2020-2021学年高中人教版生物选修3课后分层检测案1-1DNA重组技术的基本工具 9页

课后分层检测案 1 DNA 重组技术的基本工具 [基础巩固练] 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 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 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 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 5．下列有关基因工程的叙述，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 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 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 BamH Ⅰ切割 DNA 获得目的基因，用 Bgl Ⅱ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 Bgl Ⅱ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 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( ) 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)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 ____________________________________________________________ ____________ ________________________________________________________ ________________。 (5)如果甲中 G 碱基发生基因突变，可能发生的情况是 ________________________________________________________ ________________。 [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 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( ) 12．下列有关基因工程中工具的说法，正确的是( ) A．限制酶只能识别 6 个核苷酸组成的序列 B．限制酶与 DNA 聚合酶的作用部位一样 C．病毒不能作为基因工程的载体 D．DNA 连接酶能把粘性末端的氢键连接起来 13. 质粒是基因工程中最常用的载体，质粒上的标记基因如图所示， 通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。质粒上箭头 表示三种限制酶的酶切位点。外源基因插入的位置不同，细菌在培养 基上的生长情况不同。下表是外源基因插入后(插入点有 a，b，c)细菌 的生长情况。下列有关叙述正确的是( ) 细菌在含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 不能生长 ② 能生长 能生长 ③ 不能生长 能生长 A.质粒的复制原点上有 RNA 聚合酶结合位点 B．①②③三种重组后细菌的外源基因插入点①是 a②是 c③是 b C．质粒被一种限制酶切开时，被水解的磷酸二酯键有 2 个 D．将外源基因与质粒连接时需用 DNA 聚合酶 14．下面是 5 种限制酶所识别的 DNA 分子序列和剪切位点图(↓ 表示剪切点、切出的断面为粘性末端或平末端)： 通过对上述内容的分析，下列有关说法错误的是( ) A．不同的限制酶可以切出相同的粘性末端 B．限制酶 1 可以识别并剪切限制酶 3 所识别的 DNA 序列 C．限制酶 3、4 识别的序列都是由 6 个脱氧核苷酸组成 D．DNA 连接酶可拼接由限制酶 4 和 5 切出的 DNA 片段，也可拼 接由限制酶 1 和 2 切出的 DNA 片段 15．下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；两条链间的碱基对间通过________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。 (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 ： ____________________________________。 [素养养成练] 16．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，其主要结构如图一所示。 (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 EcoR Ⅰ限制酶作用位点，EcoR Ⅰ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 EcoR Ⅰ的切点，请画出目的基因两侧被限制酶 EcoR Ⅰ 切 割 后 所 形 成 的 黏 性 末 端 。 ____________________________________________________________ ____________ ________________________________________________________ ________________。 (3)pBR322 分子中另有单个的 BamH Ⅰ限制酶作用位点，现将经 BamH Ⅰ处理后的质粒与用另一种限制酶 Bgl Ⅱ处理得到的目的基因， 通过 DNA 连接酶的作用恢复________键，成功地获得了重组质粒，这 说 明 ____________________________________________________________ ____________。 (4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无 Ampr 和 Tetr 的大肠杆 菌，将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。 再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含 四环素的培养基上培养，得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌 落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是__________， 图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是________。 课后分层检测案 1 1．解析：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。 答案：C 2．解析：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。 答案：D 3．解析：“分子缝合针”缝合的部位是 DNA 双链上的磷酸二酯 键。 答案：C 4．解析：限制酶能够识别双链 DNA 分子上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。 答案：B 5．解析：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，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定向的变异。 答案：D 6．解析：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。 答案：B 7．解析：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。 答案：B 8．解析：用限制酶 Mun Ⅰ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。 答案：A 9．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 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 分子中的特定核苷酸序列，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 10．解析：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。 答案：B 11．解析：破坏了复制必需的序列 ori，A 错误；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，B 错误；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， C 正确；氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏，D 错误。 答案：C 12．解析：大多数限制性核酸内切酶识别 6 个核苷酸序列，少数 限制酶识别序列由 4、5 或 8 个核苷酸组成，A 错误；限制酶、DNA 连接酶和 DNA 聚合酶作用部位相同，都是磷酸二酯键，B 正确；在基 因工程中，常用的运载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒，C 错误；DNA 连接酶可使 DNA 片段的粘性末端通过磷酸二酯键连接起 来，D 错误。 答案：B 13．解析：质粒的复制原点上有 DNA 聚合酶结合位点，A 错误； ①②③三种重组后细菌的外源基因插入点①是 b、②是 c、③是 a，B 错误；限制酶能将磷酸二酯键水解断裂，质粒被一种限制酶切开，磷 酸二酯键断裂 2 个，C 正确；将外源基因与质粒连接时需用 DNA 连接 酶连接，D 错误。 答案：C 14．解析：由分析可知，限制酶 1 和 3 切出的黏性末端相同，故 不同的限制酶可以切出相同的粘性末端，A 正确；限制酶 3 识别的碱 基序列中包含了限制酶 1 识别的碱基序列，故限制酶 1 可以识别并剪 切限制酶 3 所识别的 DNA 序列，B 正确；由分析可知，限制酶 3、4 识别的序列都是由 6 个脱氧核苷酸组成，C 正确；DNA 经不同限制酶 切割后，只有在形成相同的黏性末端时，才可以通过 DNA 连接酶拼接， 由此可知 DNA 连接酶可拼接由限制酶 1 和 3 切出的 DNA 片段，不可 拼接由限制酶 1 和 2 切出的 DNA 片段，也不能连接由限制酶 4 和 5 切 出的 DNA 片段，D 错误。 答案：D 15．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)SmaⅠ (2)DNA 连接 氢键 (3)EcoRⅠ 2 (4)能 二 者具有相同的黏性末端 16．解析：(1)构建人工质粒时要有抗性基因作为标记基因，用于 重组 DNA 的鉴定和筛选或便于鉴别目的基因是否导入受体细胞。 (2)EcoR Ⅰ只能识别核酸序列—GAATTC—，并只能在 G 与 A 之间切 割。根据限制酶的识别序列和切割位点进行解答。(3)DNA 连接酶的作 用是恢复磷酸二酯键；由题干可知，两种限制酶(BamH Ⅰ和 Bgl Ⅱ)切 割得到的黏性末端相同，这样才能进行相应的碱基互补配对。(4)与图 三空圈相对应的图二中的菌落表现型是能抗氨苄青霉素，但不能抗四 环素；图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是能抗氨苄青霉素和四环 素的人工质粒即 pBR322 质粒。 答案：(1)重组 DNA 的鉴定和筛选(鉴别目的基因是否导入受体细 胞) (2) (3)磷酸二酯 两种限制酶(BamH Ⅰ和 Bgl Ⅱ)切割得到的黏性末 端相同 (4)能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素 pBR322 质粒