2019-2020高中生物 专题1 基因工程 1 DNA重组技术的基本工具课件 新人教版选修3

1.1DNA重组技术的基本工具课堂对点训练一、选择题题型一对基因工程的诞生及概念的理解1．科学家将发光基因导入烟草细胞内，培育出了发光的烟草，以下有关该过程中应用的技术，叙述正确的是()A．该技术是在细胞水平上进行设计和施工的B．该技术的操作环境是在生物体内C．该技术的原理是基因突变D．该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型答案D答案解析基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，D正确；该技术是基因工程技术，是在DNA分子水平上进行设计和施工的，A错误；该技术的操作环境是在生物体外，B错误；基因工程的生物学原理是基因重组，C错误。解析2．下列叙述符合基因工程概念的是()A．在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，赋予生物新的遗传特性B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人的干扰素的菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上答案B答案解析基因工程不能在生物细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，不符合基因工程的概念，A错误；将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人的干扰素的菌株，符合基因工程的概念，B正确；用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株，属于诱变育种，不符合基因工程的概念，C错误；基因工程是通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，噬菌体自行感染细菌并将自身DNA导入细菌细胞不符合基因工程的概念，D错误。解析题型二限制酶来源及作用3．下列有关基因工程中限制酶的描述，正确的是()A．限制酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列B．限制酶的活性受温度的影响C．限制酶能识别和切割RNA和DNAD．限制酶只能从原核生物中提取答案B答案解析限制酶能够识别并切割双链DNA分子上特定的核苷酸序列，大多数限制酶能够识别由6个核苷酸组成的序列，少数可以识别由4、5或者8个核苷酸组成的序列，A、C错误；限制酶的化学本质是蛋白质，活性受温度影响，B正确；限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，在真核生物细胞内也可能存在，例如酵母菌，D错误。解析4．下列关于限制性核酸内切酶的说法错误的是()A．限制性核酸内切酶主要是从微生物细胞中分离纯化的B．限制性核酸内切酶不能将目的基因连接到不同的载体上C．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸D．限制性核酸内切酶既可切割链状DNA也可切割环状DNA答案C答案解析限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A正确；把目的基因连接到载体上使用的酶是DNA连接酶，B正确；通常一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，而非核苷酸，C错误。解析5．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。如图所示为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的识别序列。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并且正确的末端互补序列是()A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互补序列—AATT—B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互补序列—GATC—C．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互补序列—AATT—D．BamHⅠ和BglⅡ；末端互补序列—GATC—解析限制酶BamHⅠ与BglⅡ虽然识别的核苷酸序列不同，但切割后露出的黏性末端相同，故两种末端序列可以互补黏合。解析答案D答案题型三DNA连接酶分类及作用6．“分子缝合针”——DNA连接酶“缝合”的部位是()A．碱基对之间的氢键B．碱基与脱氧核糖C．双链DNA片段间的磷酸二酯键D．脱氧核糖与脱氧核糖答案C答案解析相邻的两个脱氧核苷酸之间由磷酸和脱氧核糖形成的磷酸二酯键连接，DNA连接酶连接的是此化学键。解析7．下列有关DNA连接酶的说法，错误的是()A．DNA连接酶可以将限制酶切开的双链DNA片段“缝合”起来B．DNA连接酶根据功能可以分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶C．DNA连接酶能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能在双链DNA片段平末端进行连接D．DNA连接酶最初是从原核细胞中发现的答案C答案解析DNA连接酶分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这两种酶都能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，其中T4DNA连接酶还可以连接平末端，C错误。解析8．在基因工程操作过程中，E·coliDNA连接酶的作用是()A．将任意两个DNA分子连接起来B．连接具有相同黏性末端的DNA分子，包括DNA分子的基本骨架和碱基对之间的氢键C．只连接具有相同黏性末端的DNA分子的基本骨架，即磷酸二酯键D．只连接具有相同黏性末端的DNA分子碱基对之间的氢键答案C答案解析E·coliDNA连接酶能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，故A、B、D错误，C正确。解析题型四载体的功能和特点9．基因工程载体必须具备的条件中，错误的是()A．能在受体细胞中复制并稳定保存B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．能进入受体细胞中并控制其新陈代谢过程D．在限制酶切点外必须含有标记基因，便于筛选答案C答案解析作为基因工程的载体必须能够在受体细胞内复制并稳定保存，有一个至多个限制酶的切点，具有某些标记基因，A、B、D正确；载体进入受体细胞后不能影响受体细胞正常的代谢活动，C错误。解析10．下列关于质粒的叙述，正确的是()A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B．