1、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BDNA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RNAD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
2、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()A1种 B2种 C3种 D4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
3、 、EcoR 、Hind 以及Bgl 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()ABamH和EcoR末端互补序列为AATTBBamH和Hind 末端互补序列为GATCCEcoR和Hind 末端互补序列为AATTDBamH和Bgl 末端互补序列为GATC7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
4、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BDNA聚合酶可以连接a处C解旋酶可以使b处解开DDNA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;300800;
5、300A在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个Ba酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接Ca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)EcoR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
6、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 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 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 切割,缘由是_。(4)与只使用EcoR 相比较,使用BamH 和Hind 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 和Hind 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
7、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。接受BamH 和Hind 酶切,得到_种DNA片段。接受EcoR 和Hind 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
8、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
9、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Bam
10、H 识别GGATCC且从G与G间切割;EcoR 识别GAATTC且从G与A间切割;Hind 识别AAGCTT且从A与A间切割;Bgl 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 与Bgl 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CDNA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
11、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DA项,限制酶a切割为三段,有2个切割位点,
12、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EcoR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。Ecoli 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
13、”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)Ecoli 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 切割前,不含有游离的磷酸基团,经Sma 切割后形成平末端,含有2个游离的磷酸基团。(2)Sma 识别的是CCCGGG序列,在C与G之间切割,Sma 酶切位点越多,也就是CG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 切
14、割位点在抗生素抗性基因(标记基因)中,据图2可知,Sma 切割位点在目的基因中,因此使用Sma 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 和Hind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 和Hind
15、 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 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 的识别序列,因此在重组质粒中存在2个EcoR 的识别序列,如用EcoR 和Hind 酶切,可得到3种DNA片段。答案:(1)0、2(2)高(3)Sma 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)2313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、噬菌体的衍生物
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