zhì)粒是目的基因D．質(zhì)粒可在宿主細(xì)胞外單獨(dú)復(fù)制解析：質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子,能夠自我復(fù)制；除質(zhì)粒以外還有其他載體，如動(dòng)植物病毒；質(zhì)粒與目的基因重組后為重組質(zhì)粒；質(zhì)粒可在宿主細(xì)胞內(nèi)單獨(dú)復(fù)制。答案：A4．作為基因的運(yùn)輸工具——載體，必須具備的條件及理由是（)A．能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制,以便提供大量的目的基因B．具有多個(gè)限制酶切點(diǎn),以便于目的基因的表達(dá)C．具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件D．能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)行篩選解析：質(zhì)粒具有能夠穩(wěn)定地在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的特性，可以達(dá)到大量繁殖目的基因的目的，有更多的目的基因連接其載體，可使基因工程的成功率更高；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn),以便與外源基因連接;具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選，如抗生素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。答案：A5．下列生物技術(shù)所用的工具酶，除哪一項(xiàng)外作用都與磷酸二酯鍵有直接關(guān)系()A．限制酶 B．DNA連接酶C．逆轉(zhuǎn)錄酶 D．胰蛋白酶解析：限制酶的作用是切斷磷酸二酯鍵,DNA連接酶與逆轉(zhuǎn)錄酶均能形成磷酸二酯鍵,胰蛋白酶用于水解肽鍵,其作用與磷酸二酯鍵沒有直接關(guān)系.答案:D6．下列關(guān)于限制性核酸內(nèi)切酶的敘述，錯(cuò)誤的是()A．限制酶可從原核生物中提取B．同一種限制酶切割不同的DNA產(chǎn)生的黏性末端能夠進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)C．限制酶能任意切割DNA，從而產(chǎn)生大量的DNA片段D．每一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列解析:限制酶存在于許多原核生物中,可以從中提?。幻糠N限制酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子；同一種限制酶切割不同的DNA產(chǎn)生的黏性末端堿基互補(bǔ)配對(duì)。答案:C7．下列四個(gè)DNA分子,彼此間具有黏性末端的一組是（)A．①② B．②③C．③④ D．②④解析:本題考查DNA分子在限制性核酸內(nèi)切酶的作用下產(chǎn)生的黏性末端的特點(diǎn)。獲得的黏性末端能夠按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合形成完整的DNA.答案：D8．2014·溫州月考]在DNA連接酶的催化下形成的化學(xué)鍵和位置分別是(）A．氫鍵、堿基與脫氧核糖之間B．氫鍵、堿基與堿基之間C．磷酸二酯鍵、磷酸與脫氧核糖之間D．磷酸二酯鍵、脫氧核糖與堿基之間解析：DNA連接酶的作用只是催化DNA片段的“縫合”，能恢復(fù)被限制酶切開了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵,不能催化氫鍵形成，催化已有的DNA片段與單個(gè)的核苷酸之間形成磷酸二酯鍵的是DNA聚合酶。答案:C9．下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的載體(）A．細(xì)菌質(zhì)粒 B．噬菌體C．動(dòng)植物病毒 D．細(xì)菌擬核內(nèi)的DNA解析：細(xì)菌擬核內(nèi)的DNA分子不具備載體的基本條件.答案：D10．如圖為表達(dá)載體的模式圖，若結(jié)構(gòu)X是表達(dá)載體所必需的，則X最可能是（）A．氨芐青霉素抗性基因B．啟動(dòng)子C．限制酶D．DNA連接酶解析:啟動(dòng)子是該表達(dá)載體所必需的,功能是啟動(dòng)插入基因的轉(zhuǎn)錄過程。氨芐青霉素抗性基因可作為標(biāo)記基因，但不是必須用它作標(biāo)記基因.限制酶和DNA連接酶都不是表達(dá)載體所需要的。答案：B11．下列有關(guān)基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶的描述,錯(cuò)誤的是(）A．一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列B．限制性核酸內(nèi)切酶的活性受溫度的影響C．限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別和切割RNAD．限制性核酸內(nèi)切酶可從原核生物中提取解析：本題考查基因工程的操作工具——限制性核酸內(nèi)切酶的作用和來源.限制性核酸內(nèi)切酶主要從原核生物中分離純化,是能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且在特定的切點(diǎn)將磷酸二酯鍵斷開;酶的活性是受溫度、酸堿度等的影響.答案：C12．下列有關(guān)DNA連接酶的說法，正確的是（)A．DNA連接酶和限制酶的作用恰好相反，DNA連接酶可以將限制酶切開的雙鏈DNA片段“縫合"起來B．DNA連接酶和DNA聚合酶一樣能連接單鏈DNA片段C．E·coliDNA連接酶可以連接有平末端的DNA片段,也能連接有黏性末端的DNA片段D．T4DNA連接酶只能連接有平末端的DNA片段解析:DNA連接酶不能連接單鏈DNA片段；E·coliDNA連接酶只能連接有黏性末端的DNA片段；T4DNA連接酶既可以連接有黏性末端的DNA片段,也可以連接有平末端的DNA片段。答案：A13．2014·天津聯(lián)考］下圖是DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，下列選項(xiàng)中,依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()A．①②③④ B．①②④③C．①④②③ D．①④③②解析：限制性核酸內(nèi)切酶能專一性識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,形成黏性末端或平末端。DNA連接酶能將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制性核酸內(nèi)切酶切開了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵.解旋酶能將DNA兩條鏈之間的氫鍵打開,形成兩條脫氧核苷酸單鏈。