2019-2020高中生物 專題1 基因工程 1 DNA重組技術(shù)的基本工具檢測（含解析）新人教版選修3.doc

1.1DNA重組技術(shù)的基本工具 一、選擇題題型一對基因工程的誕生及概念的理解1科學(xué)家將發(fā)光基因?qū)霟煵菁?xì)胞內(nèi)，培育出了發(fā)光的煙草，以下有關(guān)該過程中應(yīng)用的技術(shù)，敘述正確的是()A該技術(shù)是在細(xì)胞水平上進行設(shè)計和施工的B該技術(shù)的操作環(huán)境是在生物體內(nèi)C該技術(shù)的原理是基因突變D該技術(shù)的優(yōu)點是定向產(chǎn)生人類需要的生物類型答案D解析基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴(yán)格的設(shè)計，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，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品，D正確；該技術(shù)是基因工程技術(shù)，是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的，A錯誤；該技術(shù)的操作環(huán)境是在生物體外，B錯誤；基因工程的生物學(xué)原理是基因重組，C錯誤。2下列敘述符合基因工程概念的是()A在細(xì)胞內(nèi)直接將目的基因與宿主細(xì)胞的遺傳物質(zhì)進行重組，賦予生物新的遺傳特性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)生人的干擾素的菌株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上答案B解析基因工程不能在生物細(xì)胞內(nèi)直接將目的基因與宿主細(xì)胞的遺傳物質(zhì)進行重組，不符合基因工程的概念，A錯誤；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)生人的干擾素的菌株，符合基因工程的概念，B正確；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，屬于誘變育種，不符合基因工程的概念，C錯誤；基因工程是通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，噬菌體自行感染細(xì)菌并將自身DNA導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞不符合基因工程的概念，D錯誤。題型二限制酶來源及作用3下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，正確的是()A限制酶只能識別6個或8個脫氧核苷酸組成的序列B限制酶的活性受溫度的影響C限制酶能識別和切割RNA和DNAD限制酶只能從原核生物中提取答案B解析限制酶能夠識別并切割雙鏈DNA分子上特定的核苷酸序列，大多數(shù)限制酶能夠識別由6個核苷酸組成的序列，少數(shù)可以識別由4、5或者8個核苷酸組成的序列，A、C錯誤；限制酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，活性受溫度影響，B正確；限制酶主要是從原核生物中分離純化出來的，在真核生物細(xì)胞內(nèi)也可能存在，例如酵母菌，D錯誤。4下列關(guān)于限制性核酸內(nèi)切酶的說法錯誤的是()A限制性核酸內(nèi)切酶主要是從微生物細(xì)胞中分離純化的B限制性核酸內(nèi)切酶不能將目的基因連接到不同的載體上C一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸D限制性核酸內(nèi)切酶既可切割鏈狀DNA也可切割環(huán)狀DNA答案C解析限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物中分離純化出來的，A正確；把目的基因連接到載體上使用的酶是DNA連接酶，B正確；通常一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列，而非核苷酸，C錯誤。5限制酶是一種核酸切割酶，可辨識并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。如圖所示為四種限制酶BamH、EcoR、Hind以及Bgl的識別序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切割部位，其中哪兩種限制酶所切割出來的DNA片段末端可以互補黏合并且正確的末端互補序列是()ABamH和EcoR；末端互補序列AATTBBamH和Hind；末端互補序列GATCCEcoR和Hind；末端互補序列AATTDBamH和Bgl；末端互補序列GATC答案D解析限制酶BamH與Bgl雖然識別的核苷酸序列不同，但切割后露出的黏性末端相同，故兩種末端序列可以互補黏合。題型三DNA連接酶分類及作用6“分子縫合針”DNA連接酶“縫合”的部位是()A堿基對之間的氫鍵B堿基與脫氧核糖C雙鏈DNA片段間的磷酸二酯鍵D脫氧核糖與脫氧核糖答案C解析相鄰的兩個脫氧核苷酸之間由磷酸和脫氧核糖形成的磷酸二酯鍵連接，DNA連接酶連接的是此化學(xué)鍵。7下列有關(guān)DNA連接酶的說法，錯誤的是()ADNA連接酶可以將限制酶切開的雙鏈DNA片段“縫合”起來BDNA連接酶根據(jù)功能可以分為Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶CDNA連接酶能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，而不能在雙鏈DNA片段平末端進行連接DDNA連接酶最初是從原核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的答案C解析DNA連接酶分為Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶，這兩種酶都能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端連接起來，其中T4 DNA連接酶還可以連接平末端，C錯誤。