专题1.1DNA重组技术的基本工具-2017-2018学年高二生物人教版（选修3）含解析
文档属性
| 名称 | 专题1.1DNA重组技术的基本工具-2017-2018学年高二生物人教版（选修3）含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 893.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2018-03-04 20:34:09 | ||
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文档简介
专题1 基因工程
1.1 DNA重组技术的基本工具
一、基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过 和 等技术，赋予生物以新的 ，从而创造出更符合人们需要的 和 。由于基因工程是在 水平上进行设计和施工的，因此又叫 。
二、DNA重组技术的基本工具
1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(简称：限制酶)
（1）主要是从_________________中分离纯化出来的。
（2）作用：识别特定的____________________并切开特定部位的两个核苷酸之间的______________。
（3）结果：产生____________或平末端。
2．“分子缝合针”—— DNA连接酶
（1）种类：按来源可分为E·coli DNA连接酶和_______________________。
（2）作用：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_____________。
（3）DNA连接酶和限制酶的关系
3．“分子运输车” ——载体
（1）种类： （最常用）、 、 。
（2）作为载体DNA必须满足的条件
①必须有一个或多个 ，以便目的基因插入。
②必须具备_________________的能力，或整合到受体染色体DNA上，随染色体DNA的复制进行___________________________。
③必须带有 ，以便重组后进行重组DNA的筛选。
④必须是 ，不会对受体细胞有害。
⑤载体DNA分子 ，以便提取和在体外进行操作。
（3）载体的作用
①作为 工具，将目的基因转移到受体细胞中。
②在受体细胞中复制，从而使目的基因也大量 。
一、体外DNA重组 转基因 遗传特性 新的生物类型 生物产品 DNA分子 DNA重组技术
二、1．（1）原核生物
（2）核苷酸序列 磷酸二酯键
（3）黏性末端
2．（1）T4DNA连接酶
（2）磷酸二酯键
3．（1）质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒
（2）①限制酶切割位点
②自我复制 同步复制
③特殊的标记基因
④安全无毒的
⑤大小适合
（3）①运输
②复制
1．确定限制酶的种类
（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类
①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。
②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
1．如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是
A．HindⅢ B．EcoRⅠ
C．EcoB D．PstⅠ
【参考答案】C
【易错警示】巧辨基因工程操作基本工具的8个易错点
（1）限制酶是一类酶，而不是一种酶。
（2）限制酶的成分为蛋白质，其发挥作用需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。
（3）在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。
（4）将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。
（5）不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。
（6）限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。
（7）基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。
（8）基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。
2．载体上标记基因的标记原理
载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如图所示：
2．下列一般不作为基因工程中的标记基因的是
A．四环素抗性基因
B．绿色荧光蛋白基因
C．产物具有颜色反应的基因
D．贮藏蛋白的基因
【参考答案】D
1．在基因工程的操作中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是
A．大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶
B．噬菌体、质粒、DNA连接酶
C．限制酶、RNA连接酶、质粒
D．限制酶、DNA连接酶、质粒
2．下列关于基因操作工具的叙述，正确的是
A．并非所有目的基因都可用PCR方法获取
B．通常以抗生素合成基因作为标记基因
C．限制酶识别并在特定位置断开氢键
D．DNA连接酶可将脱氧核苷酸连接成长链
3．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．质粒是细菌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．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
4．下列有关基因工程和酶的相关叙述，正确的是
A．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性
B．载体的化学本质与载体蛋白相同
C．限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸
D．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链之间形成氢键
5．如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是
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
