2024-2025學(xué)年高二生物人教版選擇性必修3同步練習(xí) 第3章 第1節(jié) 重組DNA技術(shù)的基本工具

第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具課標(biāo)內(nèi)容(1)闡明重組DNA技術(shù)所需的三種基本工具的作用。(2)認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。知識(shí)點(diǎn)1基因工程及其誕生與發(fā)展1.基因工程的概念2.基因工程的誕生和發(fā)展(1)基因工程的誕生(2)基因工程的發(fā)展知識(shí)點(diǎn)2重組DNA技術(shù)的基本工具1.限制性內(nèi)切核酸酶(簡(jiǎn)稱限制酶)——“分子手術(shù)刀”是一類酶而不是一種酶對(duì)所連接的DNA片段兩端的堿基序列沒有專一性要求2.DNA連接酶——“分子縫合針”(1)作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵。(2)種類(1)為什么不同生物的DNA分子能夠拼接？提示：①DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。②DNA分子復(fù)制時(shí)都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。③雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)為什么一種生物的基因可以在另一種生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)？提示：①基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。②遺傳信息的傳遞都遵循中心法則。③生物界共用一套遺傳密碼。3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(1)常用載體——質(zhì)粒①化學(xué)本質(zhì)：質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。②質(zhì)粒作為載體所具備的條件及原因(2)其他載體：噬菌體、動(dòng)植物病毒等。(3)功能①相當(dāng)于一種運(yùn)輸工具，將外源基因送入受體細(xì)胞。②攜帶外源基因在受體細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制。(1)基因工程的原理是基因重組，不過在這里這種變異是定向的。(√)(2)DNA聚合酶也可以用作DNA重組技術(shù)的工具。(×)提示：DNA重組技術(shù)的工具有限制酶、DNA連接酶和載體，沒有DNA聚合酶。(3)限制酶在原來的原核細(xì)胞內(nèi)對(duì)細(xì)胞自身有害。(×)提示：限制酶在原來的原核細(xì)胞內(nèi)用于切割外源DNA，使之失效，從而保護(hù)自身。(4)不同DNA分子用同一種限制酶切割形成的黏性末端相同。(√)(5)DNA連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端。(×)提示：E.coliDNA連接酶不能連接平末端。(6)載體的種類有質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等，其中動(dòng)植物病毒必須是DNA病毒。(√)一、重組DNA技術(shù)的基本工具【情境探疑】1.限制酶在原核生物中的主要作用是什么？提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制。限制酶就是它的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA入侵時(shí)，它會(huì)利用限制酶來切割外源DNA，使之失效，以保證自身的安全。2.限制酶不切割細(xì)菌DNA分子的原因是什么？提示：細(xì)菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因?yàn)楹心撤N限制酶細(xì)胞的DNA分子可能不具備這種限制酶的識(shí)別序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到了限制酶所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶，也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防御外源DNA的入侵。3.已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為和，分析回答下列問題：(1)在圖中畫出兩種限制酶切割DNA后產(chǎn)生的末端。(2)寫出產(chǎn)生的末端種類：①產(chǎn)生的是黏性末端；②產(chǎn)生的是平末端。(3)限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ識(shí)別的堿基序列不同，切割位點(diǎn)不同(填“相同”或“不同”)，說明限制酶具有專一性。(4)要將限制酶SmaⅠ切割后產(chǎn)生的末端連接起來，需要T4__DNA連接酶。(5)請(qǐng)結(jié)合下圖，推斷限制酶切割一次可斷開幾個(gè)磷酸二酯鍵？產(chǎn)生多少游離的磷酸基團(tuán)？產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？消耗幾分子水？提示：斷開2個(gè)磷酸二酯鍵；產(chǎn)生2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)；產(chǎn)生2個(gè)黏性末端；消耗2分子水。