8在基因工程操作過程中，Ecoli DNA連接酶的作用是()A將任意兩個DNA分子連接起來B連接具有相同黏性末端的DNA分子，包括DNA分子的基本骨架和堿基對之間的氫鍵C只連接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯鍵D只連接具有相同黏性末端的DNA分子堿基對之間的氫鍵答案C解析Ecoli DNA連接酶能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端連接起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，故A、B、D錯誤，C正確。題型四載體的功能和特點9基因工程載體必須具備的條件中，錯誤的是()A能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存B具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接C能進入受體細(xì)胞中并控制其新陳代謝過程D在限制酶切點外必須含有標(biāo)記基因，便于篩選答案C解析作為基因工程的載體必須能夠在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存，有一個至多個限制酶的切點，具有某些標(biāo)記基因，A、B、D正確；載體進入受體細(xì)胞后不能影響受體細(xì)胞正常的代謝活動，C錯誤。10下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是()A質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器B質(zhì)粒是細(xì)胞質(zhì)中能夠自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子C質(zhì)粒上有細(xì)菌生活所必需的全部基因D質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細(xì)胞外獨立進行的答案B解析質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子，細(xì)菌為原核生物，沒有細(xì)胞器，A錯誤，B正確；細(xì)菌生活所必需的基因分布在擬核DNA上，質(zhì)粒上也有基因，如標(biāo)記基因，但不是必需基因，C錯誤；質(zhì)粒進入受體細(xì)胞后，在細(xì)胞中進行自我復(fù)制，或整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，隨染色體DNA進行同步復(fù)制，D錯誤。11質(zhì)粒之所以能作為基因工程的載體，是由于它()A含蛋白質(zhì)，從而能完成生命活動B能夠自我復(fù)制C是RNA，能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成D具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能夠攜帶目的基因答案B解析質(zhì)粒是一種小型環(huán)狀DNA分子，不含蛋白質(zhì)，A、C錯誤；質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能夠自我復(fù)制，從而保持連續(xù)性，B正確；質(zhì)粒具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但不是作為基因工程載體的必備條件，D錯誤。12限制酶Mun和限制酶EcoR的識別序列及切割位點分別是CAATTG和GAATTC。如圖表示四種質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，其中，箭頭所指部位為限制酶的識別位點，質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是()答案A解析用限制酶EcoR切割含目的基因的DNA片段，可以獲得目的基因，產(chǎn)生的黏性末端為AATT。用限制酶Mun切割A(yù)項中質(zhì)粒后，不會破壞標(biāo)記基因，而且還能產(chǎn)生與目的基因兩側(cè)黏性末端相同的末端，適于作為目的基因的載體，A正確；B項中的質(zhì)粒沒有標(biāo)記基因，不適于作為目的基因的載體，B錯誤；C項、D項中的質(zhì)粒含有標(biāo)記基因，但用限制酶切割后會被破壞，因此不適于作為目的基因的載體，C、D錯誤。二、非選擇題13下列是基因工程的有關(guān)問題，請回答：(1)限制性核酸內(nèi)切酶可以識別雙鏈DNA分子中的特定核苷酸序列，并可以使每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的_(填化學(xué)鍵名稱)斷裂，形成的末端總體可分為兩種類型，分別是_。(2)目的基因和載體重組時需要的工具酶是_，與限制性核酸內(nèi)切酶相比，它對所重組的DNA兩端堿基序列_(填“有”或“無”)專一性要求。(3)如圖表示的是構(gòu)建表達(dá)載體時的某種質(zhì)粒與目的基因。已知限制酶的識別序列和切點是GGATCC，限制酶的識別序列和切點是GATC。分析可知，最好選擇限制酶_切割質(zhì)粒，限制酶_切割目的基因所在的DNA片段，這樣做的好處分別是_ _、_。答案(1)磷酸二酯鍵黏性末端和平末端(2)DNA連接酶無(3)限制酶切割質(zhì)粒不會把兩個標(biāo)記基因都破壞目的基因兩端均有限制酶的識別序列解析(1)限制性核酸內(nèi)切酶作用的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后形成平末端或黏性末端。