6．DNA分子中的碱基C被氧化后会转变为碱基U，细胞中的一种糖苷酶能够识别出碱基U，将其切除，之后限制性核酸内切酶能识别和切除残留下的脱氧核糖和磷酸基团，最后由其他酶将缺口修复。下列相关叙述错误的是
A．细胞中不存在游离的尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
B．DNA缺口修复需DNA聚合酶和DNA连接酶发挥作用
C．限制性核酸内切酶丧失功能的人的癌症发病率高于普通人
D．若某个突变基因未被修复，则复制后有突变基因的子代DNA占1/2
7．在基因工程的操作中，为了防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是
①质粒内，每种限制酶只有一个切割位点
②目的基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点
③酶切后，目的基因形成的两个黏性末端序列不相同
④酶切后，质粒形成的两个黏性末端序列相同
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
8．下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图（箭头表示切点，切出的断面为黏性末端）。相关叙述错误的是
限制酶1：—↓GATC—
限制酶2：—CCGC↓GG—
限制酶3：—G↓GATCC—
A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性
B．限制酶2和限制酶3识别的序列都包含6个碱基对
C．限制酶1和限制酶3剪出的黏性末端相同
D．能够识别和切割RNA分子内一小段核糖核苷酸序列的酶只有限制酶2
9．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是
A．①②③④ B．①②④③
C．①④②③ D．①④③②
10．某DNA分子的片段为线状双链，长度为10.0 kbp（千碱基对），被限制性核酸内切酶（酶A和酶B）完全降解的产物，经凝胶电泳分级分离后，结果如下图所示。图中组1为单独用酶A处理；组2为单独用酶B处理；组3为同时用酶A和酶B处理。请回答下列问题：
（1）构成DNA分子的基本组成单位是____________，其中所含碱基G的中文名称为____________。限制性核酸内切酶会破坏DNA分子中的共价键：____________，在构成中心法则的各种反应中能够形成这种共价键的酶有DNA连接酶、____________和____________。
（2）根据上述信息，画出A酶和B酶在下图DNA分子上的限制性酶切位点。
11．如图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列。它们切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是
A．BamHⅠ和EcoRⅠ
B．BamHⅠ和HindⅢ
C．BamHⅠ和BglⅡ
D．EcoRⅠ和HindⅢ
12．EcoRI和Sma I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，其识别序列和切割点（图中箭头处）分别如图所示，请据图分析正确的是
A．所有限制酶的识别位点均由6个核苷酸序列组成
B．SmaI限制酶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连接效率一样
D．细菌细胞内限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵
13．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题。
（1）从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是__________________。
（2）请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。
______________________________________________________。
（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_______________________________，“插入”时用的工具是________，其种类有_____________________________________________。
14．（2017·新课标Ⅰ卷）真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是______________________________________________________________________。
（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________________作为载体，其原因是_____________________。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。
（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是___________________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_________________________。
15．（2016·江苏卷）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：
（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用______两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过__________酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于__________________态的大肠杆菌。
（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加__________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中_____________。
（3）若BamH I酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为 ，对于该部位，这两种酶 （填“都能”“都不能”或“只有一种能切开”）。
（4）若用Sau3A I切图1质粒最多可能获得 种大小不同的DNA片段。
1．【答案】D
2．【答案】A
