2022年高中生物苏教版选修三课时达标训练(一)-DNA重组技术的基本工具.docx

课时达标训练(一)　DNA重组技术的基本工具

(时间：25分钟；满分：50分)

一、选择题(每小题2分，共20分)
1．下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是(　　)
A．其化学本质都是蛋白质
B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C．它们不能被反复使用
D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
2．下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是(　　)
A．每一种限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列
B．限制酶的活性受温度影响
C．限制酶能识别和切割RNA
D．限制酶可从原核生物中提取
3．目前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。下列哪一项不是这一先进技术的理论依据(　　)
A．全部生物共用一套遗传密码
B．基因能把握蛋白质的合成
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
4．作为基因的运输工具——载体，必需具备的条件之一及理由是(　　)
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便供应大量的目的基因
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，以便为目的基因的表达供应条件
D．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选
5．下列所示的黏性末端是由几种限制酶作用产生的(　　)

A．1种　　　 　B．2种 C．3种 D．4种
6．限制酶是一种核酸切割酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。如图为四种限制酶BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ以及Bgl Ⅱ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？其正确的末端互补序列是什么(　　)

A．BamHⅠ和EcoRⅠ　末端互补序列为AATT－
B．BamHⅠ和Hind Ⅲ 末端互补序列为GATC－
C．EcoRⅠ和Hind Ⅲ 末端互补序列为AATT－
D．BamHⅠ和Bgl Ⅱ 末端互补序列为GATC－
7．下列关于细菌质粒的叙述，正确的是(　　)
A．全部的质粒都可以作为基因工程中的载体
B．是独立于细菌拟核DNA之外的双链DNA分子，不与蛋白质结合
C．质粒对侵入的宿主细胞都是无害的
D．细菌质粒的复制过程都是在宿主细胞内独立进行的
8．下列有关基因工程技术的叙述正确的是(　　)
A．DNA重组技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体
B．全部的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．一般选用细菌作为重组质粒的受体细胞
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
9．据图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是(　　)

A．限制性核酸内切酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
10．某线性DNA分子含有3 000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
a酶切割产物(bp)
b酶再次切割产物(bp)
1 600；1 100；300
800；300

A．在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个
B．a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接
C．a酶与b酶切断的化学键不相同
D．用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，序列会明显增多
二、非选择题(共30分)
11．(11分)如图为体外对DNA分子进行切割和拼接的示意图，请据图回答以下问题：

(1)EcoRⅠ是一种________________酶，其识别序列是__________，切割位点是__________与__________之间的____________键，切割产生的DNA片段末端形式为______________。
(2)将不同来源的DNA片段“缝合”起来，需要______酶或__________酶。它们均属于__________酶，作用是___________________________________________________________。
其中能“缝合”两个双链DNA片段的平末端的酶是______________________________。
12．(10分)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：

(1)一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ 切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的Sma Ⅰ 酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma Ⅰ 切割，缘由是________________________________________________________________________。
(4)与只使用EcoR Ⅰ 相比较，使用BamH Ⅰ 和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止________________。
(5)为了猎取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。
(6)现使用BamH Ⅰ 和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请依据图1、图2中标示的酶切位点及表中所列的识别序列，对以下酶切结果作出推断。
①接受BamH Ⅰ 和Hind Ⅲ酶切，得到________种DNA片段。
②接受EcoR Ⅰ 和Hind Ⅲ酶切，得到________种DNA片段。
13．(9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。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示了这一技术的基本过程，在该过程中所用的基因“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______。人体蛋白质基因“插入”后连接到羊体细胞染色体中时需要的酶是________。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。

(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，缘由是______________________，“插入”时用的工具是________，其种类有__________________________。

