2021-2022学年高二下学期生物人教版选择性必修3-3.1重组DNA技术的基本工具课时作业（含答案有解析）

3.1重组DNA技术的基本工具——2021-2022学年高二生物人教版（2019）选择性必修3同步课时作业
1.下列关于载体的叙述中，错误的是( )
A. 载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子
B. 对某种限制性核酸内切酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点
C. 目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒
D. 载体具有某些标记基因，便于对其进行切割
2.下列有关基因工程的叙述，错误的是( )
A.基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶
B. DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来
C.利用基因工程技术，可以定向地改造生物的遗传性状
D.基因工程的实质是基因重组
3.EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶识别的序列均由6个核苷酸组成，但切割后产生的结果不同，其识别序列和切割位点（图中箭头处）如图所示，据图分析下列说法正确的是( )
A.所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸组成
B.SmaⅠ切割后产生的是黏性末端
C.用DNA连接酶连接平末端和黏性末端的效率一样
D.细菌细胞内的限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵
4.下列关于DNA重组技术基本工具的说法，正确的是( )
A.DNA连接酶与DNA聚合酶作用的底物相同
B.原核生物中的限制性内切核酸酶对自身DNA无损害作用
C.限制性内切核酸酶切割DNA后一定能产生黏性末端
D.DNA重组技术的基本工具有三种：限制酶、DNA聚合酶、载体
5.下列关于限制性内切核酸酶（简称限制酶）的叙述错误的是( )
A.限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的
B.每一种限制性内切核酸酶只能识别特定的核苷酸序列
C.限制酶的作用位点是两条单链碱基对之间的氢键
D.限制性内切核酸酶的活性受温度影响
6.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是( )
A.E.coliDNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，也能连接平末端
B.DNA连接酶连接的是两条单链上的磷酸和脱氧核糖
C.DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键
D.DNA连接酶可以将单个的脱氧核苷酸连接到主链
7.下列关于基因工程中操作工具的叙述，不正确的是（ ）
A. 限制性内切酶识别并在特定位置断开磷酸二酯键
B. 处理载体和处理目的基因的限制酶通常是相同的
C. 载体中常以抗生素抗性基因作为标记基因
D. HIV病毒可以直接作为基因工程的载体
8.下列关于载体的叙述中，错误的是( )
A.载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子
B.在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的
C.目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等
D.载体具有某些标记基因，便于对其进行切割
9.下列有关基因工程中载体的说法正确的是( )
A.质粒是一种独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核外的链状DNA分子
B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体
C.质粒载体的复制和表达不遵循中心法则
D.作为载体的质粒常有特殊的标记基因
10.作为基因的运输工具——载体，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.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C.具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D.对受体细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
11.下列关于基因工程操作工具的说法正确的是( )
A.质粒只分布于原核细胞中
B.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
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.细菌细胞内含有的限制酶能对自身的DNA进行剪切
12.下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述,正确的是( )
A.提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
B.用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质
C.蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA
D.只有蛋白质可以用电泳的方法进行分离纯化
13. 下列关于DNA粗提取与鉴定实验的有关叙述中，不正确的是（ ）
A. 将鸡的成熟红细胞置于清水中，红细胞破裂后将DNA释放出来
B. 用2mol/L的氯化钠溶液溶解提取物并离心后，须弃去上清液
C. 在提取液中加入95%冷酒精后DNA会与蛋白质分离并析出
D. 提取的丝状物溶解后加入二苯胺溶液，水浴加热后溶液变为蓝色
14.下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A.植物材料需先用洗涤剂破坏细胞壁再吸水涨破，释放DNA
B.可利用DNA溶于酒精而其他物质不溶于酒精的特性提纯DNA
C.鉴定DNA时将丝状物直接加到二苯胺试剂中并进行沸水浴
D.提取的DNA量偏少不可能是因为选用了新鲜幼嫩的植物材料
15.人乳铁蛋白是一种药用保健蛋白。下图表示将人乳铁蛋白基因整合到质粒上的过程，图中Tetr表示四环素抗性基因，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，五种限制酶的识别序列及切割位点如表所示，请回答以下问题：
限制酶 BamH Ⅰ Hae Ⅲ Bcl Ⅰ Sau3A Ⅰ Not Ⅰ
识别序列及切割位点
(1)图示过程需要用到的工具酶包括_____________________。
(2)要将人乳铁蛋白基因插入质粒，若只允许使用一种限制酶，应选择的限制酶是_____________________，酶能起催化作用的原理是_____________________。
(3)据图分析筛选含有重组质粒的受体细胞首先需要在含_____________________(填“四环素”“氨苄青霉素”或“四环素或氨苄青霉素”)的培养基上进行，原因是_____________________。
(4)若BamH I 酶切的DNA末端与BclI酶切的DNA末端连接起来，连接部位的6 个碱基对序列为_____________________，对于该部位，这两种酶_____________________(填“都不能”或“只有一种能”)切开。
答案以及解析
1.答案：D
解析：构建基因表达载体即载体与目的基因结合,形成重组质粒,A正确;每种酶的切点最好只有一个才能保证质粒的完整性,使质粒不损失基因片段,不会丧失某些特定功能,B正确;常用的载体有质粒、噬菌体和动、植物病毒等,C正确;标记基因是供重组DNAA的鉴定和选择,D错误。