【解析】用PCR技术获取取目的基因需要已知目的基因的部分起始核苷酸序列，以便制备引物，而并非所有的目的基因都已知其核苷酸序列，A正确；通常以抗生素抗性基因作为标记基因，B错误；限制酶识别并在特定位置断开磷酸二脂键，C错误；DNA连接酶可将不同的DNA片段连接起来，D错误。
3．【答案】B
【解析】质粒是广泛存在于细菌细胞中，能够自主复制的小型环状DNA分子，不是细胞器，A错；质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子，B正确；质粒上有细菌生活所必需的部分基因，C错；细菌质粒的复制过程在宿主细胞内进行，D错。
4．【答案】C
【解析】一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，体现酶的专一性。同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，说明目的基因的DNA片段和质粒上均含有该限制酶的识别序列，A项错误。载体的化学本质是DNA，而细胞膜上载体蛋白的化学本质是蛋白质，B项错误；限制酶能识别并切割DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C项正确；DNA连接酶可以连接被限制酶切开的核苷酸之间的磷酸二酯键，不催化氢键的形成，D错误。
5．【答案】C
【解析】①处为氢键，是解旋酶的作用部位；②处为磷酸二酯键，是限制酶的作用部位；③处为两个DNA片段的缺口，是DNA连接酶的作用部位。
6．【答案】D
7．【答案】A
【解析】为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，则质粒内每种限制酶只有一个切割位点，①正确；目的基因编码蛋白质的序列中，没有限制酶的识别序列和切割位点，②错误；为防止酶切产物自身环化，酶切后目的基因和质粒形成的两个黏性末端序列均不相同，③正确、④错误。故选A。
8．【答案】D
【解析】酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A正确；限制酶2和限制酶3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC，均包含6个碱基对，B正确；限制酶1和3切割出的粘性末端相同，均为GATC，C正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中的核糖核苷酸序列，D错误。
9．【答案】C
【解析】分析图形可知，图中①是在限制酶的作用下将DNA片段切割形成黏性末端的过程，②是在DNA连接酶的作用下将不同DNA片段的黏性末端连接起来的过程，③是在解旋酶的作用下将双链DNA解旋的过程，④是在DNA聚合酶的催化下，以解旋后的DNA单链为模板进行DNA复制的过程，C正确。
10．【答案】（1）脱氧核苷酸 鸟嘌呤 磷酸二酯键DNA聚合酶 逆转录酶
（2）在0.5、1.5、3.5的位罝上分别标注酶B、酶A、酶B（或者反过来标注）
或
【解析】（1）构成DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，其中所含碱基G的中文名称为鸟嘌呤。限制性核酸内切酶会破坏DNA分子中相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在构成中心法则的各种反应中能够形成这种共价键的酶除DNA连接酶外，还有DNA聚合酶、逆转录酶。（2）据图可知，酶A把该DNA分子切为长度为1.5 kb和8.5 kb的两个片段，即酶A在该DNA分子上具有一个酶切位点，距该DNA一端的距离为1.5 kb；酶B把该DNA分子切为长度为0.5 kb、3.0 kb、6.5 kb的三个片段，即酶B在该DNA分子上具有2个酶切位点，距该DNA一端的距离分别为0.5 kb、3.5 kb。如图所示。
或
11．【答案】D
12．【答案】C
【解析】BamHⅠ和EcoRⅠ切割形成的末端依次是-CTAG、-TTAA，可见两者不互补配对，A错误；BamHⅠ和HindⅢ切割形成的末端依次是-CTAG、-TCGA，可见两者不互补配对，B错误；BamHⅠ和BglⅡ切割形成的末端依次是-CTAG、-CTAG，可见两者互补配对，C正确；EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端依次是-TTAA、-TCGA，可见两者不互补配对，D错误。
13．【答案】（1）限制酶 DNA连接酶
（2）
（3）基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物
【解析】（1）限制酶可以识别并切割特定的脱氧核苷酸序列，可用于从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因。“切下”的羊蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体缝合，然后“插入”到羊的染色体中。（2）图示的限制酶识别的序列为—GGATCC—，并且在G与G之间切开，因此形成的黏性末端为反向重复的，其过程见答案。（3）羊的染色体的主要成分是DNA和蛋白质，其中DNA上的基因与人体蛋白质基因的结构是相同的，因此人体蛋白质基因能“插入”到羊的染色体内。“插入”时用的工具是载体，其种类有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等。
14．【答案】（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A
（2）噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
（3）繁殖快、容易培养
（4）蛋白A的抗体
（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
15．【答案】（1）BclI和HindⅢ 连接 感受
（2）四环素 引物甲和引物丙
（3） 都不能
（4）7
【解析】（1）选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHI可能使质粒中启动子丢失，因此只能选BclI和HindⅢ。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，根据质粒上的抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链。（3）根据BamHI和Bcl I的酶切位点，BamHI酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，与两种酶的酶切位点均不同。（4）根据BamH、Bcl I和Sau3A I的酶切位点，Sau3A I在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为A、B、C三种片段，若部分位点被切开，可得到AB、AC、BC、ABC四种片段，所以用Sau3A I切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。
