江蘇專版2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章基因工程第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具分層作業(yè)新人教版選擇性必修3

第3章第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.下列有關(guān)基因工程的敘述,正確的是()A.基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程B.基因工程能定向改造生物的性狀C.基因工程的產(chǎn)物對生物都有利D.基因工程引起的變異屬于基因突變2.科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞中,在大腸桿菌細(xì)胞中合成了兔子的血紅蛋白。下列關(guān)于這一先進(jìn)技術(shù)的理論依據(jù)不正確的是()A.全部生物共用一套遺傳密碼B.基因能限制蛋白質(zhì)的合成C.兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,都遵循相同的堿基互補(bǔ)配對原則D.兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先3.在基因工程操作過程中,DNA連接酶的作用是()A.將隨意兩個(gè)DNA片段連接起來B.將具有相同黏性末端的DNA片段連接起來,包括DNA片段和堿基對之間的氫鍵C.連接具有相同黏性末端或平末端的DNA片段,即形成磷酸二酯鍵D.只連接具有相同黏性末端的DNA片段堿基對之間的氫鍵4.下圖表示限制酶切割某DNA分子的過程,從圖中可知,該限制酶能識別的堿基序列及切割位點(diǎn)是()A.5'-CTTAAG-3',切點(diǎn)在C和T之間B.5'-CTTAAG-3',切點(diǎn)在G和A之間C.5'-GAATTC-3',切點(diǎn)在G和A之間D.5'-CTTAAC-3',切點(diǎn)在C和T之間5.下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6.下列關(guān)于基因工程的說法,正確的有()①基因工程是在DNA分子水平進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的②重組DNA技術(shù)所用的工具包括限制酶、DNA連接酶、載體③限制酶主要是從真核生物中分別純化出來的④E.coliDNA連接酶既可連接平末端,又可連接黏性末端⑤DNA連接酶都是從原核生物中分別得到的⑥載體質(zhì)?？刹杉{抗生素抗性基因作為篩選的標(biāo)記基因⑦質(zhì)粒是基因工程中唯一用作運(yùn)載目的基因的載體⑧基因工程的原理為基因重組A.3項(xiàng) B.4項(xiàng) C.5項(xiàng) D.6項(xiàng)7.作為基因的運(yùn)輸工具——載體,必需具備的條件之一及理由正確的是()A.能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制,以便供應(yīng)大量的目的基因B.其有多個(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,以使目的基因能夠與其結(jié)合D.對受體細(xì)胞無損害,以便于重組DNA的鑒定和選擇8.下列有關(guān)限制酶和DNA連接酶的敘述,正確的是()A.限制酶將DNA雙鏈切割成兩條單鏈B.同種限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割質(zhì)粒,因此不具有專一性C.序列5'-CTAG↓-3'和3'-G↓GATCC-5'被限制酶切出的黏性末端相同D.E.coliDNA連接酶能催化平末端和黏性末端的連接9.下列關(guān)于如圖所示黏性末端的說法,錯(cuò)誤的是()A.DNA連接酶能催化磷酸基團(tuán)和脫氧核糖之間形成化學(xué)鍵B.甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的C.切割甲的限制酶也能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子D.甲、乙黏性末端可形成重組DNA分子10.下表關(guān)于DNA粗提取與鑒定試驗(yàn)的表述,不正確的是()選項(xiàng)試劑操作作用A研磨液與生物材料混合提取溶解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DNA11.圖1和圖2分別表示限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ的作用示意圖。請回答下列問題。(1)EcoRⅠ和SmaⅠ的化學(xué)本質(zhì)是,其單體是。

(2)EcoRⅠ識別的堿基序列是,EcoRⅠ和SmaⅠ的識別序列不相同,說明限制酶具有性。

(3)由圖2可知,當(dāng)限制酶在它識別序列的切開時(shí),產(chǎn)生的末端是平末端;要將圖1中的末端再連接起來,須要用酶。

(4)1970年,阿爾伯等在細(xì)菌中發(fā)覺了第一個(gè)限制酶,而在該細(xì)菌中沒有此限制酶的識別序列,推想該限制酶在細(xì)菌細(xì)胞中的作用可能是。