2.答案：B
解析：A、由分析可知，基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，A正确；
B、DNA连接酶将黏性末端的磷酸二酯键连接起来，B错误；
C、利用基因工程技术，可以定向地改造生物的遗传性状，C正确；
D、基因工程的本质是基因重组，D正确。
故选B。
3.答案：D
解析：限制酶的识别位点一般由4个、6个或8个或其他数量的核苷酸序列组成，A错误；由题图可知，SmaⅠ限制酶切割后产生的是平末端，B错误；用DNA连接酶连接平末端的效率比黏性末端低，C错误；细菌细胞内限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵，是一套完善的防御机制，D正确。
4.答案：B
解析：DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶催化单个脱氧核苷酸连接到子链DNA上，两者作用的底物不同，A错误；原核生物内的限制酶是其自身的一种防御工具，当外源DNA侵入时，原核生物会利用限制酶来切割外源DNA，使之失活，从而保护自身的遗传特性，故限制酶对自身DNA无损害作用，B正确；限制酶切割DNA后能产生黏性末端或平末端，C错误；DNA重组技术的基本工具有三种：限制酶、DNA连接酶、载体，而不是DNA聚合酶，D错误。
5.答案：C
解析：限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A正确；限制酶具有特异性，即每一种限制酶只能识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，B正确，C错误；酶的作用条件温和，其活性受温度、pH等影响，D正确。
6.答案：B
解析：E.coliDNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段，而T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，A错误；DNA连接酶是催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而不是氢键，B正确，C错误；DNA连接酶不能将单个的脱氧核苷酸连接到主链上，D错误。
7.答案：D
解析：A、一种限制酶只能识别特定的DNA序列，且在特定的位点打开磷酸二酯键，A正确；
B、常用同种限制酶处理载体和目的基因，以产生相同的黏性末端，B正确；
C、载体中常以抗生素抗性基因作为标记基因，在培养基中添加相应的抗生素以筛选含目的基因的细胞，C正确；
D、HIV病毒需要经过改造才能作为基因工程的载体，D错误。
故选D。
8.答案：D
解析：用DNA连接酶将目的基因和载体连接在一起，形成的DNA分子为重组DNA分子，A正确；在基因工程中目前常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等，在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，B、C正确；标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，D错误。
9.答案：D
解析：质粒是一种独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核之外，并且有自我复制能力的环状双链DNA分子，A错误；天然的质粒不能直接作为载体，在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，B错误；质粒载体的复制和表达遵循中心法则，C错误；作为载体的质粒常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选，D正确。
10.答案：A
解析：作为载体必须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，A正确；作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，而不是表达，B错误；作为载体必须具有标记基因，以便于重组DNA的鉴定和选择，C错误；作为载体必须是安全的，对受体细胞无害，以便受体细胞能进行正常的生命活动，D错误。
11.答案：B
解析：质粒不只分布于原核生物中，在真核生物酵母菌细胞内也有分布，A错误。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”，C错误。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，D错误。
12.答案：B
解析：在提取DNA时，如果是用动物细胞，需要用蒸馏水使细胞涨破，如果用植物细胞，则需要用洗涤剂溶解细胞膜，A错误；用2mol·L－１的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤出蛋白质，再降低NaCl溶液的浓度，析出DNA,B正确；透析是用来除去小分子物质的，而DNA是大分子物质，C错误；DNA和蛋白质样品都是带电荷的，可以根据其分子大小及所带电荷性质进行分离纯化，因此DNA和蛋白质样品都可以用电泳法进行分离纯化，D错误。
13.答案：B
解析：A、将鸡的成熟红细胞置于清水中，红细胞吸水涨破后将DNA释放出来，A正确；
B、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，氯化钠溶液为2mol/L时，DNA溶解度最大，所以用2mol/L的氯化钠溶液溶解提取物并离心后，须保留上清液，B错误；
C、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，在提取液中加入95%的冷冻酒精后蛋白质会与DNA分离并析出，C正确；
D、将提取的丝状物加入2mol/L的 NaCl溶液中溶解，再加入二苯胺试剂，混匀后将试管置于沸水中水浴加热5min，指示剂将变蓝，D正确。
故选B。
14.答案：D
解析：洗涤剂能够瓦解细胞膜，植物材料需先用洗涤剂溶解细胞膜，释放DNA，A错误；利用DNA不溶于酒精，而细胞中的其他物质可溶于酒精来提纯DNA，B错误；鉴定DNA时，不能将丝状物直接加到二苯胺试剂中进行沸水浴，应先将丝状物放在2mol/L的NaCl溶液中溶解，再放入二苯胺试剂进行沸水浴并检测，C错误；新鲜幼嫩的植物材料中，细胞分裂旺盛，DNA含量高，选择该材料不会导致DNA量提取偏少，D正确。
15.答案：(1)限制酶、DNA连接酶
(2)Sau3AⅠ 可以降低化学反应的活化能
(3)氨苄青霉素 用限制酶切割后破坏了Tetr基因，但不会破坏Ampr基因，导入重组质粒的受体细胞(对氨苄青霉素具有抗性)，能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来
(4)都不能
解析：(1)图中将人乳铁蛋白基因整合到质粒上的过程需要限制酶、DNA连接酶的参与。
(2)根据表中五种酶的识别序列及切割位点可知，限制酶Sau3AI还可以切割限制酶BclⅠ和限制酶BamHⅠ的识别序列，因此要将人乳蛋白基因插入载体，在只允许用一种限制酶酶切载体和人乳铁蛋白基因的情况下，应选择限制酶Sau3AI。酶能起催化作用的原理是酶可以显著降低化学反应的活化能。
(3)用限制酶Sau3AI切割后会破坏Tetr四环素抗性基因，但不会破坏Ampr氨苄青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的受体细胞可能在含有氨苄青霉素的培养基上生存下来。
(4)根据表格中各种限制酶的识别序列和切割位点可知，若BamH I酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接起来，连接部位的6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶都不能切开。