3.1 重组DNA技术的基本工具人教版（2019）生物选择性必修3同步练习题（含解析）
文档属性
| 名称 | 3.1 重组DNA技术的基本工具人教版（2019）生物选择性必修3同步练习题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 455.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-19 11:33:49 | ||
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文档简介
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2025人教版生物选择性必修3
第1节 重组DNA技术的基本工具
A组必备知识基础练
1.下列有关基因工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程能定向改造生物的性状
C.基因工程的产物对生物都有利
D.基因工程引起的变异属于基因突变
2.(2024江西宜春月考)同尾酶是指切割不同的DNA片段后能产生相同黏性末端的一类限制酶,下列四种限制酶中属于同尾酶的是( )
A.①③ B.②④
C.①③和②④ D.①④
3.下列与磷酸二酯键无关的酶是( )
A.限制酶 B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶 D.解旋酶
4.科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中,在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列关于这一先进技术的理论依据的叙述,不正确的是 ( )
A.所有生物共用一套遗传密码
B.基因能控制蛋白质的合成
C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成,都遵循相同的碱基互补配对原则
D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先
5.在基因工程操作过程中,DNA连接酶的作用是 ( )
A.将任意两个DNA片段连接起来
B.将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来,包括DNA片段和碱基对之间的氢键
C.连接具有相同黏性末端或平末端的DNA片段,即形成磷酸二酯键
D.只连接具有相同黏性末端的DNA片段碱基对之间的氢键
6.下图表示限制酶切割某DNA分子的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切割位点是( )
A.5'-CTTAAG-3',切点在C和T之间
B.5'-CTTAAG-3',切点在G和A之间
C.5'-GAATTC-3',切点在G和A之间
D.5'-CTTAAC-3',切点在C和T之间
7.下图表示三种酶分别作用于DNA分子的不同部位,①②③这三种酶依次是( )
A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶
B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.解旋酶、限制酶、DNA连接酶
D.限制酶、DNA连接酶、解旋酶
8.下列关于基因工程的说法,正确的有( )
①基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的 ②重组DNA技术所用的工具包括限制酶、DNA连接酶、载体 ③限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的 ④E.coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端 ⑤DNA连接酶都是从原核生物中分离得到的 ⑥载体质粒可采用抗生素抗性基因作为筛选的标记基因 ⑦质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体 ⑧基因工程的原理为基因重组
A.3项 B.4项
C.5项 D.6项
9.下列关于质粒的叙述,正确的是( )
A.质粒和真核细胞DNA的基本组成单位不同
B.质粒的复制过程是在受体细胞外独立进行的
C.质粒是蛋白质合成的场所,存在于所有细胞中
D.基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的
10.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是 ( )
A.限制酶将DNA双链切割成两条单链
B.同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割质粒,因此不具有专一性
C.序列5'-CTAG↓-3'和3'-G↓GATCC-5'被限制酶切出的黏性末端相同
D.E.coli DNA连接酶只能催化黏性末端的连接
11.下列关于如图所示黏性末端的说法,错误的是 ( )
A.DNA连接酶能催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键
B.甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的
C.切割甲的限制酶也能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
D.甲、乙黏性末端可形成重组DNA分子
