重組DNA技術(shù)的基本工具+課后習(xí)題 高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

PAGE重組DNA技術(shù)的基本工具一、選擇題1．關(guān)于限制酶和DNA連接酶的說(shuō)法中，正確的是（）A．其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)B．DNA連接酶可恢復(fù)DNA分子中的氫鍵C.在基因工程中DNA聚合酶可以替代DNA連接酶D．限制酶切割后一定能產(chǎn)生黏性末端2．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是。根據(jù)下圖判斷下列操作正確的是（）A．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅰ切割C．質(zhì)粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割3．用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性內(nèi)切核酸酶分別處理同一DNA片段（限制酶在對(duì)應(yīng)切點(diǎn)一定能切開(kāi)），酶切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．如圖中兩種酶識(shí)別的核苷酸序列不同B．如圖中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNAC．泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物D．圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA4．表1列舉了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)（箭頭表示相關(guān)酶的切割位點(diǎn)）。圖2是酶切后產(chǎn)生的幾種末端。下列說(shuō)法正確的是（）表1圖2A.BamHⅠ切割的是磷酸二酯鍵，AluⅠ切割的是氫鍵B．能被Sau3AⅠ識(shí)別的序列，一定也能被BamHⅠ識(shí)別C．DNA連接酶能連接②⑤，也能連接②④D．E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶都能連接①③5．如圖為某個(gè)基因的部分片段，關(guān)于該結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是（）A．①所圈定的部位是腺嘌呤B．DNA連接酶作用于②處C．限制酶作用于③處D．解旋酶作用于④處6．下列黏性末端屬于同一種限制酶切割而成的是（）A．①②B．①③C．①④D．②③7．基因工程技術(shù)引起的生物變異屬于（）A．染色體變異B．基因突變C．基因重組D．不遺傳的變異8．“分子縫合針”縫合的部位是（）A．堿基對(duì)之間的氫鍵B．堿基與脫氧核糖C．DNA雙鏈上的磷酸二酯鍵D．磷酸與脫氧核糖9．在基因工程中用來(lái)修飾改造生物基因的工具酶是（）A．限制酶和載體B．限制酶和水解酶C．DNA連接酶和載體D．限制酶和DNA連接酶10．如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性內(nèi)切核酸酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是（）A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②11．下列有關(guān)“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（）A．用蒸餾水使家兔的紅細(xì)胞漲破，可獲取富含DNA的濾液B．DNA不溶于酒精，但可溶于2mol/L的NaCl溶液C．植物材料需先用洗滌劑破壞細(xì)胞壁再吸水漲破，釋放DNAD．鑒定DNA時(shí)，應(yīng)將絲狀物直接加入到二苯胺試劑中并進(jìn)行沸水浴12．用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ和二者的混合物分別降解一個(gè)1000bp（1bp即1個(gè)堿基對(duì)）的DNA分子，降解產(chǎn)物分別進(jìn)行凝膠電泳，在電場(chǎng)的作用下，降解產(chǎn)物分開(kāi)，凝膠電泳結(jié)果如下圖所示。該DNA分子的酶切圖譜（單位：bp）正確的是（）A．B．C．D．13．（不定項(xiàng)選擇）下表關(guān)于“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的表述，正確的是（）選項(xiàng)試劑操作作用A研磨液與生物材料混合提取DNAB2mol/LNaCl溶液與提取出的DNA混合溶解DNAC冷卻的酒精加入離心后的上清液中溶解DNAD二苯胺試劑加入溶解有DNA的NaCl溶液中鑒定DNA二、非選擇題14．酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高，可用于生產(chǎn)食品和藥品等。科學(xué)家將大麥細(xì)胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌細(xì)胞中，獲得的啤酒酵母菌可產(chǎn)生LTP1蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒，基本的操作過(guò)程如圖。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：（1）該技術(shù)能定向改變酵母菌的遺傳性狀，其遺傳學(xué)原理是，該技術(shù)又稱為或。該技術(shù)是在DNA上進(jìn)行的水平的設(shè)計(jì)施工。（2）本操作中為了將LTP1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi)，所用的載體是。該載體的化學(xué)本質(zhì)是，除此外，目前常用的載體還有。（3）要使載體與LTP1基因連接，首先應(yīng)使用進(jìn)行切割，該酶作用的化學(xué)鍵是。（4）切割完成后，利用將載體與LTP1基因連接，該過(guò)程遵循的原則是。15.