1.1 DNA重组技术的基本工具
一、基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过 和 等技术，赋予生物以新的 ，从而创造出更符合人们需要的 和 。由于基因工程是在 水平上进行设计和施工的，因此又叫 。
二、DNA重组技术的基本工具
1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(简称：限制酶)
（1）主要是从_________________中分离纯化出来的。
（2）作用：识别特定的____________________并切开特定部位的两个核苷酸之间的______________。
（3）结果：产生____________或平末端。
2．“分子缝合针”—— DNA连接酶
（1）种类：按来源可分为E·coli DNA连接酶和_______________________。
（2）作用：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_____________。
（3）DNA连接酶和限制酶的关系
3．“分子运输车” ——载体
（1）种类： （最常用）、 、 。
（2）作为载体DNA必须满足的条件
①必须有一个或多个 ，以便目的基因插入。
②必须具备_________________的能力，或整合到受体染色体DNA上，随染色体DNA的复制进行___________________________。
③必须带有 ，以便重组后进行重组DNA的筛选。
④必须是 ，不会对受体细胞有害。
⑤载体DNA分子 ，以便提取和在体外进行操作。
（3）载体的作用
①作为 工具，将目的基因转移到受体细胞中。
②在受体细胞中复制，从而使目的基因也大量 。
一、体外DNA重组 转基因 遗传特性 新的生物类型 生物产品 DNA分子 DNA重组技术
二、1．（1）原核生物
（2）核苷酸序列 磷酸二酯键
（3）黏性末端
2．（1）T4DNA连接酶
（2）磷酸二酯键
3．（1）质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒
（2）①限制酶切割位点
②自我复制 同步复制
③特殊的标记基因
④安全无毒的
⑤大小适合
（3）①运输
②复制
1．确定限制酶的种类
（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类
①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。
②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
1．如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是
A．HindⅢ B．EcoRⅠ
C．EcoB D．PstⅠ
【参考答案】C
【易错警示】巧辨基因工程操作基本工具的8个易错点
（1）限制酶是一类酶，而不是一种酶。
（2）限制酶的成分为蛋白质，其发挥作用需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。
（3）在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。
（4）将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。
（5）不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。
（6）限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。
（7）基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。
（8）基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。
2．载体上标记基因的标记原理
载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如图所示：
2．下列一般不作为基因工程中的标记基因的是
A．四环素抗性基因
B．绿色荧光蛋白基因
C．产物具有颜色反应的基因
D．贮藏蛋白的基因
【参考答案】D
1．在基因工程的操作中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是
A．大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶
B．噬菌体、质粒、DNA连接酶
C．限制酶、RNA连接酶、质粒
D．限制酶、DNA连接酶、质粒
2．下列关于基因操作工具的叙述，正确的是
A．并非所有目的基因都可用PCR方法获取
B．通常以抗生素合成基因作为标记基因
C．限制酶识别并在特定位置断开氢键
D．DNA连接酶可将脱氧核苷酸连接成长链
3．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．质粒是细菌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．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的
4．下列有关基因工程和酶的相关叙述，正确的是
A．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性
B．载体的化学本质与载体蛋白相同
C．限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸
D．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链之间形成氢键
5．如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是
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
6．DNA分子中的碱基C被氧化后会转变为碱基U，细胞中的一种糖苷酶能够识别出碱基U，将其切除，之后限制性核酸内切酶能识别和切除残留下的脱氧核糖和磷酸基团，最后由其他酶将缺口修复。下列相关叙述错误的是
A．细胞中不存在游离的尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
B．DNA缺口修复需DNA聚合酶和DNA连接酶发挥作用