12.(2024辽宁朝阳期末统考)某同学利用鸡血细胞做“DNA的粗提取与鉴定”实验。下列关于实验操作的叙述,正确的是( )
A.将鸡血细胞置于生理盐水中,使其破裂释放内容物
B.析出DNA的过程中,用玻璃棒沿不同方向快速进行搅拌
C.用2 mol/L的NaCl溶液反复溶解DNA,以提高DNA纯度
D.鉴定粗提取的DNA时,将丝状物加入未预冷的酒精中
13.图1和图2分别表示限制酶EcoR Ⅰ和Sma Ⅰ 的作用示意图。请回答下列问题。
(1)EcoRⅠ和SmaⅠ的化学本质是 ,其单体是 。
(2)EcoRⅠ识别的碱基序列是 ,EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列不相同,说明限制酶具有 性。
(3)由图2可知,当限制酶在它识别序列的 切开时,产生的末端是平末端;要将图1中的末端再连接起来,需要用 酶。
(4)1970年,阿尔伯等在细菌中发现了第一个限制酶,而在该细菌中没有此限制酶的识别序列,推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是 。
B组能力素养提升练
14.下表关于DNA粗提取与鉴定实验的表述,不正确的是( )
选项 试剂 操作 作用
A 研磨液 与生物材料混合 提取溶 解DNA
B 2 mol/L NaCl溶液 与提取出的DNA混合 溶解DNA
C 冷却的酒精 加入离心后的上清液中 溶解DNA
D 二苯胺试剂 加入溶解有DNA的NaCl溶液中 鉴定DNA
15.以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述正确的是( )
A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的
B.②片段是在识别序列为5'-GAATT-3'
3'-CTTAA-5'的限制酶作用下形成的
C.①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子
D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键
16.在基因工程操作中限制性内切核酸酶是不可缺少的工具。下列关于限制性内切核酸酶的叙述,错误的是( )
A.不同限制酶切割后,只能产生相同的黏性末端
B.限制性内切核酸酶可以从某些原核生物中提取
C.限制性内切核酸酶的活性受温度和pH等因素的影响
D.一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
17.基因工程需要特定的工具,下列叙述正确的是 ( )
A.基因工程所需载体有质粒、细菌拟核等,至少要有一个限制酶识别位点
B.限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,能够识别双链DNA分子中的某种特定的核苷酸序列
C.限制酶、DNA连接酶和解旋酶作用的化学键都是两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D.限制酶有数千种,而DNA连接酶只有两种
18.如图表示DNA的粗提取与鉴定实验的部分操作流程。下列相关叙述正确的是( )
A.将图1中的研磨液过滤后保留沉淀
B.图2过程中,用玻璃棒进行交叉搅拌会使DNA析出更快
C.图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 mol/L的NaCl溶液中
D.图3对提取后的DNA进行鉴定,两支试管中均要加入二苯胺试剂
19.下列有关限制性内切核酸酶的叙述,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,被水解的磷酸二酯键有2个
B.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大
C.5'-CATG↓-3'和5'-G↓GATCC-3'序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
D.只有用相同的限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,才能形成重组质粒
20.实验中对DNA进行鉴定时,做如下操作,分析回答下列问题。
序号 A试管 B试管
1 加2 mol/L的 NaCl溶液5 mL 加2 mol/L的 NaCl溶液5 mL
2 不加 加入提取的DNA 丝状物并搅拌
3 加4 mL二苯 胺试剂,混匀 加4 mL二苯 胺试剂,混匀
4 沸水浴5 min 沸水浴5 min
实验 现象
实验 结论
(1)根据下图,完成表格横线处的实验内容。
(2)对于B试管,完成1、2、3的操作后溶液颜色如何变化 。
(3)在沸水中加热的目的是 ,同时说明DNA对高温有较强的 。
(4)A试管在实验中的作用是 。
(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与 有关。
21.用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人类需要的生物产品。回答下列问题。
(1)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
(2)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能 ;质粒DNA分子上有 ,便于外源DNA插入;质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因),利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是 。
