【成才之路】2016高中生物 专题1 第1节 DNA重组技术的基本工具同步练习 新人教版选修3.doc

‎【成才之路】2016高中生物 专题1 第1节 DNA重组技术的基本工具同步练习 新人教版选修3‎ 一、选择题 ‎1．下列对基因工程的理解，正确的是(　　)‎ ‎①它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程 ‎②对基因进行人为删减或增添某些碱基 ‎③是体外进行的人为的基因重组 ‎④在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA ‎⑤主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术 ‎⑥在DNA分子水平上进行操作 ‎⑦一旦成功，便可遗传 A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑥⑦‎ C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦‎ ‎[答案]　C ‎[解析]　基因工程是对现有基因的剪切和重组，并没有对基因进行改造，也不是要合成新的DNA。‎ ‎2．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是(　　)‎ 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．CTTAAC，切点在C和T之间 ‎[答案]　C ‎3．下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是(　　)‎ ‎①可催化互补黏性末端的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 8‎ ‎④催化DNA分子两条链的脱氧核糖和磷酸间磷酸二酯键的形成 A．①③ B．②④‎ C．②③ D．①④‎ ‎[答案]　D ‎[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两个脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成，即把“梯子”的“扶手”缝合起来。‎ ‎4．基因工程操作离不开三种工具，下列有关说法不正确的是(　　)‎ 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．在三种工具中最常用载体——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 ‎[答案]　C ‎[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”。质粒是细胞质中小型环状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。‎ ‎5．(2015·郑州检测)质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内，质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是(　　)‎ 细菌在含氨苄青霉素的 培养基上的生长情况 细菌在含四环素的 培养基上的生长情况 ‎①‎ 能生长 能生长 ‎②‎ 能生长 不能生长 ‎③‎ 不能生长 能生长 A.①是C；②是b；③是a B．①是a和b；②是a；③是b 8‎ C．①是a和b；②是b；③是a D．①是c；②是a；③是b ‎[答案]　A ‎[解析]　对①细菌来说，能在含氨苄青霉素的培养基上生长，也能在含四环素的培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因都没有被破坏，插入点是c；对②细菌来说，能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素基因正常，不能在含四环素的培养基上生长，说明其抗四环素基因被破坏，插入点为b；对③细菌来说，不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉基因被插入而破坏，故插入点为a ‎6．作为基因的运输工具——质粒，必须具备的条件之一及理由是(　　)‎ A．能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B．具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的表达 C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件 D．能够在受体细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选 ‎[答案]　A ‎[解析]　作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必须能够在受体细胞内稳定地保存并大量复制，以便通过复制提供大量目的基因。同时要具有某些标记基因，是为了通过标记基因是否表达来判断目的基因是否进入了受体细胞，从而进行筛选受体细胞。载体要具有多个限制酶切割位点，则是为了便于与外源基因连接。‎ 二、非选择题 ‎7．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：‎ ‎(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是________。‎ ‎(2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是__________________，“插入”时用的工具是________，其种类有________________________。‎ ‎(3)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。‎ 8‎ ‎[答案]　(1)限制酶　DNA连接酶 ‎(2)基因的结构是相同的　载体　质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物 ‎(3)‎ ‎[解析]　本题主要考查各种工具在基因工程中的作用，首先明确限制酶为剪刀切割目的基因，DNA连接酶起缝合作用，载体会把目的基因导入受体细胞，然后结合问题组织答案。(1)剪刀为限制酶，剪下羊的蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体结合。(2)插入时是基因与原有基因结合，都为反向平行的双螺旋结构，插入时需要载体。‎ ‎8．治疗糖尿病用的胰岛素，在过去主要是从动物(如猪、牛)体获得的。自20世纪70年代基因工程发展起来以后，人们开始采用高新技术生产胰岛素，其操作过程如图所示。‎ ‎(1)图中的质粒存在于细菌细胞中，从其分子结构看，可确定它是一种______________。‎ ‎(2)请根据碱基互补配对的原则判断，在连接酶的作用下，甲与乙能否拼接起来，并说明理由。________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒也由一个变成两个，两个变成四个……质粒这种增加方式在遗传学上称为______________。目的基因通过表达后，能使细菌产生胰岛素，这是因为基因具有控制______________合成的功能。