2019-2020学年人教版生物选修三课时分层作业1DNA重组技术的基本工具

2019-2020学年人教版生物选修三课时分层作业1DNA重组技术的基本工具

课时分层作业(一) (建议用时：35分钟) [基础达标练] 1．基因工程技术引起的生物变异属于( ) A．染色体变异 B．基因突变 C．基因重组 D．不遗传的变异 C [基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以 修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因工 程技术引起的生物变异属于基因重组。] 2．下列哪一项不是基因工程的载体必须具备的条件( ) A．能在宿主细胞中复制并保存 B．具有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接 C．具有标记基因，便于筛选 D．是环状 DNA分子 D [作为基因工程的载体要能在宿主细胞中复制并保存；要具有多个限制酶 切割位点，以便与外源基因连接；要具有标记基因，便于筛选，故 A、B、C与题 意不符。基因工程的载体不一定要是环状 DNA分子，D符合题意。] 3．“分子缝合针”缝合的部位是( ) A．碱基对之间的氢键 B．碱基与脱氧核糖 C．DNA双链上的磷酸二酯键 D．磷酸与脱氧核糖 C [“分子缝合针”缝合的部位是 DNA双链上的磷酸二酯键。] 4．下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是( ) A．①② B．①③ C．①④ D．②③ B [限制酶能够识别双链 DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链 中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，且切割后可形成能够互补配对 的黏性末端。由题图可知，①③能够互补，其他的不能互补，所以①③属于同一 种限制酶切割而成的。] 5．下列有关基因工程叙述错误的是( ) A．最常用的载体是大肠杆菌的质粒 B．工具酶主要有限制性核酸内切酶和 DNA连接酶 C．该技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换 D．基本原理是基因突变 D [基因工程的基本原理是基因重组，不同生物的 DNA具有相同的结构以及 遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础；基因工程中的工具酶 是限制性核酸内切酶和 DNA连接酶，最常用的载体是大肠杆菌质粒。该技术可克 服生殖隔离现象，实现种间遗传物质交换，按照人的意愿使生物发生变异。] 6．下列关于限制酶的说法，正确的是( ) A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质 B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C．不同的限制酶切割 DNA后都会形成黏性末端 D．限制酶均特异性地识别含 6个核苷酸的序列 B [限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A错误；限制酶具有专一 性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，B正确；限制酶切割 DNA 后 会形成黏性末端或平末端，C错误；大多数限制酶的识别序列由 6个核苷酸组成， 也有少数限制酶的识别序列由 4、5或 8个核苷酸组成，D错误。] 7．如图所示为限制酶 BamH Ⅰ和 Bgl Ⅱ的识别序列及切割位点，实验中用 BamHⅠ切割 DNA获得目的基因，用 BglⅡ切割质粒，并将它们拼接得到重组质 粒。下列相关叙述正确的是( ) A．在酶切过程中，只需要控制好酶的浓度，不需要控制温度等因素 B．经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别 C．质粒经 BglⅡ切割后形成的黏性末端是 D．分别用图中两种限制酶切割，可保证目的基因定向地插入质粒 B [影响酶促反应的因素有温度、pH、酶浓度、底物浓度、反应时间等，因 此酶切过程中，需控制好酶浓度、温度和反应时间等因素，A错误；经两种酶处 理得到的重组质粒不能再被这两种酶识别，B正确；质粒经 Bgl Ⅱ切割后形成的 黏性末端是 ，C错误；分别用题图中两种限制酶切割目的基因和质粒， 由于形成的黏性末端相同，因此并不能保证目的基因定向地插入质粒，D错误。] 8．限制酶 Mun Ⅰ和限制酶 EcoR Ⅰ的识别序列及切割位点分别是 。