第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具
1.B 基因工程是分子水平上的生物工程,A项错误;基因工程的优点之一是目的性强,可以按照人们的意愿定向改造生物的性状,B项正确;基因工程的产物对生物不都是有益的,也可能对生物产生危害,C项错误;基因工程产生的变异属于基因重组,D项错误。
2.A 分析题图可知,经限制酶切割后,①产生的黏性末端为CATGG-3'
C-5',②产生的平末端为GGG-3'
CCC-5',③产生的黏性末端为CATGT-3'
A-5',④产生的黏性末端为CCGGG-3'
C-5'。因此①③产生的黏性末端相同,符合同尾酶的定义。
3.D DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键,凡是涉及DNA和RNA合成或分解的过程都会影响磷酸二酯键数目变化。限制酶切割的是DNA分子中的磷酸二酯键;RNA聚合酶所催化形成的产物是RNA,DNA聚合酶所催化形成的产物是DNA,两者都可催化形成磷酸二酯键;而解旋酶催化氢键断裂,与磷酸二酯键无关,D项符合题意。
4.D 题干表述的是目的基因导入受体细胞并得以表达的过程,目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质,说明控制其合成的mRNA上的密码子是共用的,相同的密码子决定相同的氨基酸,A项正确;基因通过转录获得mRNA,进而控制蛋白质的合成,B项正确;基因通常是有遗传效应的DNA片段,只要是双链DNA,都遵循碱基互补配对原则,其组成原料都是四种脱氧核苷酸,C项正确;生物之间是否有共同的原始祖先与转基因技术之间没有必然关系,D项错误。
5.C DNA连接酶能将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶既能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,也能连接具有平末端的DNA片段,但E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率远远低于T4 DNA连接酶。
6.C 由图可知,该限制酶切割的位点在G与A之间,由产生的黏性末端可知,该限制酶所能识别的序列为 5'-GAATTC-3'。
7.C ①作用的部位是氢键,因此①是解旋酶;②作用的部位是磷酸二酯键,因此②是限制酶;③作用的部位是两个DNA片段的缺口,因此③是DNA连接酶。
8.C 基因工程的操作对象是基因,因此其是在DNA分子水平上进行设计和施工的,①正确;重组DNA技术所用的工具包括限制酶、DNA连接酶、载体,②正确;限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,③错误;E.coli DNA连接酶既可连接平末端,也可连接黏性末端,④正确;DNA连接酶不都是从原核生物中分离得到的,也可以从T4噬菌体中获得,⑤错误;载体质粒可采用抗生素抗性基因作为筛选的标记基因,来筛选含有目的基因的受体细胞,⑥正确;质粒是基因工程中运载目的基因的常用载体,此外还有动植物病毒、噬菌体等,⑦错误;基因工程的原理为基因重组,⑧正确。
9.D 质粒是独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子,其基本组成单位与真核细胞DNA的完全相同,都是脱氧核苷酸,A项错误;质粒作为基因工程的载体,可以进入受体细胞进行自我复制,B项错误;细胞中蛋白质合成的场所是核糖体,C项错误;天然的质粒不能直接作为载体,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,D项正确。
10.C DNA双链之间由氢键相连,而限制酶破坏的是磷酸二酯键,可以将DNA分子切割成两段,A项错误;同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割质粒,原因是目的基因和质粒都具有相同的酶切位点,因此具有专一性,B项错误;序列5'-CTAG↓-3'和3'-G↓GATCC-5'被限制酶切出的黏性末端相同,均为GATC-5',C项正确;E.coli DNA连接酶既能催化黏性末端的连接,也能催化平末端的连接,D项错误。
11.C DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键,A项正确;切割甲的限制酶的识别序列是5'-GAATTC-3',切割乙的限制酶的识别序列是5'-CAATTG-3',所以甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的,B项正确;甲、乙片段形成的重组DNA分子的序列是5'-CAATTC-3',而切割甲的限制酶的识别序列是5'-GAATTC-3',且在G和A之间切割,所以切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子,C项错误;甲和乙的黏性末端相同,都是AATT-3',可以被DNA连接酶连接形成重组DNA分子,D项正确。
12.C 应将鸡血细胞置于蒸馏水中,使其吸水涨破释放内容物,A项错误;析出DNA的过程中,为防止DNA断裂,要沿着一个方向缓慢轻柔地进行搅拌,B项错误;根据DNA和某些蛋白质在NaCl溶液中的溶解度不同,可用2 mol/L的NaCl溶液反复溶解DNA,以提高DNA纯度,C项正确;鉴定粗提取的DNA时,应将丝状物加入2 mol/L的NaCl溶液中,使其溶解,便于鉴定,D项错误。
