高中生物基因工程1.1DNA重组技术的基本工具课后作业选修3解析.doc

专题1　基因工程
1.1　DNA重组技术的基本工具

1.以下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.基因工程的产物对人类都是有益的
C.基因工程产生的变异属于人工诱变
D.基因工程育种的优点之一是目的性强
解析:基因工程是在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造(目的性强)和重新组合(基因重组),然后导入受体细胞内,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。但并不是所有的基因产物对人类都有益。
答案:D
2.科学家们经过多年的努力,创立了一种新兴生物技术——基因工程。实施该工程的最终目的是(　　)
A.定向提取生物体的DNA分子
B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C.在生物体外对DNA分子进行改造
D.定向地改造生物的遗传性状
解析:基因工程是指在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需的基因产物,也就是定向地改造了生物的遗传性状。
答案:D
3.下列有关基因工程的叙述,正确的是(　　)
A.限制酶只在获取目的基因时才用
B.重组质粒的形成是在细胞内完成的
C.质粒是目前基因工程的唯一载体
D.DNA连接酶和DNA聚合酶都连接磷酸二酯键
解析:基因工程的操作环境是在生物体外;基因工程所需的工具有三种:(1)限制酶,作用是切割目的基因和载体;(2)DNA连接酶,它和DNA聚合酶的相同点是均作用于磷酸二酯键;(3)载体,质粒是常用载体,λ噬菌体的衍生物、动植物病毒也可作载体。
答案:D
4.如下图所示,若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F,从基因组DNA上切下目的基因,并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb,1 kb=1 000对碱基)上相应的E—F区域(0.2 kb),那么所形成的重组质粒pZHZ2(　　)

A.既能被E也能被F切开
B.能被E但不能被F切开
C.既不能被E也不能被F切开
D.能被F但不能被E切开
解析:欲用目的基因取代质粒pZHZ1上相应的E—F区域,需要用酶E和F将质粒E—F区域切下,构建的重组质粒pZHZ2仍然存在酶E和F识别的位点。
答案:A
5.俄罗斯研究人员曾经在贝加尔湖中发现了一些微生物突变种,其体内含有以前未发现的限制性核酸内切酶,能够将进入微生物体内的外来病毒的脱氧核糖核酸“切割”开,从而杀死病毒。对这些微生物突变种体内的新发现的限制酶进行分析,正确的说法是(　　)
A.该限制酶广泛分布在一切原核生物中
B.该限制酶能切割自身的突变DNA
C.该限制酶切割DNA产生有黏性末端的DNA片段
D.该限制酶有望推动基因工程的进一步发展
解析:该限制酶是在某些微生物突变种体内发现的,说明其在原核生物中的分布没有普遍性,A项错。该限制酶能切割病毒的DNA,对自身有免疫作用,B项错。由题干材料无法确定该限制酶切割DNA产生的末端是黏性末端还是平末端,C项错。新限制酶的发现增加了限制酶的类型,有望推动基因工程的进一步发展。
答案:D
6.下表关于基因工程中有关的名词及对应的内容,正确的组合是(　　)

供体
剪刀
针线
载体
受体
A
质粒
限制酶
DNA连
接酶
提供目的
基因的生物
大肠
杆菌等
B
提供目的基
因的生物
DNA连
接酶
限制酶
质粒
大肠
杆菌等
C
提供目的基
因的生物
限制酶
DNA
连接酶
质粒
大肠
杆菌等
D
大肠杆菌等
DNA
连接酶
限制酶
提供目的
基因的生物
质粒

解析:基因工程中的剪刀是限制性核酸内切酶,针线是DNA连接酶,最常用的载体是质粒,受体多用原核生物,如大肠杆菌等。
答案:C
7.能催化磷酸二酯键形成的酶有(　　)
①E·coli DNA连接酶　②T4DNA连接酶　③DNA聚合酶　④解旋酶　⑤RNA聚合酶
A.①②③ B.①②③④
C.①②③⑤ D.①②③④⑤
解析:DNA连接酶和DNA聚合酶都能催化形成磷酸二酯键,不同之处是DNA连接酶连接的是DNA片段,而DNA聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸,将单个脱氧核苷酸连接形成与模板链互补的单链;RNA聚合酶也可催化磷酸二酯键的形成,在转录过程中可将单个核糖核苷酸连接形成mRNA。解旋酶的作用是将DNA两条链的氢键解开。
答案:C
8.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程的方法,将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中,经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是(　　)