答 案
1．选A　限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个核苷酸间的磷酸二酯键；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生转变，因此可以反复利用；DNA聚合酶是在细胞内DNA分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。
2．选C　限制酶是切割DNA的工具，这类酶主要是从原核生物中分别纯化所得，其活性的大小受温度的影响。限制酶能够识别双链DNA分子中的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
3．选D　转基因生物体内的外源基因能够成功表达是建立在下列基础之上的：全部生物共用一套遗传密码；具有细胞结构的不同生物遗传物质的组成一样，即都是由四种脱氧核苷酸连接而成的长链，然后依据碱基互补配对原则组成双链；不同生物体内蛋白质的合成都要在核糖体上完成，且都需经过转录和翻译过程。
4．选A　作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必需能够在宿主细胞内稳定地保存并大量复制，以便通过复制供应大量的目的基因；具有某些标记基因，是为了通过标记基因是否表达来推断目的基因是否进入了受体细胞，从而进行筛选受体细胞；具有多个限制酶切点，则是为了便于与外源基因连接。
5．选D　读图知题目中给定的这4种黏性末端均不相同，由限制酶的专一性特点知这4种末端应由4种限制酶切割形成的。
6．选D　读图知BamH Ⅰ识别GGATCC且从G与G间切割；EcoR Ⅰ识别GAATTC且从G与A间切割；Hind Ⅲ识别AAGCTT且从A与A间切割；Bgl Ⅱ识别AGATCT且从A与G间切割。比较这4个脱氧核苷酸序列知，BamH Ⅰ与Bgl Ⅱ切割的序列中有互补黏合部分，即GATC－。
7．选B　细菌质粒是独立于细菌拟核之外的细胞质DNA分子，侵入宿主细胞后有的可以独立地进行自我复制，有的则整合到宿主细胞染色体DNA上，随着宿主细胞染色体DNA的复制而同步复制。质粒上可能含有抗生素、毒素基因，对宿主细胞产生破坏作用。
8．选C　DNA重组技术所用的工具酶有限制酶、DNA连接酶，一种限制酶只能识别某种特定的核苷酸序列；载体是基因的运输工具；目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达；基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物，选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。
9．选D　限制性核酸内切酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键，如图a处。DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键，因此，DNA聚合酶可以连接a处。解旋酶解开两个碱基对之间的氢键，即使b处解开。DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，如a处，而图示的c处连接的是同一个脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖。
10．选D　A项，限制酶a切割为三段，有2个切割位点，其产物又被限制酶b切割，形成两种产物，即再被切割2次，有两个切割位点。B项，a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接。C项，两种限制酶切断的化学键都是磷酸二酯键。D项，经分析a酶与b酶的识别序列及切割位点，不难发觉它们形成的黏性末端可以相互配对连接，但一旦连接后，形成的重组DNA中已不存在原来两种限制酶的识别序列，不能再被切割，可以保存下来，因此经过若干次循环操作后和序列会明显增多。
11．解析：图解表示EcoRⅠ将两个DNA分子在特定序列的特定位点切开并通过DNA连接酶进行拼接的过程。E·coli DNA连接酶只能“缝合”两个互补的黏性末端，而T4DNA连接酶既可以“缝合”两个互补的黏性末端，也可以“缝合”平末端。
答案：(1)限制性核酸内切　GAATTC　鸟嘌呤脱氧核苷酸(或G)　腺嘌呤脱氧核苷酸(或A)　磷酸二酯　黏性末端　(2)E·coli DNA连接　T4DNA连接　DNA连接　催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，将两个双链DNA片段“缝合”起来　 T4DNA连接酶
12．解析：(1)该质粒为环状DNA，经Sma Ⅰ 切割前，不含有游离的磷酸基团，经Sma Ⅰ 切割后形成平末端，含有2个游离的磷酸基团。(2)Sma Ⅰ 识别的是CCCGGG序列，在C与G之间切割，Sma Ⅰ 酶切位点越多，也就是C－G碱基对越多，C与G之间的氢键(3个)比A与T之间的氢键(2个)数量多，其含量越多，质粒的热稳定性越高。(3)据图1可知，Sma Ⅰ 切割位点在抗生素抗性基因(标记基因)中，据图2可知，Sma Ⅰ 切割位点在目的基因中，因此使用Sma Ⅰ 切割会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。(4)用同一种限制酶处理质粒和外源DNA，再用DNA连接酶连接时，住往会有三种连接形式：目的基因—质粒、目的基因—目的基因(环化)、质粒—质粒(环化)，后两种是我们不需要的，因而要进行筛选。用两种限制酶处理质粒和外源DNA，因形成的末端不同可避开上述状况的发生。(5)连接质粒与目的基因的工具酶是DNA连接酶。(6)分析由BamH Ⅰ 和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒，这两种酶的识别序列仍旧完整存在，如再用BamH Ⅰ 和Hind Ⅲ两种限制酶进行酶切时，可再度被切开，形成2种DNA片段；而EcoR Ⅰ的识别序列在原质粒中存在并没有被破坏，同时切下的目的基因中还存在1个EcoR Ⅰ 的识别序列，因此在重组质粒中存在2个EcoR Ⅰ 的识别序列，如用EcoR Ⅰ 和Hind Ⅲ酶切，可得到3种DNA片段。
答案：(1)0、2　(2)高　(3)Sma Ⅰ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　
(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化　(5)DNA连接　(6)2　3
13．解析：首先明确限制酶为“剪刀”，切取目的基因，DNA连接酶起“缝合”作用，载体会把目的基因导入受体细胞，然后结合问题组织答案。(1)“剪刀”为限制酶，“剪下”羊的蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体结合。(2)由图示可知限制酶识别的序列为GGATCC，并且在G与G之间切开，而且形成的黏性末端为反向重复的，所以两个末端分别为与。(3)“插入”时是蛋白质基因与原有基因结合，缘由是都为反向平行的双螺旋结构。“插入”时需要载体。
答案：(1)限制酶　DNA连接酶

(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