新教材同步系列2024春高中生物第3章基因工程第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具課后提能集訓(xùn)新人教版選擇性必修3

第3章第1節(jié)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)]題組一基因工程的概念及誕生和發(fā)展1．下列敘述符合基因工程概念的是()A．在細(xì)胞內(nèi)干脆將目的基因與宿主細(xì)胞的遺傳物質(zhì)進(jìn)行重組，賜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)生人干擾素的大腸桿菌菌株C．用紫外線照耀青霉菌，使其DNA發(fā)生變更，通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株D．自然界中自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】基因工程是在生物體外將DNA進(jìn)行重組形成重組DNA分子，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞，賜予生物新的遺傳特性，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)生人干擾素的菌株，這是基因工程技術(shù)的應(yīng)用，B正確；用紫外線照耀青霉菌，使其DNA發(fā)生變更，通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株，這是誘變育種，與基因工程無關(guān)，C錯誤；基因工程是依據(jù)人們的意愿，對生物進(jìn)行定向改造，而自然界中自然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上不符合基因工程的概念，D錯誤。2．基因工程取得勝利，是基礎(chǔ)理論和技術(shù)發(fā)展共同推動的，下列不屬于基因工程的技術(shù)獨創(chuàng)或發(fā)覺的是()A．限制酶的發(fā)覺B．上海科技高校等單位首次解析新冠病毒蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)C．羅思和赫林斯基發(fā)覺了基因轉(zhuǎn)移載體D．DNA體外重組的實現(xiàn)【答案】B【解析】限制酶是基因工程所需的工具酶，用于獲得目的基因，因此限制酶的發(fā)覺屬于基因工程的獨創(chuàng)或發(fā)覺，A正確；上海科技高校等單位首次解析新冠病毒蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)不屬于基因工程的獨創(chuàng)或發(fā)覺，B錯誤；基因工程的實現(xiàn)須要基因轉(zhuǎn)移載體，因此羅思和赫林斯基發(fā)覺了基因轉(zhuǎn)移載體屬于基因工程的獨創(chuàng)或發(fā)覺，C正確；基因工程是體外DNA分子重組技術(shù)，因此DNA體外重組的實現(xiàn)屬于基因工程的獨創(chuàng)或發(fā)覺，D正確。題組二限制酶和DNA連接酶3．(2024·四川名校階段練習(xí))如圖表示三種酶分別作用于DNA分子的不同部位，①②③這三種酶依次是()A．DNA連接酶、限制酶、解旋酶B．限制酶、解旋酶、DNA連接酶C．解旋酶、限制酶、DNA連接酶D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶【答案】C【解析】①作用的部位是氫鍵，因此①是解旋酶；②作用的部位是磷酸二酯鍵，因此②是限制酶；③作用的部位是兩個DNA片段的缺口，因此③是DNA連接酶。4．下列有關(guān)如圖所示的黏性末端的說法，錯誤的是()A．甲、乙、丙黏性末端分別是由不同的限制酶切割產(chǎn)生的B．甲、乙具有相同的黏性末端，可形成重組DNA分子，但甲、丙之間不能C．DNA連接酶的作用位點是b處D．切割產(chǎn)生甲的限制酶不能識別由甲、乙黏性末端形成的重組DNA分子片段【答案】C【解析】據(jù)圖可知，切割形成甲、乙、丙黏性末端的限制酶識別序列與切割位點分別是—GAATTC—(在G與A之間切割)、—CAATTG—(在C與A之間切割)、—CTTAAG—(在C與T之間切割)，即甲、乙、丙是由不同的限制酶切割產(chǎn)生的，A正確；甲、乙的黏性末端互補(bǔ)，所以甲、乙可以形成重組DNA分子，甲、丙的黏性末端不互補(bǔ)，所以甲、丙無法形成重組DNA分子，B正確；DNA連接酶可以催化形成被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，而b處是氫鍵，C錯誤；甲、乙黏性末端形成的重組DNA分子片段為—CAATTC—、—GTTAAG—，其中沒有切割產(chǎn)生甲的限制酶的識別序列及酶切位點，所以切割產(chǎn)生甲的限制酶不能識別由甲、乙黏性末端形成的重組DNA分子片段，D正確。5．有關(guān)DNA重組技術(shù)的工具酶的敘述，正確的是()A．限制性內(nèi)切核酸酶能切割煙草花葉病毒的核酸B．一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C．全部DNA連接酶都能連接黏性末端和平末端D．DNA連接酶和DNA聚合酶均可用來拼接DNA片段【答案】B【解析】限制性內(nèi)切核酸酶只能切割特定的脫氧核苷酸序列，而煙草花葉病毒的核酸是核糖核苷酸，A錯誤；限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識別某種特定的核苷酸序列，并在特定的位點之間進(jìn)行切割，B正確；常見的DNA連接酶分為E．coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，前者只能連接黏性末端，后者既能連接平末端，又能連接黏性末端，C錯誤；DNA連接酶用來拼接DNA片段，DNA聚合酶用來拼接單個脫氧核苷酸，D錯誤。6．下列有關(guān)限制性內(nèi)切核酸酶的敘述，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．限制性內(nèi)切核酸酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大C．限制性內(nèi)切核酸酶的活性不受溫度、pH等條件的影響D．只有用相同的限制性內(nèi)切核酸酶處理含目的基因的片段和質(zhì)粒，才能形成重組質(zhì)粒【答案】B【解析】用限制性內(nèi)切核酸酶切割一個DNA分子中部，獲得一個目的基因時，須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；限制性內(nèi)切核酸酶識別序列越短，該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大，B正確；限制性內(nèi)切核酸酶的活性受溫度、pH等條件的影響，C錯誤；不同的限制性內(nèi)切核酸酶切割也可能產(chǎn)生相同的末端序列，因此用不同的限制性內(nèi)切核酸酶處理含目的基因的片段和質(zhì)粒，也可能形成重組質(zhì)粒，D錯誤。題組三基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體7．下列關(guān)于基因工程操作工具——載體的敘述中，錯誤的是()A．質(zhì)粒作為常見的載體，不僅存在于細(xì)菌中，某些病毒也具有B．作為基因工程的載體，標(biāo)記基因不行或缺C．目的基因插入載體時，有特定的插入位點D．構(gòu)建重組DNA分子時需DNA連接酶和限制性內(nèi)切核酸酶等【答案】A【解析】質(zhì)粒是基因工程常用的載體，不僅存在于細(xì)菌中，某些真核細(xì)胞中也具有，但不存在于病毒中，A錯誤；具有標(biāo)記基因是作為載體的條件之一，B正確；目的基因插入載體時，有特定的插入位點，C正確；構(gòu)建重組DNA分子時需DNA連接酶和限制性內(nèi)切核酸酶等，D正確。8．限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識別序列及切割位點分別是－eq\o(CA,\s\up6(↓))ATTG－和－eq\o(GA,\s\up6(↓))ATTC－。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中，箭頭所指部位為酶的識別位點，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MunⅠ切割該質(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；該質(zhì)粒沒有標(biāo)記基因，不適于作為目的基因的載體，B錯誤；該質(zhì)粒含有標(biāo)記基因，但用限制酶切割后標(biāo)記基因會被破壞，因此不適于作為目的基因的載體，C錯誤；該質(zhì)粒含有標(biāo)記基因，但用限制酶切割后標(biāo)記基因會被破壞，因此不適于作為目的基因的載體，D錯誤。[實力提升]9．(2024·福建廈門階段練習(xí))探討人員用EcoRⅠ和SmaⅠ兩種限制酶處理某DNA分子，圖1為EcoRⅠ切割該DNA分子后的結(jié)果；圖2是酶切后的凝膠電泳圖譜，其中1號泳道是DNAMarker，2號、3號、4號分別是EcoRⅠ單獨處理、SmaⅠ單獨處理、兩種酶共同處理后的電泳結(jié)果。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．據(jù)圖1可知EcoRⅠ的識別序列為—GAATTC—，切割位點在G和A之間B．據(jù)圖2可知瓊脂糖凝膠的加樣孔在B端，且連著電泳槽的負(fù)極C．據(jù)圖2可知該DNA分子最可能是含1000個堿基對的環(huán)狀DNAD．據(jù)圖2可知該DNA分子中兩種限制酶的酶切位點各有一個【答案】B【解析】圖1中DNA雙鏈片段被切割成兩段，該片段序列是—GAATTC—，斷開的部位是在G和A堿基之間，A正確；相對分子質(zhì)量大小會影響物質(zhì)在電泳時的遷移速率，DNA片段相對分子質(zhì)量越大，遷移就越慢，分子量越小，遷移速度越快，據(jù)圖2可知瓊脂糖凝膠的加樣孔在A端，B錯誤；2號、3號分別是EcoRⅠ單獨處理、SmaⅠ單獨處理后的電泳結(jié)果，兩個泳道均只出現(xiàn)一個DNA片段，且分子量是1000，說明該DNA分子最可能是含1000個堿基對的環(huán)狀DNA，C正確；圖2中4號是EcoRⅠ和SmaⅠ兩種酶共同處理后的電泳結(jié)果，顯示800bp和200bp兩個條帶，說明在該DNA分子中，兩種限制酶的酶切位點各有一個，D正確。10．(2024·陜西寶雞階段練習(xí))基因工程中，需運(yùn)用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，以便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切割位點是—eq\o(GA,\s\up3(↓

))TC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切割位點是－eq\o(GG,\s\up3(↓))ATCC－。依據(jù)圖示推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【答案】C【解析】限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—eq\o(GA,\s\up3(↓

