2020-2021学年高中生物-专题1-基因工程-1-DNA重组技术的基本工具课时练习（含解析）新人.doc

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1、DNA重组技术的基本工具(30分钟100分)一、选择题(共4小题,每小题5分,共20分)1.(2020扬州高二检测)若某种限制性核酸内切酶的识别序列是CCTAGG,它在C和C之间切断线性DNA。如图表示用该酶处理某基因后产生的片段。下列有关叙述正确的是()A.该正常基因中有3个CCTAGG序列B.产生的DNA片段可用DNA聚合酶连接起来C.用该酶处理得到图示基因片段要水解3个磷酸二酯键D.若该基因某处有一个CCTACG突变为CCTAGG,用该酶处理后将产生4个片段【解析】选A。该正常基因中有3个CCTAGG序列,A项正确; 产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来,B项错误; 用该酶处理得到图

2、示基因片段要水解6个磷酸二酯键,C项错误; 若该基因某处有一个CCTACG突变为CCTAGG,用该酶处理后会产生5个片段,D项错误。2.(2019广州高二检测)如图为基因工程的部分操作过程示意图,甲丁代表各不同阶段参与作用的成分。根据图示资料,下列叙述正确的是()A.细菌中的质粒都可以作为甲B.丙是生物体内的RNA分子C.乙和丁所用的酶相同D.图中各个过程都可在试管内完成【解析】选D。图示中的甲是载体,必须具有限制酶切割位点、标记基因等结构,因此并不是所有质粒都可以作为载体;乙所用的为限制性核酸内切酶,丁所用的为DNA连接酶,二者不同;丙为目的基因;题述各个过程均在体外进行,D项正确。3.20

3、世纪90年代开始兴起的DNA疫苗被称为“第三次疫苗革命”,医学专家将含病毒抗原基因的重组质粒注入人体表达后使人获得免疫能力。下列叙述不正确的是()A.病毒抗原基因与质粒重组时需要DNA连接酶B.病毒抗原基因在体内表达时需要RNA聚合酶C.注射DNA疫苗后机体会产生相应的记忆细胞D.重组质粒在内环境中表达后引起机体免疫反应【解析】选D。病毒抗原基因与质粒重组时,需要限制酶和DNA连接酶,A项正确;基因的表达包括转录和翻译两个过程,转录时需要RNA聚合酶,B项正确;注射DNA疫苗后,当DNA疫苗表达时,机体会产生相应的抗体和记忆细胞,C项正确;重组质粒在细胞中表达后分泌到细胞外,表达产生的蛋白质作

4、为抗原引起机体免疫反应,D项错误。4.(2020西安高二检测)下列有关质粒的叙述,正确的是()A.质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子B.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器C.质粒携带了外源基因进入受体细胞后,只能停留在该细胞内独立复制D.在进行基因工程操作中,被用作载体的质粒都是天然质粒【解析】选A。质粒的化学本质是DNA,是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子,A正确; 质粒是存在于细菌细胞中的一种环状DNA分子,不是细胞器,B错误;质粒携带了外源基因进入受体细胞后,能与染色体结合,并能遗传给后代,C错误;天然的质粒需要经过改造后才可作为基因工程的载体,D错误。

5、二、非选择题(共4小题,共80分)5.(20分)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。科学家运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。如图表示这一技术的基本过程,在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是 ,请回答:(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是。人的蛋白质基因“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图。(3)人的蛋白质基因之所以能“插入”羊的染色体内,原因是 ,“插入”时用的工具是,其种类有等。【解析】(1)“剪刀”为限制性核酸内切酶,人的蛋白质基因需使用DNA连接酶将其与羊体细胞染色体连接起来。(2)该工程中

6、所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是,因此质粒被切割形成黏性末端的过程图如下:(3)由于不同生物的DNA具有相同的组成和结构,所以不同生物的基因能够连接在一起形成重组DNA分子,“插入”时需要载体;常用的载体主要有质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物。答案:(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶(2) (3)基因的组成和结构是相同的载体质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物【补偿训练】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)质粒载体用限制酶X(识别的序列由6个核苷酸组成)切割后产生的片段如下:该酶识别的序列为,切割的部位是 。(3)为使切割后的载