13.答案 (1)蛋白质 氨基酸
(2)5'-GAATTC-3' 专一
(3)中轴线 E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接
(4)切割外来DNA,起到防御作用
解析 (1)EcoRⅠ和SmaⅠ的化学本质是蛋白质,蛋白质是生物大分子,其单体是氨基酸。(2)分析图1和图2可知,EcoR Ⅰ识别的碱基序列是5'-GAATTC-3',SmaⅠ的识别序列是5'-CCCGGG-3',EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列不相同,说明限制酶具有专一性。(3)由图2可知,当限制酶在它识别序列的中轴线切开时,产生的末端是平末端;DNA连接酶可以连接两个DNA片段,要将图1中的末端再连接起来,需要用E.coliDNA连接酶或T4 DNA连接酶。(4)1970年,阿尔伯等在细菌中发现了第一个限制酶,而在该细菌中没有此限制酶的识别序列,推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是切割外来DNA,起到防御作用。
14.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,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离,C项错误。
15.D 图中①④是由同一种限制酶切割形成的,因此题干中的DNA片段是由3种限制酶切割后产生的,A项错误;②片段是在识别序列为5'-GAATTC-3'
3'-CTTAAG-5'的限制酶作用下形成的,B项错误;①和④两个片段可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子,C项错误。
16.A 酶具有专一性,不同的限制酶可以识别不同的脱氧核苷酸序列,产生的黏性末端通常不同,A项错误;限制性内切核酸酶主要从原核生物中提取,B项正确;限制性内切核酸酶具有酶的特性,其活性受温度和pH等因素的影响,C项正确;限制性内切核酸酶具有专一性,一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点切割,D项正确。
17.B 基因工程所需载体有质粒、动植物病毒和噬菌体等,载体需有一个或多个限制酶识别位点,以便连接不同的目的基因,细菌拟核不能作为载体,A项错误;限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,能够识别双链DNA分子中的某种特定的核苷酸序列,并在特定位点实现切割,因此限制酶具有专一性,B项正确;限制酶、DNA连接酶作用的化学键相同,都是DNA一条链中相邻两个核苷酸之间的磷酸二酯键,而解旋酶的作用部位是氢键,C项错误;迄今分离的限制酶有数千种,而DNA连接酶根据来源不同,主要分为两类,即E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,但DNA连接酶并非只有两种,D项错误。
18.D 将图1中的研磨液过滤后保留上清液,A项错误;图2过程中,用玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌,以免加剧DNA分子的断裂,B项错误;图2析出得到的白色丝状物的主要成分是DNA,DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变,不是只能溶于2 mol/L的NaCl溶液中,C项错误。
19.B 用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,需要切割目的基因的两侧,又因DNA为双链结构,因此要断裂4个磷酸二酯键,即被水解的磷酸二酯键有4个,A项错误;限制性内切核酸酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大,B项正确;5'-CATG↓-3'和5'-G↓GATCC-3'序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端不同,分别为5'-CATG和GATC-3',不能用DNA连接酶连接,C项错误;用不同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,若产生的末端相同,则也能形成重组质粒,D项错误。
20.答案 (1)溶液不变蓝色 溶液逐渐变蓝色 DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺试剂会呈现蓝色
(2)溶液颜色基本不变
(3)加快颜色反应速率 耐受性
(4)对照
(5)加入试管中的DNA(丝状物)的量
解析 B试管中含DNA丝状物,A试管中不含,其他条件均完全相同,A、B两试管形成对照。本实验强调反应条件是沸水中加热5 min,这样可加快颜色反应的速率,观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。
21.答案 (1)磷酸二酯键
(2)自我复制 一个至多个限制酶切割位点 用含有该种抗生素的培养基培养宿主细胞,能存活的细胞含有质粒载体
解析 (1)DNA连接酶可催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成磷酸二酯键。