如表所示為幾種限制酶的識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）從表中四種酶的切割位點(diǎn)看，可以切出平末端的酶是。（2）將目的基因與質(zhì)粒DNA縫合依靠的是酶，它的作用是形成磷酸二酯鍵；兩條鏈間的堿基對(duì)通過(guò)連接起來(lái)。（3）圖1中的質(zhì)粒分子可被表中限制酶切割，切割后的質(zhì)粒含有個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。（4）在相關(guān)酶的作用下，圖1中的甲與圖2中的乙（填“能”或“不能”）拼接起來(lái)。請(qǐng)說(shuō)明理由：_________________________________________________________________________________________________________________________________?！舅仞B(yǎng)養(yǎng)成練】16．目前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細(xì)菌質(zhì)粒的各種元件為基礎(chǔ)重新組建的人工質(zhì)粒，pBR322質(zhì)粒是較早構(gòu)建的質(zhì)粒載體，其主要結(jié)構(gòu)如圖一所示。（1）構(gòu)建人工質(zhì)粒時(shí)要有抗性基因，以便于________________________________________________________________________。（2）pBR322分子中有單個(gè)EcoRⅠ限制酶作用位點(diǎn)，EcoRⅠ只能識(shí)別序列—GAATTC—，并只能在G與A之間切割。若在某目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)EcoRⅠ的切點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出目的基因兩側(cè)被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。________________________________________________________________________。（3）pBR322分子中另有單個(gè)的BamHⅠ限制酶作用位點(diǎn)，現(xiàn)將經(jīng)BamHⅠ處理后的質(zhì)粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因，通過(guò)DNA連接酶的作用恢復(fù)鍵，成功地獲得了重組質(zhì)粒，這說(shuō)明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）為了檢測(cè)上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無(wú)Ampr和Tetr的大腸桿菌，將大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖二的菌落。再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖三的結(jié)果（空圈表示與圖二對(duì)照無(wú)菌落的位置）。與圖三空圈相對(duì)應(yīng)的圖二中的菌落表型是，圖三結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌導(dǎo)入的是。參考答案1．解析：限制酶和DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，A正確；DNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的磷酸二酯鍵，B錯(cuò)誤；DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，而DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，因此在基因工程操作中不能用DNA聚合酶替代DNA連接酶，C錯(cuò)誤；限制酶切割后產(chǎn)生的末端可為黏性末端或平末端，D錯(cuò)誤。答案：A2．解析：解答此題要明確目的基因要切下，質(zhì)粒要切開(kāi)且至少保留一個(gè)標(biāo)記基因。限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓ATC—，單獨(dú)使用時(shí)可以把目的基因切下，質(zhì)粒中GeneⅠ和GeneⅡ也被破壞；限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—GG↓ATCC—，只能把目的基因左側(cè)切開(kāi)，破壞質(zhì)粒GeneⅡ，所以目的基因用限制酶Ⅱ切割，質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割。答案：D3．解析：該題考查DNA的結(jié)構(gòu)、限制酶的特點(diǎn)和功能等。DNA一般是雙螺旋結(jié)構(gòu)；限制酶可以識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，并在每條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵進(jìn)行切割。限制酶識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，不同的限制酶能識(shí)別不同的核苷酸序列，由電泳圖可知XhoⅠ和SalⅠ兩種酶分別切割時(shí)，識(shí)別的序列不同，A正確；同種限制酶切割出的DNA片段，具有相同的黏性末端，再用DNA連接酶進(jìn)行連接，可以構(gòu)成重組DNA，B正確；SalⅠ將DNA片段切成4段，XhoⅠ將DNA片段切成3段，根據(jù)電泳結(jié)果可知泳道①為SalⅠ，泳道②為XhoⅠ，C正確；限制酶切割雙鏈DNA，酶切后的DNA片段仍然是雙鏈DNA，D錯(cuò)誤。答案：D4．