如图表示四种质粒和目的基因，其中，质粒上箭 头所指部位为酶的识别位点，阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载 体的质粒是( ) A B C D A [用限制酶MunⅠ切割 A质粒后，不会破坏标记基因，而且还能产生与目 的基因两侧黏性末端相同的末端，适于作为目的基因的载体。B项中质粒没有标 记基因，不适于作为目的基因的载体。C、D质粒含有标记基因，但用限制酶切割 后会被破坏，因此不适于作为目的基因的载体。] 9．下图表示两种限制酶识别 DNA 分子的特定序列，并在特定位点对 DNA 分子进行切割的示意图，请回答以下问题： (1)图中甲和乙代表 _____________________________________________________。 (2)EcoRⅠ、HpaⅠ代表 _____________________________________________________。 (3)图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为________、 ________。甲中限制酶的切点是________之间，乙中限制酶的切点是________之 间。 (4)由图解可以看出，限制酶的作用特点是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (5)如果甲中 G碱基发生基因突变，可能发生的情况是 _____________________________________________________。 [解析] (1)由图示看出，甲和乙代表由脱氧核苷酸构成的不同的 DNA片段。 (2)EcoRⅠ和 HpaⅠ能切割 DNA分子，说明它们是限制酶。(3)甲中切点在 G、A 之间，切口在识别序列中轴线两侧，形成黏性末端；乙中切点在 A、T 之间，切 口在识别序列中轴线处，形成平末端。(4)(5)限制酶能识别 DNA 分子的特定核苷 酸序列，并从特定位点切割 DNA分子。当特定核苷酸序列变化后，就不能被相应 限制酶识别。 [答案] (1)有特定脱氧核苷酸序列的 DNA片段 (2)两种不同的限制酶 (3)黏性末端 平末端 G、A A、T (4)能识别双链 DNA分子的特定脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将 DNA分 子切开 (5)限制酶不能识别切割位点 [能力提升练] 10．某 DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该 DNA 分子，可能形成的两个 DNA片段是( ) 选项 片段 1 片段 2 ① ② ③ ④ A.①② B．③④ C．①③ D．②④ B [限制性核酸内切酶只能识别特定的碱基序列，而且在特定位点进行切割， 切割后两个 DNA 片段露出相同的末端。①中片段 1和片段 2的黏性末端不遵循碱 基互补配对原则；②中限制性核酸内切酶的切割位点为 G—A 和 T—C 之间，故 ②中的片段 1和片段 2 不能体现限制性核酸内切酶在特定位点切割的特点；③中 的片段 1 和片段 2 说明限制性核酸内切酶识别 AGCT 序列，在 G和 C 之间进行 切割；④中的片段 1 和片段 2 说明限制性核酸内切酶识别 GAATTC 序列，在 G 和 A之间进行切割。] 11．下面是四种不同质粒的示意图，其中 ori为复制必需的序列，amp为氨苄 青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切 位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长 的含重组 DNA的细胞，应选用的质粒是( ) C [A 项破坏了复制必需的序列。B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基 因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。C 项氨苄青霉素 抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨苄 青霉素培养基上生长。D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。] 12．