(2)复制原点可以确保质粒在受体细胞中能自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点,酶切后可以产生不同的末端,便于外源DNA插入。标记基因有助于筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是用含有该种抗生素的培养基培养宿主细胞,不含质粒载体的细胞被抗生素杀死,能存活的细胞含有质粒载体。
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第1节 重组DNA技术的基本工具
A组必备知识基础练
1.下列有关基因工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程能定向改造生物的性状
C.基因工程的产物对生物都有利
D.基因工程引起的变异属于基因突变
2.(2024江西宜春月考)同尾酶是指切割不同的DNA片段后能产生相同黏性末端的一类限制酶,下列四种限制酶中属于同尾酶的是( )
A.①③ B.②④
C.①③和②④ D.①④
3.下列与磷酸二酯键无关的酶是( )
A.限制酶 B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶 D.解旋酶
4.科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中,在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列关于这一先进技术的理论依据的叙述,不正确的是 ( )
A.所有生物共用一套遗传密码
B.基因能控制蛋白质的合成
C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成,都遵循相同的碱基互补配对原则
D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先
5.在基因工程操作过程中,DNA连接酶的作用是 ( )
A.将任意两个DNA片段连接起来
B.将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来,包括DNA片段和碱基对之间的氢键
C.连接具有相同黏性末端或平末端的DNA片段,即形成磷酸二酯键
D.只连接具有相同黏性末端的DNA片段碱基对之间的氢键
6.下图表示限制酶切割某DNA分子的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切割位点是( )
A.5'-CTTAAG-3',切点在C和T之间
B.5'-CTTAAG-3',切点在G和A之间
C.5'-GAATTC-3',切点在G和A之间
D.5'-CTTAAC-3',切点在C和T之间
7.下图表示三种酶分别作用于DNA分子的不同部位,①②③这三种酶依次是( )
A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶
B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C.解旋酶、限制酶、DNA连接酶
D.限制酶、DNA连接酶、解旋酶
8.下列关于基因工程的说法,正确的有( )
①基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的 ②重组DNA技术所用的工具包括限制酶、DNA连接酶、载体 ③限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的 ④E.coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端 ⑤DNA连接酶都是从原核生物中分离得到的 ⑥载体质粒可采用抗生素抗性基因作为筛选的标记基因 ⑦质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体 ⑧基因工程的原理为基因重组
A.3项 B.4项
C.5项 D.6项
9.下列关于质粒的叙述,正确的是( )
A.质粒和真核细胞DNA的基本组成单位不同
B.质粒的复制过程是在受体细胞外独立进行的
C.质粒是蛋白质合成的场所,存在于所有细胞中
D.基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的
10.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是 ( )
A.限制酶将DNA双链切割成两条单链
B.同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割质粒,因此不具有专一性
C.序列5'-CTAG↓-3'和3'-G↓GATCC-5'被限制酶切出的黏性末端相同
D.E.coli DNA连接酶只能催化黏性末端的连接
11.下列关于如图所示黏性末端的说法,错误的是 ( )
A.DNA连接酶能催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键
B.甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的
C.切割甲的限制酶也能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
D.甲、乙黏性末端可形成重组DNA分子
12.(2024辽宁朝阳期末统考)某同学利用鸡血细胞做“DNA的粗提取与鉴定”实验。下列关于实验操作的叙述,正确的是( )
A.将鸡血细胞置于生理盐水中,使其破裂释放内容物
B.析出DNA的过程中,用玻璃棒沿不同方向快速进行搅拌
C.用2 mol/L的NaCl溶液反复溶解DNA,以提高DNA纯度
