2019-2020学年高中生物 课时分层作业1 DNA重组技术的基本工具（含解析）新人教版选修3

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．①②B．①③C．①④D．②③B[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BamHⅠ和BglⅡ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BglⅡ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MunⅠ和限制酶EcoRⅠ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()ABCDA[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、AA、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2①②③④A.①②B．③④C．①③D．②④B[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……GG……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·coliT4(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)SmaⅠ(2)DNA连接氢键(3)EcoRⅠ2(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。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)BglⅡ酶切后的质粒与BamHⅠ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)BglⅡ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3300bp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3300bp的环状DNA(4)含卡那霉素但不含亮氨酸