根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制酶切割 DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒载体用 EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATTC……G G……CTTAA 为使载体与目的基因相连，含有目的基因的 DNA除可用 EcoRⅠ切割外，还 可用另一种限制酶切割，该酶必须具有的特点是 _____________________________________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的 DNA连接酶有两类，即________DNA 连接酶和________DNA连接酶。 (4)基因工程中除质粒外，________________和________也可作为载体。 [解析] 限制酶切割 DNA分子形成的末端通常有两种，即黏性末端和平末端。 为使载体和目的基因连接，二者必须具有相同的黏性末端，因而当使用除 EcoRⅠ 之外的其他酶进行切割时，应该产生相同的黏性末端。DNA连接酶的来源有两个： 一是大肠杆菌，二是 T4噬菌体。反转录是由 RNA形成 DNA的过程，获得大量反 转录产物时常用 PCR扩增技术。基因工程常用的载体是质粒，除此以外，噬菌体 和动植物病毒也可作为载体。如果用大肠杆菌作受体细胞，必须用钙离子处理， 使其处于感受态(此状态吸收外源 DNA的能力增强)。 [答案] (1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的 DNA 片段末端与 EcoRⅠ切割 产生的相同 (3)E·coli T4 (4)λ噬菌体的衍生物 动植物病毒(其他合理答案也可) 13．如表所示为几种限制酶的识别序列及其切割位点，请回答下列问题： (1)从表中四种酶的切割位点看，可以切出平末端的酶是________。 (2)将目的基因与质粒 DNA缝合依靠的是________酶，它的作用是形成磷酸二 酯键；两条链间的碱基对通过________连接起来。 (3)图 1 中的质粒分子可被表中限制酶________切割，切割后的质粒含有 ________个游离的磷酸基团。 图 1 图 2 (4)在相关酶的作用下，图 1 中的甲与图 2 中的乙________(填“能”或“不 能”)拼接起来。请说明理由：__________________。 [解析] (1)由表中四种限制酶的切割位点可知，SmaⅠ可切出平末端。(2)目 的基因与质粒缝合时用 DNA连接酶进行连接，形成磷酸二酯键；两条链之间的碱 基依据碱基互补配对原则形成氢键。(3)根据质粒的碱基序列可知，质粒分子可被 限制酶 EcoRⅠ切割，切割后形成链状 DNA，有 2个游离的磷酸基团。(4)由图可 知，甲和乙的黏性末端相同，在 DNA连接酶的作用下可以拼接起来。 [答案] (1)Sma Ⅰ (2)DNA 连接 氢键 (3)EcoR Ⅰ 2 (4)能 二者具有 相同的黏性末端 14．为制备目的基因 Y(图 1)与质粒 X(图 2)的重组 DNA，将质粒 X与含 Y的 DNA片段加入含有限制性核酸内切酶 BglⅡ与 BamHⅠ的反应混合物中，酶切后 的片段再加入含有连接酶的反应体系中。其中，质粒 X含有 leu 2基因，可用于合 成亮氨酸，目的基因 Y含有卡那霉素抗性基因 KanR。请回答： 图 1 图 2 图 3 (1)根据图 3 分别写出 BglⅡ与 BamHⅠ酶切后形成的末端序列：________、 ________。 (2)Bgl Ⅱ酶切后的质粒与 BamH Ⅰ酶切后的目的基因 Y 能够连接的原因是 ___________________________________________。将连接后的产物转化入一种 Z 细菌，Z细菌对卡那霉素敏感，且不能在缺乏亮氨酸的培养基中培养。 (3)使用 BglⅡ处理重组质粒，可以得到 _____________________________________________________。 (4)要筛选含有重组质粒的 Z细胞，应选择____________的培养基。 [解析] (1)限制酶 BglⅡ与 BamHⅠ的识别序列及切割位点如图： ，因此它们切割形成的末端序列依次为 (2)Bgl Ⅱ酶切后的质粒与 BamHⅠ酶切后的目的基因 Y具有相同的黏性末端，根据碱基互补配对原则，它 们能够连接形成重组 DNA。(3)BglⅡ酶切后的质粒与 BamHⅠ酶切后的目的基因 形成的重组DNA分子上没有BglⅡ酶的识别序列，因此使用BglⅡ处理重组质粒， 可以得到长度为 3 300 bp的环状 DNA。(4)由于质粒 X 含有 leu2基因，可用于合 成亮氨酸，目的基因 Y含有卡那霉素抗性基因 KanR，因此要筛选含有重组质粒的 Z细胞，应选择含卡那霉素但不含亮氨酸的培养基。 [答案] (1) 或 或 (2)酶切后产 生相同的黏性末端，并遵循碱基互补配对原则 (3)长度为 3 300 bp的环状 DNA (4)含卡那霉素但不含亮氨酸