4.DNA連接酶與DNA聚合酶是同類酶嗎？在下面的箭頭上標(biāo)注相應(yīng)的酶。(1)兩種酶作用的相同點(diǎn)是：都能形成磷酸二酯鍵。(2)兩種酶作用的不同點(diǎn)是：DNA聚合酶的作用是____________________________，DNA連接酶的作用是__________________________________________________。提示：將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到已經(jīng)形成的脫氧核苷酸鏈上連接DNA分子的兩個(gè)片段(3)請(qǐng)判斷：DNA片段經(jīng)限制酶處理后產(chǎn)生的相同黏性末端，再經(jīng)過DNA連接酶處理后，形成的新的識(shí)別序列，能否再被所用的限制酶識(shí)別。①若兩個(gè)相同黏性末端都是由同種限制酶(EcoRⅠ)切割后所得，能(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶識(shí)別(如圖)。②若兩個(gè)相同黏性末端是由不同限制酶切割所得，不能(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶識(shí)別(如圖)。1.限制酶識(shí)別序列的特點(diǎn)(1)大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由6個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由4個(gè)、8個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸組成。(2)能被限制酶特異性識(shí)別的序列一般都為回文序列，也就是說，在該序列片段，一條鏈上按5′→3′讀取的序列與其互補(bǔ)鏈上按5′→3′讀取的序列完全一致。例如：EcoRⅠ限制酶識(shí)別的DNA序列為eq\o(=,\s\up7(GAATTC),\s\do5(CTTAAG))，為回文序列。2.即使用不同的限制酶進(jìn)行切割，但只要切割后產(chǎn)生的黏性末端相同就可用DNA連接酶連接起來。3.與DNA相關(guān)的幾種酶的比較項(xiàng)目DNA連接酶限制酶DNA聚合酶解旋酶作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵作用對(duì)象DNA片段DNA分子單個(gè)的脫氧核苷酸DNA分子作用結(jié)果將兩個(gè)DNA片段連接成完整的DNA分子切割DNA分子將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到DNA單鏈末端將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈【典例應(yīng)用】例1(2023·天津薊州高二期中)下表列舉了幾種限制酶的識(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))。下圖是酶切后產(chǎn)生的幾種末端。下列說法正確的是()限制酶AluⅠBamHⅠSmaⅠSau3AⅠ識(shí)別序列及切割位點(diǎn)A.BamHⅠ切割的是氫鍵，AluⅠ切割的是磷酸二酯鍵B.Sau3AⅠ和BamHⅠ切割的序列產(chǎn)生的黏性末端能夠相連，連接后的片段還能被Sau3AⅠ切割C.DNA連接酶能連接②⑤，不能連接②④D.E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶都能連接①③，且連接效率低答案B解析限制酶BamHⅠ與AluⅠ切割的均是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；BamHⅠ切割，Sau3AⅠ切割，故二者切割后產(chǎn)生的黏性末端是相同的，因此二者切割后產(chǎn)生的黏性末端能夠相連，連接后的片段能被Sau3AⅠ切割，但是不能被BamHⅠ切割，B正確；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錯(cuò)誤；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屬于平末端，只能用T4DNA連接酶連接，D錯(cuò)誤。例2DNA連接酶是重組DNA技術(shù)中常用的一種工具酶。下列相關(guān)敘述正確的是()A.能連接DNA分子雙鏈堿基對(duì)之間的氫鍵B.能將單個(gè)脫氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵C.能連接用同種限制酶切開的兩條DNA片段，重新形成磷酸二酯鍵D.DNA連接酶只能連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端答案C解析DNA連接酶連接的是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；DNA聚合酶能將單個(gè)脫氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵，B錯(cuò)誤；有些DNA連接酶既能連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，又能連接DNA片段的平末端，D錯(cuò)誤。二、基因工程的載體【情境探疑】質(zhì)粒是目前基因工程中最常用的基因載體。質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子，主要存在于細(xì)菌和酵母菌體內(nèi)。