2019-2020学年人教版生物选修三练习：1-1　DNA重组技术的基本工具

2019-2020学年人教版生物选修三练习：1-1　DNA重组技术的基本工具

1.1 DNA 重组技术的基本工具 课时过关·能力提升 一、基础巩固 1.实施基因工程的最终目的是( ) A.提取生物体的 DNA 分子 B.对 DNA 分子进行人工剪切 C.在生物体外对 DNA 分子进行改造 D.创造符合人们需要的新的生物类型和生物产品 解析:A、B、C 三项均为基因工程操作的具体内容,但不是基因工程的目的。实施基因 工程的最终目的是通过基因操作定向改造生物的遗传物质,创造符合人们需要的新的生 物类型和生物产品。 答案:D 2.DNA 重组技术中的工具——“分子缝合针”“分子手术刀”“分子运输车”分别是( ) ①DNA 连接酶 ②DNA 聚合酶 ③限制酶 ④RNA 聚合酶 ⑤载体 A.②③⑤ B.①③④ C.①③⑤ D.④③⑤ 解析:“分子缝合针”是 DNA 连接酶,能连接 DNA 片段;“分子手术刀”是限制酶,能切割 DNA 分子;“分子运输车”是载体,能运输目的基因。 答案:C 3.下图表示限制酶切割 DNA 分子的过程,从图中可知,该限制酶能识别的核苷酸序列和 切点是( ) A.CTTAAG,切点在 C 和 T 之间 B.CTTAAG,切点在 G 和 A 之间 C.GAATTC,切点在 G 和 A 之间 D.GAATTC,切点在 C 和 T 之间 答案:C 4.下列关于磷酸二酯键的说法,正确的是( ) A.只有目的基因中存在 B.只有质粒分子中存在 C.DNA 和 RNA 分子中都存在 D.只存在于双链 DNA 分子中 解析:核酸由核苷酸构成,核苷酸通过磷酸二酯键形成核苷酸长链,进而形成具有一定空 间结构的核酸。故 DNA 和 RNA 中均含有磷酸二酯键。 答案:C 5.两个核酸片段在适宜条件下,经 X 酶的催化作用发生下图所示的变化。则 X 酶是 ( ) A.DNA 连接酶 B.RNA 聚合酶 C.DNA 聚合酶 D.限制酶 解析:图中 X 酶可将两个具有互补黏性末端的 DNA 片段连接在一起,因此该酶为 DNA 连接酶。 答案:A 6.以下有关基因工程的叙述,正确的是( ) A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程产生的变异属于人工诱变 D.基因工程育种的优点之一是目的性强 解析:基因工程是在生物体外,通过对 DNA 分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因 进行改造(目的性强)和重新组合(基因重组),然后导入受体细胞内,使目的基因在受体细 胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。但并不是所有的基因产物对人类都有益。 答案:D 7.下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的叙述,错误的是( ) A.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列 B.限制性核酸内切酶的活性受温度、pH 的影响,总有一个最适的条件 C.限制性核酸内切酶能破坏相邻脱氧核苷酸之间的化学键 D.限制性核酸内切酶不只存在于原核生物中,其合成场所是核糖体 解析:限制性核酸内切酶只能够识别双链 DNA 分子的某种特定的脱氧核苷酸序列,不能 识别 RNA 分子的核糖核苷酸序列,A 项错误;同其他的酶一样,限制性核酸内切酶也受温 度和 pH 的影响,而且具有发挥最大催化效率的最适温度和最适 pH,B 项正确;限制性核 酸内切酶催化 DNA 分子上特定部位两个核苷酸之间磷酸二酯键的断裂,C 项正确;限制 性核酸内切酶主要从原核生物中分离纯化,也有来自真核细胞的,其本质是蛋白质,在核 糖体上合成,D 项正确。 答案:A 8.下列关于质粒的叙述,正确的是( ) A.质粒是能够自我复制的环状 DNA 分子 B.质粒是唯一的载体 C.质粒只有在进入受体细胞后才能复制 D.每个细菌细胞内只有一个质粒 解析:基因工程中常用的载体,除质粒外,还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。质粒在 含有质粒的细胞和受体细胞内均可复制。细菌细胞内一般有多个质粒。 答案:A 9.下列各项中,一般不作为基因工程中的标记基因的是 ( ) A.四环素抗性基因 B.绿色荧光蛋白基因 C.产物具有颜色反应的基因 D.贮藏蛋白的基因 解析:在基因工程中,利用标记基因可以鉴别和筛选含有目的基因的细胞,A、B、C 三项 中的基因都能起到此作用。 答案:D 10.根据基因工程的有关知识,回答下列问题。 (1)限制性核酸内切酶切割 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 制性核酸内切酶切割,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。 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 二、能力提升 1.基因工程的操作离不开三种工具,下列有关说法错误的是( ) A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒,从而获得互补的黏性末端 B.质粒的基本单位是脱氧核糖核苷酸,两种酶的基本单位是氨基酸 C. DNA 聚合酶能够催化形成磷酸二酯键,是基因工程中的“分子缝合针” D.限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离获得,具有识别特定核苷酸序列的能力 解析:DNA 聚合酶用于 DNA 的复制,DNA 连接酶才是基因工程中的“分子缝合针”。质 粒是一种独立于细菌拟核 DNA 之外的小型双链环状 DNA 分子,基本组成单位是脱氧核 糖核苷酸;限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶的本质都是蛋白质,基本组成单位是氨基 酸。 答案:C 2.下列关于 DNA 连接酶的叙述,正确的是( ) ①可催化黏性末端互补的 DNA 片段之间的连接 ②都能催化平末端的 DNA 片段之间 的连接 ③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成 ④催化被限制酶切开的两个脱 氧核苷酸之间的磷酸二酯键的形成 A.①③ B.②④ C.②③ D.①④ 解析:E·coli DNA 连接酶只能连接双链 DNA 片段互补的黏性末端,而不能催化 DNA 片 段平末端的连接。