质粒是细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子C．质粒上有细菌生活所必需的全部基因D．质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的答案B答案解析质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子，细菌为原核生物，没有细胞器，A错误，B正确；细菌生活所必需的基因分布在拟核DNA上，质粒上也有基因，如标记基因，但不是必需基因，C错误；质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制，或整合到受体细胞染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制，D错误。解析11．质粒之所以能作为基因工程的载体，是由于它()A．含蛋白质，从而能完成生命活动B．能够自我复制C．是RNA，能够指导蛋白质的合成D．具有环状结构，能够携带目的基因答案B答案解析质粒是一种小型环状DNA分子，不含蛋白质，A、C错误；质粒在受体细胞中能够自我复制，从而保持连续性，B正确；质粒具有环状结构，但不是作为基因工程载体的必备条件，D错误。解析12．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—。如图表示四种质粒和含目的基因的DNA片段，其中，箭头所指部位为限制酶的识别位点，质粒的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()答案A答案解析用限制酶EcoRⅠ切割含目的基因的DNA片段，可以获得目的基因，产生的黏性末端为—AATT—。用限制酶MunⅠ切割A项中质粒后，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，A正确；B项中的质粒没有标记基因，不适于作为目的基因的载体，B错误；C项、D项中的质粒含有标记基因，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，C、D错误。解析二、非选择题13．下列是基因工程的有关问题，请回答：(1)限制性核酸内切酶可以识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并可以使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的______________(填化学键名称)断裂，形成的末端总体可分为两种类型，分别是____________________。(2)目的基因和载体重组时需要的工具酶是______________，与限制性核酸内切酶相比，它对所重组的DNA两端碱基序列________(填“有”或“无”)专一性要求。(3)如图表示的是构建表达载体时的某种质粒与目的基因。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—。分析可知，最好选择限制酶________切割质粒，限制酶________切割目的基因所在的DNA片段，这样做的好处分别是__________________________________________________________________________________________、_________________________________________________________________。答案(1)磷酸二酯键黏性末端和平末端(2)DNA连接酶无(3)ⅠⅡ限制酶Ⅰ切割质粒不会把两个标记基因都破坏目的基因两端均有限制酶Ⅱ的识别序列答案解析(1)限制性核酸内切酶作用的化学键是磷酸二酯键。限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成平末端或黏性末端。(2)DNA连接酶能将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，对所重组的DNA两端的碱基序列无专一性。(3)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—，目的基因的两端皆有限制酶Ⅱ的识别序列，用限制酶Ⅰ切割质粒只会破坏一个标记基因，用限制酶Ⅱ切割质粒则会将两个标记基因全部破坏。解析14．啤酒酵母菌是啤酒生产上常用的典型的发酵酵母菌，除用于酿造啤酒及其他的饮料酒外，还可发酵面包，菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：(1)该技术定向改变了啤酒酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于________。(2)为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是________。(3)要使载体与LTP1基因连接，首先应使用________进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTC—G—，则能与该载体连接的目的基因分子末端有(多选)________，其中与AATTC—G—是同一种限制酶切割的是________。A.—G—CTTAAB.AATTT—A—C.AATTG—C—D.TTAAG—C—(4)将LTP1基因片段与载体“缝合”起来，需要________酶，常用的有________________、__________________，它们连接的化学键是____________，其中能“缝合”两个双链DNA片段的平末端的酶是____________。答案(1)基因重组(2)(大肠杆菌的)质粒(3)限制酶ABCA(4)DNA连接E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶磷酸二酯键T4DNA连接酶答案解析(1)由图可知该技术属于基因工程，该变异属于基因重组。(2)据图可以看出，载体为大肠杆菌的质粒。(3)与AATTC—G—具有相同黏性末端的是A、B、C，它们能相互连接，其中A—G—CTTAA与AATTC—G—是由同一种限制酶切割的。(4)将LTP1基因片段与载体“缝合”起来需要的酶是DNA连接酶，常用的有E·coliDNA连接酶、T4DNA连接酶，它们连接的化学键是磷酸二酯键，而起到“缝合”平末端作用的连接酶是T4DNA连接酶。解析课后提能训练一、选择题1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是()A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能C．遗传密码的破译为基因的分离和合成等提供了理论依据D．基因工程必须在同物种间进行答案D答案解析基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物的遗传性状，D错误。解析2．下列有关限制性核酸内切酶的叙述中正确的是()A．用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