7、体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外,还可用限制酶Y切割,说明两种酶切割结果是 。【解析】(1)限制酶切割DNA分子后可产生两种类型的末端,即平末端和黏性末端。(2)将图中片段两端的黏性末端对接后可以看出限制酶X识别的序列为6个核苷酸组成的GAATTC,互补链是CTTAAG,切割的位点为G和A之间的磷酸二酯键。(3)质粒载体可以用限制酶X切割,也可以用限制酶Y切割,说明限制酶Y与限制酶X切割产生的黏性末端相同。答案:(1)黏性末端平末端(2)GAATTC或CTTAAGG和A之间的磷酸二酯键(3)形成的黏性末端相同6.(20分)如图表示两种限制酶识别DNA分子的特定序列,并

8、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)EcoR、Hpa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 、。甲中限制酶的切点在之间,乙中限制酶的切点在之间。(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)EcoR和Hpa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

9、别DNA分子的特定脱氧核苷酸序列,并从特定位点切割DNA分子。当特定脱氧核苷酸序列变化后,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【方法规律】限制酶切割DNA分子产生末端种类的判断方法(1)两种形式:黏性末端和平末端。(2)限制酶所识别的序列一般都可以找到一条中轴线(如图所示),中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向重复排列。(3)在识别序列的中轴线两侧切开时,产生的是黏性末端(如图1)。(4)在识别序列的中轴

10、线处切开时,产生的是平末端(如图2)。7.(20分)如图四种质粒含有E1和E2两种限制酶的识别位点,Apr表示抗青霉素的抗性基因,Tcr表示抗四环素的抗性基因。 (1)基因工程中使用的限制酶,其特点是 。(2)将两端用E1酶切开的Tcr基因与用E1酶切开的质粒X-1混合连接,连接后获得的质粒类型有(多选) 。X-1X-2X-3X-4 (3)若将如图所示X-1、X-2、X-3、X-4四种质粒导入大肠杆菌,然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有。 (4)若将外源的Tcr基因两端用E2酶切开,再与用E2酶切开的X-1混合连接,并导入大肠杆菌细胞

11、,结果显示,含X-4的细胞数与含X-1的细胞数之比为13,增大DNA连接酶用量能否提高上述比值?,原因是 。【解析】(1)基因工程中使用的限制酶,其特点是特异性地识别和切割DNA。(2)用限制酶E1切开质粒X-1后,质粒X-1暴露出两个黏性末端,Apr被切下暴露出两个黏性末端。两端用E1酶切开的Tcr基因含有与上述切割后的质粒X-1,Apr相同的黏性末端,混合后可形成X-1、X-2和X-3。(3)含质粒X-1的细胞可在含青霉素培养基上生长;含质粒X-2的细胞可在含四环素培养基上生长;含质粒X-3的细胞不含抗性基因,不能在两种培养基上生长;不含有质粒的细胞也不能在两种培养基上生长。(4)DNA连

12、接酶对DNA片段没有选择性,它可以将质粒和外源基因连接,也可以将质粒切开端再连接起来,所以增大DNA连接酶用量不能提高比值。答案:(1)特异性地识别和切割DNA(2)(3)无质粒和含X-3的细胞(4)不能DNA连接酶对DNA片段没有选择性8.(20分)(2020天水高二检测)酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下:(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传的变异的来源中属于 。该技术叫技术。(2)本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的载体

13、是。要使载体与LTP1基因连接,首先应使用 进行切割。切割完成后,利用将载体与目的基因LTP1基因连接。(3)在培育过程中,所用的基因“剪刀”是 ,基因的“针线”是,基因的“运载工具”是。(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,但并不影响该基因的表达,从基因功能角度考虑,说明。【解析】(1)由于基因工程技术克服远缘杂交不亲和的障碍,使原本不能在一起的基因组合到一起,使生物具有特定性状,故其原理应为基因重组。(2)载体是取自大肠杆菌的质粒。要使载体与LTP1基因连接,首先应使用同一种限制酶进行切割。切割完成后,利用DNA连接酶将载体与LTP1基因连接。(3)基因工程中的基因“剪刀”是限制性核酸内切酶,基因的“针线”是DNA连接酶,基因的“运载工具”是载体。(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,但并不影响该基因的表达,从基因功能角度考虑,说明基因是遗传物质的基本单位。答案:(1)基因重组基因工程(2)质粒 同一种限制酶DNA连接酶(3)限制性核酸内切酶 DNA连接酶载体(4)基因是遗传物质的基本单位- 7 -