DNA 连接酶的作用是催化被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的磷 酸二酯键的形成,即把“梯子”的“扶手”缝合起来。 答案:D 3.下列黏性末端属于同一种限制性核酸内切酶切割而成的是( ) A.①② B.①③ C.②④ D.②③ 解析:同一种限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列相同,且切割形成的黏性末端的碱基能 互补配对。 答案:C 4.下图为 DNA 分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制性核酸内切 酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( ) A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③② 解析:限制性核酸内切酶的作用是将 DNA 双链的磷酸二酯键切开;DNA 聚合酶的作用 是将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连在已有的 DNA 片段上;DNA 连接酶可缝合两个 末端互补的双链 DNA 片段,从而连成一个 DNA 分子;解旋酶的作用是使双链 DNA 的氢 键断裂,将 DNA 双螺旋解开。 答案:C 5.限制酶 MunⅠ和限制酶 EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和— G↓AATTC—。下图表示四种质粒和目的基因,其中箭头所指部位为限制酶的识别位点, 质粒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( ) 解析:由图可知,质粒 B 无标记基因,不适合作为载体;质粒 C 和 D 的标记基因中都有限制 酶的识别位点;只有质粒 A 有标记基因且 MunⅠ的切割位点不在标记基因中。 答案:A 6.下图所示为部分双链 DNA 片段,下列有关基因工程中工具酶功能的叙述,错误的是 ( ) A.切断 a 处的酶为限制酶 B.连接 a 处的酶为 DNA 连接酶 C.切断 b 处的酶为 DNA 解旋酶 D.连接 b 处的酶为 RNA 聚合酶 解析:a 处为磷酸二酯键,限制酶能切断该处,DNA 连接酶能连接形成该键。b 处为氢键, 切断该处的酶为 DNA 解旋酶。 答案:D ★7.基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,以便于重组和筛选。已知限 制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC— 。根据图判断下列操作正确的是( ) A.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割 C.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割 D.质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割 解析:目的基因若用限制酶Ⅰ切割,只能在目的基因的一侧切开,而不能将其切下,所以应 用限制酶Ⅱ切割;质粒若用限制酶Ⅱ切割,两种标记基因均将被破坏,所以只能用限制酶 Ⅰ切割。 答案:D 8.根据下列所给材料回答问题。 材料一 把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上,然后导入大肠杆菌体内,产生出人 的胰岛素。 材料二 把萤火虫的发光基因转入烟草体内,培育出能产生荧光的烟草。 材料三 有人把蜘蛛中控制产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞中,在羊分泌的乳汁中加 入某种物质后,可抽出细丝,这种细丝可望用作手术的缝合线。 (1)上述生物新品种的产生运用了 技术。 (2)一种生物的基因在另一种生物体内能够表达,而不影响其他基因的表达,这说明基因 是有 效应的 片段,具有一定的 性;同时可以说明 各种生物共用一套 。 (3)上述技术所用的工具酶有 。 (4)材料三中的缝合线与普通的缝合线相比有何优点? 。 (5)可遗传的变异分为三种: 、 、 ,而基因工程 可以定向改变一个物种的遗传性状,这属于 。 (6)从上述材料不能得出哪一结论? 。 A.动植物之间可以相互转基因 B.真核生物与原核生物之间共用一套密码子 C.基因工程可以定向地改变生物的遗传性状 D.转基因生物的出现对生物的进化是有利的 解析:让某种生物实现外源基因的表达需运用体外 DNA 重组技术(基因工程)。基因工 程的工具酶包括限制性核酸内切酶、DNA 连接酶。用材料三中所述细丝作缝合线的最 大优势是该“线”的化学本质为蛋白质,将来可被分解吸收,从而免去“拆线”工序。从变异 角度看,基因工程应属于基因重组。 答案:(1)DNA 重组(基因工程) (2)遗传 DNA 独立 遗传密码 (3)限制性核酸内切 酶、DNA 连接酶 (4)可以被分解吸收,不用拆线 (5)基因突变 基因重组 染色体变 异 基因重组 (6)D ★9.目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建 的人工质粒,pBR322 质粒是较早构建的质粒载体,其主要结构如下页左上图所示。 说明:ampR 为氨苄青霉素抗性基因,tetR 为四环素抗性基因 (1)构建人工质粒时要有抗性基因,以便于 。 (2)pBR322 分子中有单个 EcoRⅠ限制酶作用位点,EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—, 并只能在 G 与 A 之间切割。若在某目的基因的两侧各有 1 个 EcoRⅠ的切点,请画出目 的基因两侧被限制酶 EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。 (3)pBR322 分子中另有单个的 BamHⅠ限制酶作用位点,现将经 BamHⅠ处理后的质粒, 与用另一种限制酶 BglⅡ处理得到的目的基因,通过 DNA 连接酶作用恢复 键,成功获得了重组质粒。说明 。 解析:作为载体的质粒应该有标记基因,以利于重组 DNA 的鉴定和选择。限制酶的作用 是切出黏性末端或平末端,DNA 连接酶的作用是催化磷酸二酯键的形成。既然经 BamH Ⅰ处理后的质粒与用另一种限制酶 BglⅡ处理得到的目的基因,通过 DNA 连接酶的作用 能恢复磷酸二酯键,则说明 BamH Ⅰ 和 BglⅡ切割得到的黏性末端互补。 答案:(1)重组 DNA 的鉴定和选择 (2)如下图 (3)磷酸二酯 两种限制酶(BamH Ⅰ 和 Bgl Ⅱ)切割得到的黏性末端互补