D.鉴定粗提取的DNA时,将丝状物加入未预冷的酒精中
13.图1和图2分别表示限制酶EcoR Ⅰ和Sma Ⅰ 的作用示意图。请回答下列问题。
(1)EcoRⅠ和SmaⅠ的化学本质是 ,其单体是 。
(2)EcoRⅠ识别的碱基序列是 ,EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列不相同,说明限制酶具有 性。
(3)由图2可知,当限制酶在它识别序列的 切开时,产生的末端是平末端;要将图1中的末端再连接起来,需要用 酶。
(4)1970年,阿尔伯等在细菌中发现了第一个限制酶,而在该细菌中没有此限制酶的识别序列,推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是 。
B组能力素养提升练
14.下表关于DNA粗提取与鉴定实验的表述,不正确的是( )
选项 试剂 操作 作用
A 研磨液 与生物材料混合 提取溶 解DNA
B 2 mol/L NaCl溶液 与提取出的DNA混合 溶解DNA
C 冷却的酒精 加入离心后的上清液中 溶解DNA
D 二苯胺试剂 加入溶解有DNA的NaCl溶液中 鉴定DNA
15.以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述正确的是( )
A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的
B.②片段是在识别序列为5'-GAATT-3'
3'-CTTAA-5'的限制酶作用下形成的
C.①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子
D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键
16.在基因工程操作中限制性内切核酸酶是不可缺少的工具。下列关于限制性内切核酸酶的叙述,错误的是( )
A.不同限制酶切割后,只能产生相同的黏性末端
B.限制性内切核酸酶可以从某些原核生物中提取
C.限制性内切核酸酶的活性受温度和pH等因素的影响
D.一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
17.基因工程需要特定的工具,下列叙述正确的是 ( )
A.基因工程所需载体有质粒、细菌拟核等,至少要有一个限制酶识别位点
B.限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,能够识别双链DNA分子中的某种特定的核苷酸序列
C.限制酶、DNA连接酶和解旋酶作用的化学键都是两个核苷酸之间的磷酸二酯键
D.限制酶有数千种,而DNA连接酶只有两种
18.如图表示DNA的粗提取与鉴定实验的部分操作流程。下列相关叙述正确的是( )
A.将图1中的研磨液过滤后保留沉淀
B.图2过程中,用玻璃棒进行交叉搅拌会使DNA析出更快
C.图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 mol/L的NaCl溶液中
D.图3对提取后的DNA进行鉴定,两支试管中均要加入二苯胺试剂
19.下列有关限制性内切核酸酶的叙述,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,被水解的磷酸二酯键有2个
B.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大
C.5'-CATG↓-3'和5'-G↓GATCC-3'序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
D.只有用相同的限制酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,才能形成重组质粒
20.实验中对DNA进行鉴定时,做如下操作,分析回答下列问题。
序号 A试管 B试管
1 加2 mol/L的 NaCl溶液5 mL 加2 mol/L的 NaCl溶液5 mL
2 不加 加入提取的DNA 丝状物并搅拌
3 加4 mL二苯 胺试剂,混匀 加4 mL二苯 胺试剂,混匀
4 沸水浴5 min 沸水浴5 min
实验 现象
实验 结论
(1)根据下图,完成表格横线处的实验内容。
(2)对于B试管,完成1、2、3的操作后溶液颜色如何变化 。
(3)在沸水中加热的目的是 ,同时说明DNA对高温有较强的 。
(4)A试管在实验中的作用是 。
(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与 有关。
21.用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人类需要的生物产品。回答下列问题。
(1)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
(2)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能 ;质粒DNA分子上有 ,便于外源DNA插入;质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因),利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是 。
第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具
1.B 基因工程是分子水平上的生物工程,A项错误;基因工程的优点之一是目的性强,可以按照人们的意愿定向改造生物的性状,B项正确;基因工程的产物对生物不都是有益的,也可能对生物产生危害,C项错误;基因工程产生的变异属于基因重组,D项错误。