))TC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—eq\o(GG,\s\up3(↓))ATCC—，可知限制酶Ⅰ能夠識別和切割限制酶Ⅱ切割后的黏性末端；目的基因的右端是限制酶Ⅰ的識別序列和切點—eq\o(GA,\s\up3(↓

))ATC—，目的基因左端是限制酶Ⅱ的識別序列和切點—eq\o(GG,\s\up3(↓))ATCC—，只有用限制酶Ⅰ才能同時將目的基因切割下來；質(zhì)粒有GeneⅠ和GeneⅡ兩種標(biāo)記基因，分別有限制酶Ⅰ的識別序列和限制酶Ⅱ的識別序列；假如用限制酶Ⅰ切割，則GeneⅠ和GeneⅡ都被破壞，造成重組質(zhì)粒無標(biāo)記基因；用限制酶Ⅱ切割，則破壞GeneⅡ，保留GeneⅠ，其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同，可以連接形成重組DNA。11．(2024·浙江寧波階段練習(xí))如圖是以雞血為材料進(jìn)行“DNA粗提取與鑒定”相關(guān)試驗步驟。用高濃度(2mol/L)的NaCl溶液可溶解DNA，低濃度使DNA析出。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．圖a中加入蒸餾水使細(xì)胞吸水漲破，雞血可用豬血代替B．圖a和圖c操作完成后需過濾，過濾后均取濾液C．若在圖d操作前增加低濃度NaCl溶液處理步驟(d1)，且重復(fù)c和d1，可除去多種雜質(zhì)D．圖d在濾液中加入冷卻的95%酒精后，出現(xiàn)的白色絲狀物就是粗提取的DNA【答案】A【解析】豬的成熟紅細(xì)胞不含有DNA，因此進(jìn)行“DNA的粗提取與鑒定”的試驗中不能用豬血代替雞血，A錯誤；圖a表示加入研磨液的過程，圖a過程之后須要進(jìn)行過濾，上面的過濾物主要是細(xì)胞膜、核膜的碎片等雜質(zhì)，而DNA存在于下面的濾液中，所以過濾后應(yīng)取濾液；圖c操作是用2mol/L的NaCl溶液溶解DNA的過程，所以圖c操作之后過濾，濾液中含有DNA分子，所以過濾后應(yīng)取濾液，B正確；若在圖d操作前增加低濃度NaCl溶液處理步驟d1，可使DNA分子析出，然后析出的含有DNA分子的物質(zhì)進(jìn)行操作c，獲得含有DNA分子濃度比較高的溶液，重復(fù)步驟c和d1，可除去多種雜質(zhì)，C正確；在溶液中加入冷卻的95%酒精溶液，能使DNA鈉鹽形成絮狀沉淀物析出，D正確。12．如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同，都是________________(寫中文名字)。自然狀況下大腸桿菌能發(fā)生的可遺傳變異有________。(2)下列常在基因工程中用作載體的是__________(填字母)。A．蘇云金桿菌抗蟲基因B．土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C．大腸桿菌的質(zhì)粒D．動物細(xì)胞的染色體(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上被稱為__________，其作用是_____________________________________。(4)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為eq\a\vs4\al\co1(—A,—TGCGC)，則與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為____________；切割形成以上片段的限制酶的識別序列是______________?？蛇\(yùn)用____________把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(5)某種限制酶識別的序列及切點為eq\o(\s\up7(↓),\s\do5(—GGGCCC—))，那么含該序列的DNA片段被切割后形成的結(jié)果是____________?！敬鸢浮?1)脫氧核糖核酸基因突變(2)C(3)標(biāo)記基因用于目的基因(或重組質(zhì)粒)是否導(dǎo)入的鑒定和篩選(4)eq\o(\s\up7(CGCGT—),\s\do5(A—))—ACGCGT—DNA連接酶(5)eq\o(\s\up7(—GGGCCC—),\s\do5(—CCCGGG—))【解析】(1)a代表的物質(zhì)是擬核中的DNA分子，質(zhì)粒是細(xì)胞質(zhì)中的DNA分子，二者都是環(huán)狀DNA分子，能夠自我復(fù)制、具有遺傳效應(yīng)、具有雙螺旋結(jié)構(gòu)等。大腸桿菌屬于原核生物，只能發(fā)生的可遺傳變異是基因突變。(2)大腸桿菌的質(zhì)粒是基因工程中常用的載體。(3)質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因是標(biāo)記基因，可以用于目的基因(或重組質(zhì)粒)是否導(dǎo)入的鑒定和篩選。(4)依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，目的基因的切割末端應(yīng)為eq\o(\s\up7(CGCGT—),\s\do5(A—))；目的基因與質(zhì)粒形成重組DNA須要用到DNA連接酶。切割形成以上片段的限制酶的識別序列是—ACGCGT—。(5)某種限制酶識別的序列及切點為eq\o(\s\up7(