解析：BamHⅠ與AluⅠ切割的均是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；BamHⅠ識(shí)別并切割，Sau3AⅠ識(shí)別并切割，故BamHⅠ能識(shí)別的堿基序列，Sau3AⅠ一定能識(shí)別，但是Sau3AⅠ能識(shí)別的序列，BamHⅠ不一定能識(shí)別，B錯(cuò)誤；②⑤的黏性末端相同，②④的黏性末端也相同，因此DNA連接酶能連接②⑤，也能連接②④，C正確；E.coliDNA連接酶是從大腸桿菌中獲得的，只能連接黏性末端，T4DNA連接酶既可以連接黏性末端也可以連接平末端，而圖中①③均屬于平末端，只能用T4DNA連接酶連接，D錯(cuò)誤。答案：C5．解析：分析題圖：①所圈定的部位是腺嘌呤脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；DNA連接酶催化磷酸二酯鍵的形成，即②處，B正確；限制酶的作用是切割磷酸二酯鍵，即②處，C錯(cuò)誤；解旋酶作用于氫鍵，即③處，D錯(cuò)誤。答案：B6．解析：限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，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(kāi)，且切割后可形成能夠互補(bǔ)配對(duì)的黏性末端。由題圖可知，①③能夠互補(bǔ)，其他的不能互補(bǔ)，所以①③屬于同一種限制酶切割而成的。答案：B7．解析：基因工程就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ碳夹g(shù)引起的生物變異屬于基因重組。答案：C8．解析：“分子縫合針”縫合的部位是DNA雙鏈上的磷酸二酯鍵。答案：C9．解析：基因工程中所用的工具有限制酶、DNA連接酶和載體，其中限制酶和DNA連接酶是用來(lái)修飾、改造生物基因的工具酶。答案：D10．解析：限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開(kāi)，形成黏性末端，因此作用于①；DNA聚合酶用于DNA分子的復(fù)制，能在單鏈上將一個(gè)個(gè)脫氧核苷酸連接起來(lái)，因此作用于④；DNA連接酶能在具有相同堿基末端的兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，因此作用于②；解旋酶能夠?qū)NA分子的雙螺旋解開(kāi)，故作用于③。答案：C11．解析：兔屬于哺乳動(dòng)物，哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核，不能用于DNA的粗提取，A錯(cuò)誤；DNA不溶于酒精，但可溶于2mol/L的NaCl溶液，B正確；洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜，但對(duì)DNA沒(méi)有影響，因此植物材料需先用洗滌劑溶解細(xì)胞膜，C錯(cuò)誤；鑒定DNA時(shí)，將絲狀物溶于2mol/L的NaCl溶液后加入二苯胺試劑，并進(jìn)行沸水浴后呈藍(lán)色，D錯(cuò)誤。答案：B12．解析：A選項(xiàng)中的DNA用KpnⅠ單獨(dú)酶切會(huì)得到600bp和200bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，與題意不符，A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)中的DNA用KpnⅠ單獨(dú)酶切會(huì)得到600bp和400bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，與題意不符，B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)中的DNA用KpnⅠ酶切后得到的DNA分子是1000bp，用EcoRⅠ單獨(dú)酶切得到200bp和800bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同時(shí)酶切后得到200bp和400bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，與題意相符，C正確；D選項(xiàng)中的DNA用KpnⅠ酶切后得到400bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，與題意不符，D錯(cuò)誤。答案：C13．解析：DNA粗提取的第一步就是加入研磨液使生物材料充分研磨，A正確；DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度最大，使用2mol/LNaCl溶液能溶解DNA，B正確；DNA不溶于酒精，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理可以將蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)一步分離，C錯(cuò)誤；在沸水浴條件下，DNA與二苯胺試劑反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色，D正確。答案：ABD14．解析：(1)圖示技術(shù)稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)、DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了不同物種之間的基因重組，能定向地改造某種生物的性狀，是在DNA上進(jìn)行的分子水平的設(shè)計(jì)施工。(2)圖示中的載體為質(zhì)粒。該載體的化學(xué)本質(zhì)是環(huán)狀DNA，除此之外，目前常用的載體還有噬菌體和動(dòng)植物病毒。(3)要使目的基因與載體連接，需用同一種限制酶切割載體和含目的基因的DNA分子，使它們具有相同的黏性末端。(4)當(dāng)用限制酶切割以后，可采用DNA連接酶將載體與目的基因連接，連接后得到的DNA分子稱為重組DNA分子，這個(gè)過(guò)程遵循的原則是堿基互補(bǔ)配對(duì)。答案：(1)基因重組基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)分子(2)質(zhì)粒環(huán)狀DNA噬菌體和動(dòng)植物病毒(3)同一種限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)磷酸二酯鍵(4)DNA連接酶堿基互補(bǔ)配對(duì)15．