A.获取基因a的限制酶的作用部位是上图中的①
B.连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
C.基因a进入马铃薯细胞后,可随马铃薯DNA分子的复制而复制,传给子代细胞
D.通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
解析:②为氢键,①为磷酸二酯键,DNA连接酶和限制酶都是作用于磷酸二酯键,不能作用于氢键。
答案:B
9.下表为常用的限制性核酸内切酶及其识别序列和切割位点(注:表中Y为C或T,R为A或G)。据图分析,可以得到的结论是(　　)
限制酶名称
识别序列和
切割位点
限制酶名称
识别序列和
切割位点
BamH Ⅰ
G↓GATCC
Kpn Ⅰ
GGTAC↓C
EcoR Ⅰ
G↓AATTC
Sau3A Ⅰ
↓GATC
Hind Ⅱ
GTY↓RAC
SmaⅠ
CCC↓GGG

A.限制酶的切割位点在识别序列的中间
B.限制酶切割后都形成黏性末端
C.不同限制酶切割后形成的黏性末端都相同
D.一种限制酶可能识别多种核苷酸序列
解析:限制酶切割的位点可能在识别序列的一端或中间;限制酶切割DNA后可形成黏性末端或平末端;不同限制酶切割DNA后形成的黏性末端一般不同。
答案:D
10.以动植物病毒作为目的基因的载体进行转基因操作,有关说法错误的是(　　)
A.动植物病毒一般为DNA病毒
B.操作过程需要限制酶和DNA连接酶
C.目的基因和病毒DNA被拼接成重组DNA
D.进入受体细胞的是含蛋白质外壳的动植物病毒,而不是裸露的重组DNA
解析:病毒感染宿主细胞时,进入宿主细胞的是病毒的核酸,蛋白质外壳留在外面不起作用。
答案:D
11.将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是(　　)
A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酶脱氨酶分子
解析:每个限制性核酸内切酶识别位点处只能插入一个ada。
答案:C
12.下面是四种不同质粒的示意图,其中ori为复制必需的序列,amp为氨苄青霉素抗性基因,tet为四环素抗性基因,箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞,应选用的质粒是(　　)

解析:要得到能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞,选用的质粒应为ori正常,amp被破坏、tet正常,故选A。
答案:A
13.利用DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可以使羊奶中含有人体蛋白质,下图表示这一技术的基本过程。在该工程中所用的基因“分子手术刀”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“剪下”羊蛋白质基因所用的酶是　　　。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)请在下图中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,是因为　　　　　　　　　　　　　　　。 
解析:(2)画图时应注意两条链都要画出,两条链碱基序列反向阅读相同。(3)不同生物的基因能拼接在一起的原因是,基因的化学本质均为DNA且分子结构相同。
答案:(1)限制酶　DNA连接酶
(2)
(3)人的遗传物质(基因)与羊的遗传物质都为DNA,其物质组成和空间结构相同
14.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)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即　　　DNA连接酶和　　　DNA连接酶。 
(4)基因工程中除质粒外,　　　和　　　也可作为运载体。 
解析:(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端。(2)若用不同的酶切割目的基因,形成的末端一定要与EcoRⅠ切割运载体产生的末端相同,这样才能互补连接。(3)根据酶的来源,可将DNA连接酶分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶两类。(4)基因工程中常用的运载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。
答案:(1)黏性末端　平末端　(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同　(3)E·coli　T4　(4)动植物病毒　λ噬菌体的衍生物
15.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图A、图B中的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。
限制酶
BamH Ⅰ
Hind Ⅲ
EcoRⅠ
SmaⅠ
识别序列及
切割位点

(1)一个图A所示的质粒分子经SmaⅠ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SmaⅠ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SmaⅠ切割,原因是　。 
(4)与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ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)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入　　　　　酶。 
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了　　　　　　　　　　。 
解析:(1)质粒切割前的DNA是双链环状DNA,所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键,故没有游离的磷酸基团。从图A可以看出,质粒上只含有一个SmaⅠ的切点,因此被该酶切割后,质粒变为线性双链DNA分子,因每条链上含有一个游离的磷酸基团,所以切割后的DNA含有2个磷酸基团。(2)SmaⅠ酶切位点中含碱基对C—G越多,插入的SmaⅠ酶切位点越多,氢键越多,热稳定性就越高。(3)目的基因和质粒的抗生素抗性基因中都含有SmaⅠ酶切位点,使用SmaⅠ切割时会破坏质粒的抗性基因和目的基因。(4)质粒是环状DNA,其中有一个EcoRⅠ的识别位点,经切割后容易自身环化,目的基因中有2个EcoRⅠ的识别位点,经切割后也容易形成环状DNA,而同时使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA,形成的黏性末端不同,因此不会形成环状DNA。(5)将切割后的DNA片段连接成重组质粒需要加入DNA连接酶。(6)将导入重组质粒的微生物在含抗生素的培养基中培养,能正常生长的表明导入了目的基因。
答案:(1)0、2　(2)高　(3)SmaⅠ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)鉴别和筛选含有目的基因的细胞

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