DNA聚合酶在DNA復(fù)制過程中,將單個(gè)脫氧核苷酸最終連接成與母鏈互補(bǔ)的子鏈,從而形成新的子代DNA分子。答案：C14．現(xiàn)有一長(zhǎng)度為1000堿基對(duì)（bp）的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp,用KpnⅠ單獨(dú)酶切得到400bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同時(shí)酶切后得到200bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是()解析:本題要求考生能從材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的基因工程問題并能用圖表或數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)有關(guān)方面的內(nèi)容。本題沒有直接考查的知識(shí)點(diǎn)，更像一道IQ題?！艾F(xiàn)有一長(zhǎng)度為1000堿基對(duì)(bp）的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp”說明此DNA分子是環(huán)狀DNA分子,只留下C、D兩項(xiàng)供選，“用EcoRⅠ、KpnⅠ同時(shí)酶切后得到200bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子”確定只能選D。答案：D15．在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯(cuò)誤的是(）A．用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C．將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞解析：限制性核酸內(nèi)切酶是用來切割、獲取抗除草劑基因（目的基因）的，而不是切割煙草花葉病毒(受體細(xì)胞）的RNA，故A錯(cuò)誤；DNA連接酶可以將目的基因與載體結(jié)合，從而構(gòu)建基因的表達(dá)載體,故B正確；獲取的重組DNA分子可以將其導(dǎo)入到煙草受體細(xì)胞中，目的基因會(huì)在其中表達(dá)，使煙草具備抗除草劑的特性，要篩選出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草，可以將煙草放在含除草劑的培養(yǎng)基中培養(yǎng),觀察其是否能夠正常生長(zhǎng)，故C、D正確。答案：A二、非選擇題16．基因工程中涉及多種工具酶。(1）限制性核酸內(nèi)切酶是一類能識(shí)別特定核苷酸序列并在特定位點(diǎn)切割雙鏈DNA的“基因剪刀”。被限制酶識(shí)別的序列往往正反讀順序相同，斷裂的位置交錯(cuò),但又是圍繞著一個(gè)軸線（對(duì)稱軸）對(duì)稱排列,如下圖。PstⅠ和EcoRⅠ都是限制酶。請(qǐng)補(bǔ)全下圖中的互補(bǔ)鏈，畫出對(duì)稱軸以及切割后的產(chǎn)物。（2)DNA連接酶是基因操作的“針線”，其作用是把具有________能力而粘貼在一起但存在的切口封閉,進(jìn)而才可能形成有意義的________.（3)逆轉(zhuǎn)錄酶也常被用于基因工程,其存在于________（生物）中，催化以________為模板合成DNA的過程。解析：由題干中可以看出EcoRⅠ這種限制酶識(shí)別的核苷酸序列為GAATTC并且在G、A之間切開，所以與之互補(bǔ)的序列為CTTAAG切開的黏性末端為eq\a\vs4\al(—G，—CTTAA)與eq\a\vs4\al（AATTC—,G—)。DNA連接酶作用于DNA分子外側(cè)的磷酸二酯鍵,把目的基因與載體結(jié)合形成重組DNA分子，而兩條DNA分子之間是通過堿基互補(bǔ)配對(duì)形成氫鍵連在一起的。逆轉(zhuǎn)錄酶只存在于以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒中，催化反轉(zhuǎn)錄過程,即以RNA為模板合成DNA的一條鏈，在DNA聚合酶作用下形成雙鏈DNA。答案：（1)(2）堿基互補(bǔ)配對(duì)重組DNA（3）某些病毒mRNA17．2012·天津高考］生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于生命科學(xué)研究。以下實(shí)例為體外處理“蛋白質(zhì)－DNA復(fù)合體”獲得DNA片段信息的過程圖.據(jù)圖回答：(1)過程①酶作用的部位是________鍵，此過程只發(fā)生在非結(jié)合區(qū)DNA，過程②酶作用的部位是________鍵。(2)①②兩過程利用了酶的________特性.（3)若將得到的DNA片段用于構(gòu)建重組質(zhì)粒，需要將過程③的測(cè)序結(jié)果與________酶的識(shí)別序列進(jìn)行比對(duì)，以確定選用何種酶.解析：（1)DNA酶的作用是催化DNA的水解，DNA水解的實(shí)質(zhì)是磷酸二酯鍵的斷裂,所以DNA酶作用部位是磷酸二酯鍵.蛋白酶具有催化蛋白質(zhì)水解的作用，蛋白質(zhì)水解的實(shí)質(zhì)是破壞肽鍵，所以蛋白酶作用的部位是肽鍵.（2）這兩個(gè)過程分別由不同的酶催化,體現(xiàn)了酶的專一性。（3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，其中限制性核酸內(nèi)切酶需要根據(jù)要切割的序列進(jìn)行選擇,因?yàn)橐环N限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列,并在特定部位進(jìn)行切割。答案：(1）磷酸二酯肽(2）專一性（3)限制性核酸內(nèi)切18．下圖為重組DNA分子構(gòu)建的示意圖，回答以下問題：(1)圖中，數(shù)字1、2、3、4代表______________,過程A、B和C所需要的工具分別是______________、______________和______________。（2）寫出結(jié)構(gòu)5、6、7的名稱。5．____________;6.____________;7.____________.（3)進(jìn)行過程A和過程B使用的工具必須是____________，它們主要從______________中分離和提純。（4)圖中整個(gè)操作環(huán)境是______________.A．細(xì)胞內(nèi)B．細(xì)胞外C．細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外（5）結(jié)構(gòu)5主要來自于______________(生物)，在基因工程中所起的作用是_______________________________________________。解析：根據(jù)圖解可知,結(jié)構(gòu)5、6、7分別代表質(zhì)粒、含有目的基因的DNA片段和重組質(zhì)粒，過程A和B