C．限制性核酸内切酶丧失功能的人的癌症发病率高于普通人
D．若某个突变基因未被修复，则复制后有突变基因的子代DNA占1/2
7．在基因工程的操作中，为了防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是
①质粒内，每种限制酶只有一个切割位点
②目的基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点
③酶切后，目的基因形成的两个黏性末端序列不相同
④酶切后，质粒形成的两个黏性末端序列相同
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
8．下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图（箭头表示切点，切出的断面为黏性末端）。相关叙述错误的是
限制酶1：—↓GATC—
限制酶2：—CCGC↓GG—
限制酶3：—G↓GATCC—
A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性
B．限制酶2和限制酶3识别的序列都包含6个碱基对
C．限制酶1和限制酶3剪出的黏性末端相同
D．能够识别和切割RNA分子内一小段核糖核苷酸序列的酶只有限制酶2
9．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是
A．①②③④ B．①②④③
C．①④②③ D．①④③②
10．某DNA分子的片段为线状双链，长度为10.0 kbp（千碱基对），被限制性核酸内切酶（酶A和酶B）完全降解的产物，经凝胶电泳分级分离后，结果如下图所示。图中组1为单独用酶A处理；组2为单独用酶B处理；组3为同时用酶A和酶B处理。请回答下列问题：
（1）构成DNA分子的基本组成单位是____________，其中所含碱基G的中文名称为____________。限制性核酸内切酶会破坏DNA分子中的共价键：____________，在构成中心法则的各种反应中能够形成这种共价键的酶有DNA连接酶、____________和____________。
（2）根据上述信息，画出A酶和B酶在下图DNA分子上的限制性酶切位点。
11．如图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列。它们切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是
A．BamHⅠ和EcoRⅠ
B．BamHⅠ和HindⅢ
C．BamHⅠ和BglⅡ
D．EcoRⅠ和HindⅢ
12．EcoRI和Sma I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，其识别序列和切割点（图中箭头处）分别如图所示，请据图分析正确的是
A．所有限制酶的识别位点均由6个核苷酸序列组成
B．SmaI限制酶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连接效率一样
D．细菌细胞内限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵
13．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题。
（1）从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是__________________。
（2）请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。
______________________________________________________。
（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_______________________________，“插入”时用的工具是________，其种类有_____________________________________________。
14．（2017·新课标Ⅰ卷）真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是______________________________________________________________________。
（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________________作为载体，其原因是_____________________。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。
（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是___________________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_________________________。
15．（2016·江苏卷）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：
（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用______两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过__________酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于__________________态的大肠杆菌。
（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加__________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中_____________。
（3）若BamH I酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为 ，对于该部位，这两种酶 （填“都能”“都不能”或“只有一种能切开”）。
（4）若用Sau3A I切图1质粒最多可能获得 种大小不同的DNA片段。
1．【答案】D
2．【答案】A
【解析】用PCR技术获取取目的基因需要已知目的基因的部分起始核苷酸序列，以便制备引物，而并非所有的目的基因都已知其核苷酸序列，A正确；通常以抗生素抗性基因作为标记基因，B错误；限制酶识别并在特定位置断开磷酸二脂键，C错误；DNA连接酶可将不同的DNA片段连接起来，D错误。
3．【答案】B