(2)DNA連接酶能將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，對所重組的DNA兩端的堿基序列無專一性。(3)限制酶的識別序列和切點是GGATCC，限制酶的識別序列和切點是GATC，目的基因的兩端皆有限制酶的識別序列，用限制酶切割質(zhì)粒只會破壞一個標(biāo)記基因，用限制酶切割質(zhì)粒則會將兩個標(biāo)記基因全部破壞。14啤酒酵母菌是啤酒生產(chǎn)上常用的典型的發(fā)酵酵母菌，除用于釀造啤酒及其他的飲料酒外，還可發(fā)酵面包，菌體維生素、蛋白質(zhì)含量高，可作食用、藥用和飼料?？茖W(xué)家將大麥細(xì)胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，獲得的啤酒酵母菌種可產(chǎn)生LTP1蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒。基本的操作過程如下：(1)該技術(shù)定向改變了啤酒酵母菌的性狀，這在可遺傳變異的來源中屬于_。(2)為了將LTP1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi)，所用的載體是_。(3)要使載體與LTP1基因連接，首先應(yīng)使用_進行切割。假如載體被切割后，得到的分子末端序列為，則能與該載體連接的目的基因分子末端有(多選)_，其中與是同一種限制酶切割的是_。A. B.C. D.(4)將LTP1基因片段與載體“縫合”起來，需要_酶，常用的有_、_，它們連接的化學(xué)鍵是_，其中能“縫合”兩個雙鏈DNA片段的平末端的酶是_。答案(1)基因重組(2)(大腸桿菌的)質(zhì)粒(3)限制酶ABCA(4)DNA連接Ecoli DNA連接酶T4DNA連接酶磷酸二酯鍵T4DNA連接酶解析(1)由圖可知該技術(shù)屬于基因工程，該變異屬于基因重組。(2)據(jù)圖可以看出，載體為大腸桿菌的質(zhì)粒。(3)與具有相同黏性末端的是A、B、C，它們能相互連接，其中A與是由同一種限制酶切割的。(4)將LTP1基因片段與載體“縫合”起來需要的酶是DNA連接酶，常用的有Ecoli DNA連接酶、T4DNA連接酶，它們連接的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵，而起到“縫合”平末端作用的連接酶是T4DNA連接酶。一、選擇題1下列有關(guān)基因工程誕生的說法，不正確的是()A基因工程是在生物化學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的B工具酶和載體的發(fā)現(xiàn)使基因工程的實施成為可能C遺傳密碼的破譯為基因的分離和合成等提供了理論依據(jù)D基因工程必須在同物種間進行答案D解析基因工程可在不同物種間進行，它可打破生殖隔離的界限，定向改造生物的遺傳性狀，D錯誤。2下列有關(guān)限制性核酸內(nèi)切酶的敘述中正確的是()A用限制酶切割一個DNA分子中部，獲得一個目的基因時，被水解的磷酸二酯鍵有2個B限制性核酸內(nèi)切酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越大CCATG和GGATCC序列被限制性核酸內(nèi)切酶切出的黏性末端游離堿基數(shù)不同D只有用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，才能形成重組質(zhì)粒答案B解析用限制性核酸內(nèi)切酶切割一個DNA分子中部，獲得一個目的基因時，需要切割目的基因的兩側(cè)，因此要斷裂4個磷酸二酯鍵，A錯誤；限制性核酸內(nèi)切酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越大，B正確；CATG和GGATCC序列被限制酶切出的黏性末端游離堿基數(shù)均為四個，C錯誤；不同的限制性核酸內(nèi)切酶切割也可能形成相同的末端序列，因此不同限制酶處理含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，也能形成重組質(zhì)粒，D錯誤。3下列說法中，正確的是()ADNA連接酶最初是從人體細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的B限制酶的識別序列一定是GAATTCC利用載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制的過程可稱為“克隆”D限制酶能識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并使鏈間的氫鍵斷裂答案C解析DNA連接酶最初是從原核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的，A錯誤；限制酶有多種，每種限制酶都能識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂，因此不是所有限制酶的識別序列都是GAATTC，B、D錯誤；利用載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制的過程可稱為分子水平上的“克隆”，C正確。4下列關(guān)于DNA連接酶作用的敘述，正確的是()A不能將單個核苷酸加到某DNA片段末端B一種DNA連接酶只能連接某一特定序列的DNA片段C連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，而不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接答案A解析DNA連接酶的作用是連接兩個DNA片段，形成磷酸二酯鍵，A正確，C錯誤；DNA連接酶對所重組的DNA兩端堿基序列無專一性要求，B錯誤；T4DNA連接酶既可以連接DNA片段互補的黏性末端，也可以連接平末端，但連接平末端的效率比較低，D錯誤。