如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖。請(qǐng)回答下列問題。(1)將外源基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞可行嗎？為什么？提示：不可行；直接把外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，外源基因在細(xì)胞內(nèi)不能進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定保存。(2)為使外源基因插入質(zhì)粒中，質(zhì)粒需具備什么條件？提示：質(zhì)粒應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)，供外源基因插入其中。(3)要使攜帶的外源基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，載體需要具備什么條件？提示：能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制。(4)為了篩選出含有重組DNA的受體細(xì)胞，載體需要具備什么條件？提示：含有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。如四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等。1.載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，原理如圖所示：2.基因工程中的載體與細(xì)胞膜上的載體蛋白的區(qū)別【典例應(yīng)用】例3作為基因的運(yùn)輸工具——載體，必須具備的條件之一及理由是()A.能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B.具有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，便于目的基因的表達(dá)C.具有某些標(biāo)記基因，使目的基因能夠與其結(jié)合D.對(duì)受體細(xì)胞無傷害，便于重組DNA的鑒定和選擇答案A解析作為載體必須能夠在宿主細(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，A正確；作為載體必須具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，便于目的基因的插入，B錯(cuò)誤；作為載體必須具有某些標(biāo)記基因，以便于重組DNA分子的篩選，C錯(cuò)誤；載體需對(duì)受體細(xì)胞無傷害，但其目的不是便于重組DNA的鑒定和選擇，D錯(cuò)誤。例4(多選)下列有關(guān)基因工程中載體的說法錯(cuò)誤的是()A.被用作載體的質(zhì)粒都是天然質(zhì)粒B.所有的質(zhì)粒都可以作為基因工程中的載體C.質(zhì)粒是一種獨(dú)立于細(xì)菌擬核外的鏈狀DNA分子D.作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因答案ABC解析基因工程操作中，被用作載體的質(zhì)粒是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的，A錯(cuò)誤；作為基因工程的載體，必須具備一定的條件，而自然界中的質(zhì)粒不一定具備相應(yīng)的條件，因此不一定可以作為基因工程中的載體，B錯(cuò)誤；質(zhì)粒是一種獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外的環(huán)狀雙鏈DNA分子，C錯(cuò)誤；作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有標(biāo)記基因，便于對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇，D正確。思維導(dǎo)圖晨讀必背1.限制性內(nèi)切核酸酶能夠識(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。2.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，而T4DNA連接酶既能連接黏性末端也能連接平末端。3.質(zhì)粒作為基因工程的載體需具備的條件：能在宿主細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制；具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；具有標(biāo)記基因。隨堂檢測(cè)1.(2023·安徽宣城高二檢測(cè))下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是()A.能將不同物種優(yōu)良性狀集中到一起，定向地改造生物的遺傳性狀B.所有生物共用一套遺傳密碼是基因工程能夠最終成功的重要前提C.艾弗里等人通過實(shí)驗(yàn)證明遺傳物質(zhì)是DNA可以說是基因工程的先導(dǎo)D.沃森、克里克解開了DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程之謎，闡明了遺傳信息流動(dòng)的方向答案D解析梅塞爾森和斯塔爾用實(shí)驗(yàn)證明了DNA的半保留復(fù)制，克里克提出中心法則，D錯(cuò)誤。2.