實(shí)力素養(yǎng)提升練12.在基因工程操作中限制性內(nèi)切核酸酶是不行缺少的工具。下列關(guān)于限制性內(nèi)切核酸酶的敘述,錯(cuò)誤的是()A.不同限制酶切割后,只能產(chǎn)生相同的黏性末端B.限制性內(nèi)切核酸酶可以從某些原核生物中提取C.限制性內(nèi)切核酸酶的活性受溫度和pH等因素的影響D.一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列13.基因工程須要特定的工具,下列敘述正確的是()A.基因工程所需載體有質(zhì)粒、細(xì)菌擬核等,至少要有一個(gè)限制酶識別位點(diǎn)B.限制酶主要從原核生物中分別純化而來,能夠識別雙鏈DNA分子中的某種特定的核苷酸序列C.限制酶、DNA連接酶和解旋酶作用的化學(xué)鍵都是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵D.限制酶有數(shù)千種,而DNA連接酶只有兩種14.[多選]下列有關(guān)限制性內(nèi)切核酸酶的敘述,錯(cuò)誤的是()A.用限制酶切割一個(gè)DNA分子中部,獲得一個(gè)目的基因時(shí),被水解的磷酸二酯鍵有2個(gè)B.限制酶識別序列越短,則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大C.5'-CATG↓-3'和5'-G↓GATCC-3'序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA連接酶連接D.只有用相同的限制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15.試驗(yàn)中對DNA進(jìn)行鑒定時(shí),做如下操作,分析回答下列問題。序號試管A試管B1加2mol/L的NaCl溶液5mL加2mol/L的NaCl溶液5mL2不加加入提取的DNA絲狀物并攪拌3加4mL二苯胺試劑,混勻加4mL二苯胺試劑,混勻4沸水浴5min沸水浴5min試驗(yàn)現(xiàn)象