5如圖所示DNA分子的某一片段，其中分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是()ADNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶B限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶C解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶D限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶答案C解析使氫鍵斷裂的酶是解旋酶，限制性核酸內(nèi)切酶使相鄰兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂，連接DNA片段之間的磷酸二酯鍵的酶是DNA連接酶。6下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()A同種限制酶既可以切割目的基因所在片段又可以切割質(zhì)粒，因此不具備專一性BRNA聚合酶和DNA聚合酶都可以催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄C限制酶不能切割煙草花葉病毒的核酸DDNA連接酶可催化脫氧核苷酸鏈間形成氫鍵答案C解析一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點上切割DNA分子，因此具有專一性，A錯誤；DNA聚合酶不能催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，B錯誤；煙草花葉病毒的核酸為RNA，不能用限制酶切割，C正確；DNA連接酶可催化DNA片段間的磷酸二酯鍵的形成，D錯誤。7下列有關(guān)基因工程的敘述正確的是()ADNA連接酶的作用是使互補的黏性末端之間發(fā)生堿基A與T，C與G之間的連接B基因工程中使用的載體最常見的是大腸桿菌C載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞并可促進目的基因的表達(dá)D基因工程造成的變異，實質(zhì)上相當(dāng)于人為的基因重組，但卻產(chǎn)生了定向變異答案D解析DNA連接酶連接的是磷酸二酯鍵，A錯誤；基因工程中使用的載體最常見的是質(zhì)粒，B錯誤；載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞，但不能促進目的基因的表達(dá)，C錯誤；基因工程能按照人們的意愿定向改造生物的性狀，其原理是基因重組，D正確。8對如圖所示黏性末端的說法正確的是()A甲、乙、丙黏性末端是由兩種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的B圖乙中的酶切位點在A與G之間C如果甲中的G突變?yōu)锳，則該限制性核酸內(nèi)切酶不能識別該切割位點D構(gòu)建基因表達(dá)載體所用限制酶和DNA連接酶分別作用于a處和b處答案C解析根據(jù)圖示結(jié)果可知，切割甲的限制酶的識別序列是GAATTC，切割乙的限制酶的識別序列是CAATTG，切割丙的限制酶的識別序列是CTTAAG，故甲、乙、丙三個黏性末端是由三種限制酶切割產(chǎn)生的，A錯誤；圖乙中的酶切位點在A與C之間，而不是A與G之間，B錯誤；限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，如果甲中的G發(fā)生突變，則限制酶不能識別該切割位點，C正確；構(gòu)建基因表達(dá)載體所用的限制酶和DNA連接酶的作用位點均是磷酸二酯鍵，b處為氫鍵，D錯誤。二、非選擇題9下圖表示兩種限制酶識別DNA分子的特定序列，并在特定位點對DNA分子進行切割的示意圖，請回答以下問題：(1)圖中甲和乙代表_ _。(2)EcoR、Hpa代表_ _。(3)圖中甲和乙經(jīng)過相應(yīng)操作均形成兩個片段，切口的類型分別為_、_。甲中限制酶的切點是_之間，乙中限制酶的切點是_之間。(4)由圖解可以看出，限制酶的作用特點是_。(5)如果甲中G堿基發(fā)生基因突變，可能發(fā)生的情況是_。答案(1)有特定脫氧核苷酸序列的DNA片段(2)兩種不同的限制酶(或限制性核酸內(nèi)切酶)(3)黏性末端平末端G、AT、A(4)能識別雙鏈DNA分子的特定脫氧核苷酸序列，并從特定的位點將DNA分子切開(5)限制酶不能識別切割位點10下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點，請回答下列問題：(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有_、_個游離的磷酸基團。(2)若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的Sma酶切位點越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越_。(3)要用圖1中的質(zhì)粒和圖2中外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma切割，原因是_ _。(4)圖1中的質(zhì)粒本質(zhì)為_，具有_能力，是基因工程中_的載體。除質(zhì)粒外，基因工程中還可以用_、_等作為載體。(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入_酶。答案(1)02(2)高(3)Sma會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)環(huán)狀DNA分子自我復(fù)制最常用噬菌體衍生物動植物病毒(5)DNA連接解析(1)質(zhì)粒被切割前為環(huán)狀DNA分子，所有磷酸基團均參與