(2023·河南開封高二期末)以下是幾種不同限制性內(nèi)切核酸酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列敘述錯(cuò)誤的是()①eq\a\vs4\al(—CTGCA,—G)②eq\a\vs4\al(—G,—CTTAA)③eq\a\vs4\al(—TG,—AC)④eq\a\vs4\al(—G,—CTGCA)⑤eq\a\vs4\al(—GC,—CG)A.以上DNA片段是由5種限制酶切割后產(chǎn)生的B.若要把相應(yīng)片段連接起來，應(yīng)選用DNA連接酶C.上述能進(jìn)行連接的兩個(gè)黏性末端，其連接后形成的DNA序列是eq\a\vs4\al(—CTGCAG—,—GACGTC—)D.限制酶和DNA連接酶作用的部位都是磷酸二酯鍵答案A解析從黏性末端是否相同可以看出，①④是由同一種限制酶切割的，其他片段是由不同的限制酶切割的，因此以上DNA片段是由4種限制酶切割后產(chǎn)生的，A錯(cuò)誤；DNA相應(yīng)片段的連接應(yīng)用DNA連接酶，B正確；①④黏性末端相同，連接后形成的DNA序列是eq\a\vs4\al(—CTGCAG—,—GACGTC—)，C正確；DNA連接酶能將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵，D正確。3.質(zhì)粒是基因工程中最常用的外源基因運(yùn)載工具。下列有關(guān)敘述正確的是()A.質(zhì)粒只分布于原核細(xì)胞中B.在所有的質(zhì)粒上總能找到一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)C.攜帶外源基因的重組質(zhì)粒只有整合到宿主細(xì)胞的DNA上才會(huì)隨后者的復(fù)制而復(fù)制D.質(zhì)粒上的抗性基因常作為標(biāo)記基因供重組DNA分子的篩選答案D解析質(zhì)粒不只分布于原核生物中，在某些真核生物細(xì)胞內(nèi)也有分布，A錯(cuò)誤；并不是所有的質(zhì)粒都能找到限制酶的切割位點(diǎn)而成為合適的運(yùn)載外源基因的工具，B錯(cuò)誤；重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞后，可以在細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制，C錯(cuò)誤。4.(2023·重慶一中期末)下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是()A.細(xì)菌質(zhì)粒和真核細(xì)胞DNA的基本組成單位不同B.細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在受體細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行的C.質(zhì)粒是存在于所有細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所D.質(zhì)粒是細(xì)胞質(zhì)中能夠自我復(fù)制的環(huán)狀DNA分子答案D解析細(xì)菌質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，和真核細(xì)胞DNA的基本組成單位相同，都是脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程可在受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，B錯(cuò)誤；細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所是核糖體，C錯(cuò)誤。5.(多選)(2023·石家莊高二期中)下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的理解，錯(cuò)誤的是()A.DNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的磷酸二酯鍵，在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶B.限制酶和DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，其活性受溫度影響C.DNA連接酶只能縫合DNA片段，限制酶能識(shí)別和切割RNA，且它們不能被反復(fù)使用D.限制酶的合成是受基因控制的，其操作對(duì)象是原核細(xì)胞答案ACD解析DNA聚合酶能將單個(gè)脫氧核苷酸連接到已有的脫氧核苷酸片段上，而DNA連接酶連接的是DNA片段，因此在基因工程操作中不可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶，A錯(cuò)誤；限制酶和DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，其活性受溫度和pH等影響，B正確；限制酶只能識(shí)別DNA(非RNA)特定的脫氧核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)進(jìn)行切割，斷開磷酸二酯鍵，故其操作對(duì)象是DNA，C、D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al(課時(shí)精練)(時(shí)間：30分鐘)【基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)】知識(shí)點(diǎn)1基因工程及其誕生與發(fā)展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答案D解析基因工程的內(nèi)容就是在生物體外，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)，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，也就是定向地改造了生物的遺傳性狀，D正確。