2.A 分析题图可知,经限制酶切割后,①产生的黏性末端为CATGG-3'
C-5',②产生的平末端为GGG-3'
CCC-5',③产生的黏性末端为CATGT-3'
A-5',④产生的黏性末端为CCGGG-3'
C-5'。因此①③产生的黏性末端相同,符合同尾酶的定义。
3.D DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键,凡是涉及DNA和RNA合成或分解的过程都会影响磷酸二酯键数目变化。限制酶切割的是DNA分子中的磷酸二酯键;RNA聚合酶所催化形成的产物是RNA,DNA聚合酶所催化形成的产物是DNA,两者都可催化形成磷酸二酯键;而解旋酶催化氢键断裂,与磷酸二酯键无关,D项符合题意。
4.D 题干表述的是目的基因导入受体细胞并得以表达的过程,目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质,说明控制其合成的mRNA上的密码子是共用的,相同的密码子决定相同的氨基酸,A项正确;基因通过转录获得mRNA,进而控制蛋白质的合成,B项正确;基因通常是有遗传效应的DNA片段,只要是双链DNA,都遵循碱基互补配对原则,其组成原料都是四种脱氧核苷酸,C项正确;生物之间是否有共同的原始祖先与转基因技术之间没有必然关系,D项错误。
5.C DNA连接酶能将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶既能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,也能连接具有平末端的DNA片段,但E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率远远低于T4 DNA连接酶。
6.C 由图可知,该限制酶切割的位点在G与A之间,由产生的黏性末端可知,该限制酶所能识别的序列为 5'-GAATTC-3'。
7.C ①作用的部位是氢键,因此①是解旋酶;②作用的部位是磷酸二酯键,因此②是限制酶;③作用的部位是两个DNA片段的缺口,因此③是DNA连接酶。
8.C 基因工程的操作对象是基因,因此其是在DNA分子水平上进行设计和施工的,①正确;重组DNA技术所用的工具包括限制酶、DNA连接酶、载体,②正确;限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,③错误;E.coli DNA连接酶既可连接平末端,也可连接黏性末端,④正确;DNA连接酶不都是从原核生物中分离得到的,也可以从T4噬菌体中获得,⑤错误;载体质粒可采用抗生素抗性基因作为筛选的标记基因,来筛选含有目的基因的受体细胞,⑥正确;质粒是基因工程中运载目的基因的常用载体,此外还有动植物病毒、噬菌体等,⑦错误;基因工程的原理为基因重组,⑧正确。
9.D 质粒是独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子,其基本组成单位与真核细胞DNA的完全相同,都是脱氧核苷酸,A项错误;质粒作为基因工程的载体,可以进入受体细胞进行自我复制,B项错误;细胞中蛋白质合成的场所是核糖体,C项错误;天然的质粒不能直接作为载体,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,D项正确。
10.C DNA双链之间由氢键相连,而限制酶破坏的是磷酸二酯键,可以将DNA分子切割成两段,A项错误;同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割质粒,原因是目的基因和质粒都具有相同的酶切位点,因此具有专一性,B项错误;序列5'-CTAG↓-3'和3'-G↓GATCC-5'被限制酶切出的黏性末端相同,均为GATC-5',C项正确;E.coli DNA连接酶既能催化黏性末端的连接,也能催化平末端的连接,D项错误。
11.C DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键,A项正确;切割甲的限制酶的识别序列是5'-GAATTC-3',切割乙的限制酶的识别序列是5'-CAATTG-3',所以甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的,B项正确;甲、乙片段形成的重组DNA分子的序列是5'-CAATTC-3',而切割甲的限制酶的识别序列是5'-GAATTC-3',且在G和A之间切割,所以切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子,C项错误;甲和乙的黏性末端相同,都是AATT-3',可以被DNA连接酶连接形成重组DNA分子,D项正确。
12.C 应将鸡血细胞置于蒸馏水中,使其吸水涨破释放内容物,A项错误;析出DNA的过程中,为防止DNA断裂,要沿着一个方向缓慢轻柔地进行搅拌,B项错误;根据DNA和某些蛋白质在NaCl溶液中的溶解度不同,可用2 mol/L的NaCl溶液反复溶解DNA,以提高DNA纯度,C项正确;鉴定粗提取的DNA时,应将丝状物加入2 mol/L的NaCl溶液中,使其溶解,便于鉴定,D项错误。
13.答案 (1)蛋白质 氨基酸
(2)5'-GAATTC-3' 专一
(3)中轴线 E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接
(4)切割外来DNA,起到防御作用