‎ ‎[答案]　(1)DNA ‎(2)能　二者具有相同的黏性末端 ‎(3)DNA的复制(DNA的扩增)　蛋白质 一、选择题 ‎1．基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是(　　)‎ A．目的基因　限制酶　载体　受体细胞 B．重组DNA　RNA聚合酶　限制酶　连接酶 C．工具酶　目的基因　载体　受体细胞 8‎ D．模板DNA　mRNA　质粒　受体细胞 ‎[答案]　C ‎[解析]　基因工程是把供体生物的基因(目的基因)导入受体(细胞)，并使其成功表达，以使受体获得新的遗传特性的过程。因此该过程需要有目的的基因、受体细胞及其工具(工具酶和载体)。‎ ‎2．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列是什么(　　)‎ A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互补序列为—AATT—‎ B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互补序列为—GATC—‎ C．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互补序列为—AATT—‎ D．BamHⅠ和BglⅡ；末端互补序列为—GATC—‎ ‎[答案]　D ‎[解析]　BamHⅠ和BglⅡ处理后形成的末端互补，其末端互补序列为“—GATC—”。‎ ‎3．下列关于DNA重组技术基本工具的说法，正确的是(　　)‎ A．DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端 B．细菌细胞内含有的限制酶不能对自身的DNA进行剪切 C．限制酶切割DNA后一定能产生黏性末端 D．质粒是基因工程中唯一的载体 ‎[答案]　B ‎[解析]　DNA连接酶分两类：E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶，前者只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而后者既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接双链DNA片段的平末端。细菌内的限制酶能限制异源DNA的侵入并使之失活，即能将外源DNA切断，从而保护自身的遗传特性。限制酶切割DNA后，产生的末端有黏性末端和平末端两种。质粒是常用的载体，除此之外，基因工程中用到的载体还有λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。‎ ‎4．现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnI单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是(　　)‎ 8‎ ‎[答案]　D ‎[解析]　“现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp”说明此DNA分子是环状DNA分子，只留下C、D两项供选，“EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子”确定只能选D。‎ ‎5．有关基因工程的叙述，正确的是(　　)‎ A．限制酶只在获取目的基因时才用 B．重组质粒的形成是在细胞内完成的 C．质粒是目前基因工程的唯一载体 D．DNA连接酶和DNA聚合酶都连磷酸二酯键 ‎[答案]　C ‎[解析]　蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质的功能满足人们的需要。而蛋白质功能与其高级结构密切相关，蛋白质高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质进行改造非常困难，而蛋白是由基因构成。‎ 二、非选择题 ‎6．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)EcoR I、Hpa I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_____________________________________。‎ 8‎ ‎(5)如果甲中G碱基发生基因突变，可能发生的情况是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[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　T、A ‎(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 ‎[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)EcoR I和Hpa I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T、A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。‎ ‎7．豇豆具有抵抗多种害虫的根本原因是体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如下图所示：根据以上材料，回答下列问题。‎ ‎(1)CpTI基因是该基因工程中的________基因。“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是四种脱氧核苷酸，在①过程中，首先要用________将DNA分子切开，暴露出黏性末端，再用________连接。‎ ‎(2)在该基因工程中，供体细胞和受体细胞分别是：________、________。‎ ‎(3)切割CpTI基因应选用________(EcoRⅠ或SmaⅠ)限制酶，理由是________。用于CpTI基因与载体连接的“分子缝合针”，T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶________(是或否)都可以，若在某基因工程中，限制酶切得的末端与图中不同，则应选择________连接酶，理由是________________________________________________________________。‎ ‎[答案]　(1)目的　限制性核酸内切酶　DNA连接酶 ‎(2)豇豆　水稻 8‎ ‎(3)EcoRⅠ　图中得到的是黏性末端，而SmaⅠ切得的是平末端，EcoRⅠ才能切得黏性末端　是　T4DNA　与图中不同的末端应该是平末端，E·coli DNA连接酶只能在黏性末端之间进行连接，T4DNA连接酶则可以连接平末端和黏性末端。‎ ‎[解析]　在基因工程中，CpTI基因是我们所需要的基因，因而是目的基因。在基因工程中，用限制性核酸内切酶切割DNA获得目的基因，再用DNA连接酶连接目的基因与载体。在该项基因工程中，供体细胞是提供目的基因的细胞(豇豆)，受体细胞是接受目的基因的细胞(水稻)。EcoRⅠ限制性酶和SmaⅠ限制酶切得的末端不同，前者为黏性末端，后者为平末端；T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶能够连接的末端有一定的区别：前者为黏性末端和平末端，后者仅为黏性末端。‎ 8‎