試驗(yàn)結(jié)論

(1)依據(jù)上圖,完成表格橫線處的試驗(yàn)內(nèi)容。(2)對于B試管,完成1、2、3的操作后溶液顏色如何改變?。

(3)在沸水中加熱的目的是,同時(shí)說明DNA對高溫有較強(qiáng)的。

(4)A試管在試驗(yàn)中的作用是。

(5)B試管中溶液顏色的改變程度主要與有關(guān)。

第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具1.B基因工程是分子水平上的生物工程,A項(xiàng)錯(cuò)誤;基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng),可以依據(jù)人們的意愿定向改造生物,B項(xiàng)正確;基因工程的產(chǎn)物對生物不都是有益的,也可能對生物產(chǎn)生危害,C項(xiàng)錯(cuò)誤;基因工程產(chǎn)生的變異屬于基因重組,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.D題干表述的是目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并得以表達(dá)的過程,目的基因在不同生物細(xì)胞中能夠表達(dá)出相同的蛋白質(zhì),說明限制其合成的mRNA上的密碼子是共用的,相同的密碼子確定相同的氨基酸,A項(xiàng)正確;基因是通過轉(zhuǎn)錄獲得mRNA,進(jìn)而限制蛋白質(zhì)的合成,B項(xiàng)正確;基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,只要是雙鏈DNA,都遵循堿基互補(bǔ)配對原則,其組成原料都是四種脫氧核苷酸,C項(xiàng)正確;生物之間是否有共同的原始祖先與轉(zhuǎn)基因技術(shù)之間沒有必定關(guān)系,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.CDNA連接酶能將雙鏈DNA片段“縫合”起來,復(fù)原被限制酶切開的磷酸二酯鍵。E.coliDNA連接酶只能將具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段連接起來,不能連接具有平末端的DNA片段。而T4DNA連接酶既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端,又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端。4.C依圖可知,該限制酶切割的位點(diǎn)為G與A之間,由產(chǎn)生的黏性末端可知該限制酶所能識別的序列為5'-GAATTC-3'。5.C①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(gè)DNA片段的缺口,因此③是DNA連接酶。6.B基因工程的操作對象是基因,因此其是在DNA分子水平進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的,①正確;重組DNA技術(shù)所用的工具包括限制酶、DNA連接酶、載體,②正確;限制酶主要是從原核生物中分別純化出來的,③錯(cuò)誤;E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端,④錯(cuò)誤;DNA連接酶不都是從原核生物中分別得到的,也可以從T4噬菌體中獲得,⑤錯(cuò)誤;載體質(zhì)?？刹杉{抗生素抗性基因作為篩選的標(biāo)記基因,篩選含有目的基因的受體細(xì)胞,⑥正確;質(zhì)粒是基因工程中運(yùn)載目的基因的常用載體,此外還有動植物病毒、λ噬菌體的衍生物等,⑦錯(cuò)誤;基因工程的原理為基因重組,⑧正確。7.A作為載體必需具備的條件之一是能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制,以便供應(yīng)大量的目的基因,A項(xiàng)正確;作為載體必需具備的條件之一是具有多個(gè)限制酶切點(diǎn),以便于目的基因的插入,B項(xiàng)錯(cuò)誤;作為載體必需具備的條件之一是具有某些標(biāo)記基因,以便重組DNA分子的篩選,C項(xiàng)錯(cuò)誤;對受體細(xì)胞無損害不是便于重組DNA的鑒定和選擇的緣由,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.CDNA雙鏈之間由氫鍵相連,而限制酶破壞的是磷酸二酯鍵,因此將DNA分子切割成兩段,A項(xiàng)錯(cuò)誤;同種限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割質(zhì)粒,是由于目的基因和質(zhì)粒都具有相同的酶切位點(diǎn),因此具有專一性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;序列5'-CTAG↓-3'和3'-G↓GATCC-5'被限制酶切出的黏性末端相同,均為GATC-5',C項(xiàng)正確;E.coliDNA連接酶能催化黏性末端的連接,不能催化平末端連接,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.CDNA連接酶催化磷酸基團(tuán)和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵,A項(xiàng)正確;切割甲的限制酶的識別序列是5'-GAATTC-3',切割乙的限制酶的識別序列是5'-CAATTG-3',所以甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成,B項(xiàng)正確;甲、乙片段形成的重組DNA分子的序列是5'-CAATTC-3',而甲酶的識別序列是5'-GAATTC-3',且在G和A之間切割,所以切割甲的限制酶不能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;甲和乙的黏性末端相同,都是AATT-3',可以被DNA連接酶連接形成重組DNA分子,D項(xiàng)正確。10.CDNA不溶于酒精溶液,但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精,利用這一原理可以將蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)一步分別,C項(xiàng)錯(cuò)誤。11.答案(1)蛋白質(zhì)氨基酸(2)5'-GAATTC-3'專一(3)中軸線E.coliDNA連接酶或T4DNA連接(4)切割外來DNA,起到防衛(wèi)作用解析(1)EcoRⅠ和SmaⅠ的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生物大分子,其單體是氨基酸。(2)分析圖1和圖2可知,EcoRⅠ識別的堿基序列是5'-GAATTC-3',SmaⅠ的識別序列是5'-CCCGGG-3',EcoRⅠ和SmaⅠ的識別序列不相同,說明限制酶具有專一性。(3)由圖2可知,當(dāng)限制酶在它識別序列的中軸線切開時(shí),產(chǎn)生的末端是平末端;DNA連接酶可以連接兩個(gè)DNA片段,要將圖1中的末端再連接起來,須要用E.coliDNA連接酶或T4DNA連接酶。(4)1970年,阿爾伯等在細(xì)菌中發(fā)覺了第一個(gè)限制酶,而在該細(xì)菌中沒有此限制酶的識別序列,推想該限制酶在細(xì)菌細(xì)胞中的作用可能是切割外來DNA,起到防衛(wèi)作用。12.A酶具有專一性,不同的限制酶可以識別不同的脫氧核苷酸序列,產(chǎn)生的黏性末端通常不同,A項(xiàng)錯(cuò)誤;限制性內(nèi)切核酸酶主要從某些原核生物中提取,B項(xiàng)正確;限制性內(nèi)切核酸酶具有酶的特性,其活性受溫度和pH等因素的影響,C項(xiàng)正確;限制性內(nèi)切核酸酶具有專一性,一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列,并在特定位點(diǎn)切割,D項(xiàng)正確。13.B基因工程所需載體有質(zhì)粒、動植物病毒和噬菌體等,載體需有一個(gè)或多個(gè)限制酶識別位點(diǎn),以便連接不同的目的基因,細(xì)菌擬核DNA不能作為載體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;限制酶主要從原核生物中分別純化而來,能夠識別雙鏈DNA分子中的某種特定的核苷酸序列,并在特定位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)切割,因此限制酶具有專一性,B項(xiàng)正確;限制酶、DNA連接酶作用的化學(xué)鍵相同,都是DNA一條鏈中相鄰兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵,而解旋酶的作用部位是氫鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;迄今為止,已從300多種不同的微生物中提取了4000多種限制酶,而DNA連接酶依據(jù)來源不同,主要分為兩類,即E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶,但DNA連接酶并非只有兩種,D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.ACD用限制性內(nèi)切核酸酶切割一個(gè)DNA分子中部,獲得一個(gè)目的基因時(shí),須要切割目的基因的兩側(cè),又因DNA為雙鏈結(jié)構(gòu),因此要斷裂4個(gè)磷酸二酯鍵,即被水解的磷酸二酯鍵有4個(gè),A項(xiàng)錯(cuò)誤;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,B項(xiàng)正確;5'-CATC↓-3'和5'-G↓GATCC-3'序列被限制性內(nèi)切核酸酶切出的黏性末端不同,分別為5'-CATG