解析 (1)EcoRⅠ和SmaⅠ的化学本质是蛋白质,蛋白质是生物大分子,其单体是氨基酸。(2)分析图1和图2可知,EcoR Ⅰ识别的碱基序列是5'-GAATTC-3',SmaⅠ的识别序列是5'-CCCGGG-3',EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列不相同,说明限制酶具有专一性。(3)由图2可知,当限制酶在它识别序列的中轴线切开时,产生的末端是平末端;DNA连接酶可以连接两个DNA片段,要将图1中的末端再连接起来,需要用E.coliDNA连接酶或T4 DNA连接酶。(4)1970年,阿尔伯等在细菌中发现了第一个限制酶,而在该细菌中没有此限制酶的识别序列,推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是切割外来DNA,起到防御作用。
14.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,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离,C项错误。
15.D 图中①④是由同一种限制酶切割形成的,因此题干中的DNA片段是由3种限制酶切割后产生的,A项错误;②片段是在识别序列为5'-GAATTC-3'
3'-CTTAAG-5'的限制酶作用下形成的,B项错误;①和④两个片段可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子,C项错误。
16.A 酶具有专一性,不同的限制酶可以识别不同的脱氧核苷酸序列,产生的黏性末端通常不同,A项错误;限制性内切核酸酶主要从原核生物中提取,B项正确;限制性内切核酸酶具有酶的特性,其活性受温度和pH等因素的影响,C项正确;限制性内切核酸酶具有专一性,一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位点切割,D项正确。
17.B 基因工程所需载体有质粒、动植物病毒和噬菌体等,载体需有一个或多个限制酶识别位点,以便连接不同的目的基因,细菌拟核不能作为载体,A项错误;限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,能够识别双链DNA分子中的某种特定的核苷酸序列,并在特定位点实现切割,因此限制酶具有专一性,B项正确;限制酶、DNA连接酶作用的化学键相同,都是DNA一条链中相邻两个核苷酸之间的磷酸二酯键,而解旋酶的作用部位是氢键,C项错误;迄今分离的限制酶有数千种,而DNA连接酶根据来源不同,主要分为两类,即E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,但DNA连接酶并非只有两种,D项错误。
18.D 将图1中的研磨液过滤后保留上清液,A项错误;图2过程中,用玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌,以免加剧DNA分子的断裂,B项错误;图2析出得到的白色丝状物的主要成分是DNA,DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变,不是只能溶于2 mol/L的NaCl溶液中,C项错误。
19.B 用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,需要切割目的基因的两侧,又因DNA为双链结构,因此要断裂4个磷酸二酯键,即被水解的磷酸二酯键有4个,A项错误;限制性内切核酸酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大,B项正确;5'-CATG↓-3'和5'-G↓GATCC-3'序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端不同,分别为5'-CATG和GATC-3',不能用DNA连接酶连接,C项错误;用不同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA片段和质粒,若产生的末端相同,则也能形成重组质粒,D项错误。
20.答案 (1)溶液不变蓝色 溶液逐渐变蓝色 DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺试剂会呈现蓝色
(2)溶液颜色基本不变
(3)加快颜色反应速率 耐受性
(4)对照
(5)加入试管中的DNA(丝状物)的量
解析 B试管中含DNA丝状物,A试管中不含,其他条件均完全相同,A、B两试管形成对照。本实验强调反应条件是沸水中加热5 min,这样可加快颜色反应的速率,观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。
21.答案 (1)磷酸二酯键
(2)自我复制 一个至多个限制酶切割位点 用含有该种抗生素的培养基培养宿主细胞,能存活的细胞含有质粒载体
解析 (1)DNA连接酶可催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成磷酸二酯键。
(2)复制原点可以确保质粒在受体细胞中能自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点,酶切后可以产生不同的末端,便于外源DNA插入。标记基因有助于筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是用含有该种抗生素的培养基培养宿主细胞,不含质粒载体的细胞被抗生素杀死,能存活的细胞含有质粒载体。
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