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)錯(cuò)誤的是()A.所有生物共用一套遺傳密碼B.基因能控制蛋白質(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(duì)原則D.兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先答案D解析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)，說明控制其合成的mRNA上的密碼子是共用的，相同的密碼子決定相同的氨基酸，A正確；基因是通過轉(zhuǎn)錄獲得mRNA，進(jìn)而控制蛋白質(zhì)的合成，B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(duì)原則，其組成原料都是四種脫氧核苷酸，C正確；生物之間是否有共同的原始祖先與轉(zhuǎn)基因技術(shù)之間沒有必然關(guān)系，D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)2重組DNA技術(shù)的工具酶3.限制酶和DNA連接酶是基因工程的工具酶，以下說法正確的是()A.DNA連接酶能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯鍵B.限制酶只能切割雙鏈DNA片段，不能切割煙草花葉病毒的核酸C.E.coliDNA連接酶既能連接黏性末端，也能連接平末端D.限制酶主要從原核生物中分離純化而來，所以也能剪切自身的DNA答案B解析DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段，A錯(cuò)誤；限制酶只能切割DNA分子，煙草花葉病毒的核酸是RNA，不能切割，B正確；E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端，不能連接平末端，C錯(cuò)誤；限制酶主要從原核生物中分離純化而來，但是不會(huì)剪切自身的DNA，D錯(cuò)誤。4.(2022·北京朝陽(yáng)區(qū)期中)據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述錯(cuò)誤的是()A.限制性內(nèi)切核酸酶可以切斷a處B.DNA聚合酶可以連接a處C.解旋酶可以使b處解開D.DNA連接酶可以連接b處答案D解析限制酶可以切斷脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即a處，A正確；DNA聚合酶可以連接脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵，即a處，B正確；解旋酶可以使氫鍵斷裂，即b處，C正確；DNA連接酶可以連接DNA片段形成磷酸二酯鍵，即a處，D錯(cuò)誤。5.(2023·天津靜海高二階段練習(xí))有關(guān)下圖所示的黏性末端的說法，錯(cuò)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，但甲與丙的黏性末端不互補(bǔ)C.DNA連接酶的作用位點(diǎn)是a處D.切割產(chǎn)生甲的限制酶識(shí)別的核苷酸序列是“CAATTG”答案D解析切割產(chǎn)生甲的限制酶的識(shí)別序列為GAATTC∥CTTAAG，切割產(chǎn)生乙的限制酶的識(shí)別序列為CAATTG∥GTTAAC，切割產(chǎn)生丙的限制酶的識(shí)別序列為CTTAAG∥GAATTC。三者的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)不同，由此可見，甲、乙、丙的黏性末端是由三種限制酶切割產(chǎn)生的，A正確；甲、乙的黏性末端相同，因此可在DNA連接酶的作用下形成重組DNA分子；但甲、丙的黏性末端不同，它們之間不能形成重組DNA分子，B正確；DNA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處是磷酸二酯鍵，C正確；切割甲的限制酶的識(shí)別序列為GAATTC，D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)3基因工程的載體6.質(zhì)粒是基因工程中常用的載體，下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，錯(cuò)誤的是()A.作為載體的質(zhì)粒上有限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)B.作為載體的質(zhì)粒上存在特殊的標(biāo)記基因C.質(zhì)粒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外D.質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一答案D解析質(zhì)粒是環(huán)狀雙鏈DNA分子，作為基因工程的載體，但不是基因工程的工具酶，D錯(cuò)誤。7.限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是eq\a\vs4\al(↓,,—CTTAAG—)和eq\a\vs4\al(↓,,—GAATTC—)。