【解析】质粒是广泛存在于细菌细胞中，能够自主复制的小型环状DNA分子，不是细胞器，A错；质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子，B正确；质粒上有细菌生活所必需的部分基因，C错；细菌质粒的复制过程在宿主细胞内进行，D错。
4．【答案】C
【解析】一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，体现酶的专一性。同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，说明目的基因的DNA片段和质粒上均含有该限制酶的识别序列，A项错误。载体的化学本质是DNA，而细胞膜上载体蛋白的化学本质是蛋白质，B项错误；限制酶能识别并切割DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C项正确；DNA连接酶可以连接被限制酶切开的核苷酸之间的磷酸二酯键，不催化氢键的形成，D错误。
5．【答案】C
【解析】①处为氢键，是解旋酶的作用部位；②处为磷酸二酯键，是限制酶的作用部位；③处为两个DNA片段的缺口，是DNA连接酶的作用部位。
6．【答案】D
7．【答案】A
【解析】为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，则质粒内每种限制酶只有一个切割位点，①正确；目的基因编码蛋白质的序列中，没有限制酶的识别序列和切割位点，②错误；为防止酶切产物自身环化，酶切后目的基因和质粒形成的两个黏性末端序列均不相同，③正确、④错误。故选A。
8．【答案】D
【解析】酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A正确；限制酶2和限制酶3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC，均包含6个碱基对，B正确；限制酶1和3切割出的粘性末端相同，均为GATC，C正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中的核糖核苷酸序列，D错误。
9．【答案】C
【解析】分析图形可知，图中①是在限制酶的作用下将DNA片段切割形成黏性末端的过程，②是在DNA连接酶的作用下将不同DNA片段的黏性末端连接起来的过程，③是在解旋酶的作用下将双链DNA解旋的过程，④是在DNA聚合酶的催化下，以解旋后的DNA单链为模板进行DNA复制的过程，C正确。
10．【答案】（1）脱氧核苷酸 鸟嘌呤 磷酸二酯键DNA聚合酶 逆转录酶
（2）在0.5、1.5、3.5的位罝上分别标注酶B、酶A、酶B（或者反过来标注）
或
【解析】（1）构成DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，其中所含碱基G的中文名称为鸟嘌呤。限制性核酸内切酶会破坏DNA分子中相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在构成中心法则的各种反应中能够形成这种共价键的酶除DNA连接酶外，还有DNA聚合酶、逆转录酶。（2）据图可知，酶A把该DNA分子切为长度为1.5 kb和8.5 kb的两个片段，即酶A在该DNA分子上具有一个酶切位点，距该DNA一端的距离为1.5 kb；酶B把该DNA分子切为长度为0.5 kb、3.0 kb、6.5 kb的三个片段，即酶B在该DNA分子上具有2个酶切位点，距该DNA一端的距离分别为0.5 kb、3.5 kb。如图所示。
或
11．【答案】D
12．【答案】C
【解析】BamHⅠ和EcoRⅠ切割形成的末端依次是-CTAG、-TTAA，可见两者不互补配对，A错误；BamHⅠ和HindⅢ切割形成的末端依次是-CTAG、-TCGA，可见两者不互补配对，B错误；BamHⅠ和BglⅡ切割形成的末端依次是-CTAG、-CTAG，可见两者互补配对，C正确；EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端依次是-TTAA、-TCGA，可见两者不互补配对，D错误。
13．【答案】（1）限制酶 DNA连接酶
（2）
（3）基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物
【解析】（1）限制酶可以识别并切割特定的脱氧核苷酸序列，可用于从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因。“切下”的羊蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体缝合，然后“插入”到羊的染色体中。（2）图示的限制酶识别的序列为—GGATCC—，并且在G与G之间切开，因此形成的黏性末端为反向重复的，其过程见答案。（3）羊的染色体的主要成分是DNA和蛋白质，其中DNA上的基因与人体蛋白质基因的结构是相同的，因此人体蛋白质基因能“插入”到羊的染色体内。“插入”时用的工具是载体，其种类有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等。
14．【答案】（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A
（2）噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
（3）繁殖快、容易培养
（4）蛋白A的抗体
（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
15．【答案】（1）BclI和HindⅢ 连接 感受
（2）四环素 引物甲和引物丙
（3） 都不能
（4）7
【解析】（1）选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHI可能使质粒中启动子丢失，因此只能选BclI和HindⅢ。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，根据质粒上的抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链。（3）根据BamHI和Bcl I的酶切位点，BamHI酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，与两种酶的酶切位点均不同。（4）根据BamH、Bcl I和Sau3A I的酶切位点，Sau3A I在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为A、B、C三种片段，若部分位点被切开，可得到AB、AC、BC、ABC四种片段，所以用Sau3A I切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。