下圖表示目的基因和四種質(zhì)粒，其中，質(zhì)粒上箭頭所指部位為酶的識(shí)別位點(diǎn)，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A(yù)項(xiàng)中的質(zhì)粒后，不會(huì)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，因此A項(xiàng)中的質(zhì)粒適于作為目的基因的載體，A符合題意；B項(xiàng)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不符合題意；C、D中的質(zhì)粒含有標(biāo)記基因，但用限制酶切割后，標(biāo)記基因被破壞，因此不適于作為目的基因的載體，C、D不符合題意?！揪C合提升】8.(多選)下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的敘述，正確的是()A.其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)B.DNA連接酶可催化DNA分子中氫鍵的形成C.在基因工程中DNA聚合酶不可代替DNA連接酶D.限制酶切割后一定能產(chǎn)生黏性末端答案AC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連接酶可催化DNA分子中磷酸二酯鍵的形成，B錯(cuò)誤；DNA連接酶和DNA聚合酶是有區(qū)別的，在基因工程中DNA聚合酶不可以代替DNA連接酶，C正確；限制酶切割后能產(chǎn)生黏性末端或平末端，D錯(cuò)誤。9.(2023·吉林省“BEST合作體”期末)下列關(guān)于DNA連接酶的說法，正確的是()A.DNA連接酶都能連接黏性末端和平末端B.DNA連接酶作用于DNA的氫鍵C.DNA連接酶和DNA聚合酶作用的部位相同D.DNA連接酶都是從原核生物中分離出來的答案C解析DNA連接酶主要包括E.coliDNA連接酶、T4DNA連接酶，這兩類酶都能連接黏性末端，此外T4DNA連接酶還可以連接平末端，但連接平末端的效率相對(duì)較低，A錯(cuò)誤；DNA連接酶催化DNA片段間的磷酸二酯鍵的形成，B錯(cuò)誤；DNA連接酶和DNA聚合酶作用的部位相同，都是催化磷酸二酯鍵的形成，C正確；E.coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，D錯(cuò)誤。10.下圖表示某種質(zhì)粒和人的胰島素基因，其中a表示標(biāo)記基因，b表示胰島素基因，E1表示某限制酶的切割位點(diǎn)，現(xiàn)用該種限制酶分別切割質(zhì)粒和胰島素基因，后用DNA連接酶連接切割后的質(zhì)粒和胰島素基因，下列選項(xiàng)中不可能出現(xiàn)的是()答案C解析根據(jù)題意和圖示分析可知，因質(zhì)粒和胰島素基因都有兩個(gè)限制酶E1的切割位點(diǎn)，所以用限制酶E1可以將a和b都切下來，A是質(zhì)粒與標(biāo)記基因a重新連接，B是質(zhì)粒與胰島素基因b連接，D是質(zhì)粒切除標(biāo)記基因后的自我連接，只有C是不可能出現(xiàn)。11.(多選)(2023·河北衡水冀州一中期中)酶M和酶N是兩種限制酶，圖中DNA片段只注明了黏性末端處的堿基種類，其他堿基的種類未作注明。下列敘述正確的是()A.多個(gè)片段乙與多個(gè)片段丁混合在一起，可用DNA連接酶拼接得到環(huán)狀DNAB.多個(gè)片段乙與多個(gè)片段丁混合，只由兩個(gè)DNA片段連接成的DNA共有4種C.一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識(shí)別雙鏈DNA中某種特定的核苷酸序列D.若酶M特異性剪切的DNA片段是，則酶N特異性剪切的DNA片段是答案ACD解析多個(gè)片段乙和多個(gè)片段丁混合在一起，用DNA連接酶拼接可得到環(huán)狀DNA，A正確；多個(gè)片段乙和多個(gè)片段丁混合，只由兩個(gè)DNA片段連接成的環(huán)狀DNA分子有3種，即片段乙自身連接、片段丁自身連接，片段乙和片段丁連接，B錯(cuò)誤；限制酶具有特異性，一種限制酶只能識(shí)別雙鏈DNA中某種特定的核苷酸序列，C正確；根據(jù)圖中酶M和酶N切割后的結(jié)果，若酶M特異性剪切的DNA片段是，則酶N特異性剪切的DNA片段是，D正確。12.(多選)下圖表示一項(xiàng)重要的生物技術(shù)，對(duì)圖中物質(zhì)a、b、c、d的描述，錯(cuò)誤的是()A.通常情況下，a與d需要用同一種限制酶進(jìn)行切割B.b能識(shí)別特定的核苷酸序列，并將A與T之間的氫鍵斷開C.c連接雙鏈間的A和T，使黏性末端處堿基互補(bǔ)配對(duì)D.b代表的是限制酶，c代表的是RNA聚合酶答案BCD解析b代表的是限制酶，能識(shí)別特定的核苷酸序列，并使DNA分子的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，而不是使氫鍵斷開，B錯(cuò)誤；c代表的是DNA連接酶，能將具有相同黏性末端的兩個(gè)DNA片段連接起來，形成磷酸二酯鍵，C、D錯(cuò)誤。13.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________________，二者還具有其他共同點(diǎn)，如①________，②________。(2)若質(zhì)粒的切割末端為eq\a\vs4\al(—A,—TGCGC)，則與之連接的用同一種酶切割的目的基因的切割末端應(yīng)為________；可使用________把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒上被稱為________，其作用是_____________________________________________________________