生物选修3《现代生物科技专题》专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具课时练习
展开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.基因工程育种的优点之一是目的性强
D.基因工程产生的变异属于人工诱变
【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”,对生物的基因进行有目的地改造,然后导入受体细胞内,使目的基因在受体细胞内成功表达,产生出人类所需要的基因产物。因而基因工程是分子水平上的生物工程,其产生的变异属于基因重组,而不属于人工诱变;基因工程虽是按照人们的意愿改造生物,目的性强,但并不是所有的基因产物对人类都有益。
【答案】 C
2.下列哪项不是基因工程中经常使用的运载目的基因的载体( )
A.细菌质粒B.λ噬菌体
C.细菌核区中的DNAD.动植物病毒
【解析】 细菌核区中的DNA是大型环状DNA,不宜做载体;常用载体为细菌质粒、λ噬菌体以及动植物病毒等。
【答案】 C
3.基因工程技术也称为DNA重组技术,其实施必须具备的四个必要条件是 ( )
A.目的基因 限制酶 载体 受体细胞
B.重组DNA RNA聚合酶 限制酶 连接酶
C.工具酶 目的基因 载体 受体细胞
D.模板DNA mRNA 质粒 受体细胞
【解析】 基因工程是把供体生物的基因(目的基因)导入受体(细胞),并使其成功表达,以使受体获得新的遗传特性的过程。因此该过程需要有目的基因、受体细胞及工具(工具酶和载体)。
【答案】 C
4.如图两个核酸片段在适宜条件下,经X酶的催化作用,发生下述变化,则此酶是( )
A.DNA连接酶B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶D.限制酶
【解析】 DNA连接酶可以将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来。
【答案】 A
5.下列关于限制酶的说法,正确的是( )
A.限制酶广泛存在于各种生物中,其化学本质是蛋白质
B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D.限制酶均特异性地识别由6个核苷酸组成的序列
【解析】 限制酶主要存在于微生物中,A错误;限制酶具有专一性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,B正确;不同的限制酶切割DNA后会形成黏性末端或平末端,C错误;限制性核酸内切酶均能特异性地识别核苷酸序列,但识别的核苷酸序列不一定是由6个核苷酸组成的,D错误。
【答案】 B
6.在基因工程中,科学家所用的“剪刀”“针线”和“载体”分别是指
( )
A.大肠杆菌病毒、质粒(主要)、DNA连接酶
B.噬菌体、质粒(主要)、DNA连接酶
C.限制酶、RNA连接酶、质粒(主要)
D.限制酶、DNA连接酶、质粒(主要)
【解析】 基因工程是在DNA分子水平上操作的,对DNA分子进行操作的工具,主要有“剪刀”——限制酶,“针线”——DNA连接酶,“载体”——质粒、动植物病毒等。
【答案】 D
7.下列黏性末端属于同一限制酶切割而成的是( )
A.①②B.①③
C.①④D.②③
【解析】 同一种限制酶切割后得到的黏性末端之间碱基能够互补配对。
【答案】 B
8.下列关于DNA连接酶作用的叙述,正确的是( )
A.将单个核苷酸加到某个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键
B.将断开的2个DNA片段的骨架连接起来,重新形成磷酸二酯键
C.连接2条DNA链上碱基之间的氢键
D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来,而不能将两者之间的平末端进行连接
【解析】 DNA连接酶和DNA聚合酶都是催化2个脱氧核苷酸分子之间形成磷酸二酯键。但DNA连接酶是在2个DNA片段之间形成磷酸二酯键,将2个DNA片段连接成重组DNA分子;DNA聚合酶是将单个的核苷酸分子加到已存在的核酸片段上形成磷酸二酯键,合成新的DNA分子。
【答案】 B
9.下图为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( )
【导学号:72240003】
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
【解析】 解旋酶可催化碱基之间氢键(①)的断裂,限制酶可使两个核苷酸之间的磷酸二酯键(②)断开,而DNA连接酶则催化磷酸二酯键(③)的形成。
【答案】 C
10.根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcR Ⅰ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EcR Ⅰ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】 此题考查基因工程应用的相关知识。(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。(2)为使运载体与目的基因相连,应使二者被切割后产生的末端相同,故用另一种限制酶切割产生的末端必须与用EcR Ⅰ切割产生的末端相同。(3)根据酶的来源不同,DNA连接酶分为E·cli DNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)在基因工程中,通常利用质粒作为运载体。另外,λ噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为运载体。
【答案】 (1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcR Ⅰ切割产生的相同(其他合理答案也可) (3)E·cli T4 (4)λ噬菌体的衍生物 动植物病毒(其他合理答案也可)
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11.美国科学家培育出世界上首只转基因夜光猫,这是美国新奥尔良德班濒危物种研究中心的一项基因试验。夜光猫的培育施工是在DNA分子水平上进行的。下列有关说法中正确的是( )
A.基因工程中的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体
B.DNA连接酶可将任意的DNA片段通过形成磷酸二酯键而连接起来
C.质粒上必须有标记基因才可作为载体
D.质粒是原核生物细胞质中的环状DNA分子
【解析】 限制酶和DNA连接酶才是基因工程的工具酶,载体不是酶;DNA连接酶只能催化具有互补黏性末端或平末端的DNA片段之间形成磷酸二酯键;酵母菌属于真核细胞,其中也有质粒。
【答案】 C
12.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片段大小如下表。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 b酶
↓ ↓
—AGATCT— —GGATCC—
—TCTAGA— —CCTAGG—
↑ ↑
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,eq \a\vs4\al(—AGATCC—,—TCTAGG—)序列会明显增多
【解析】 a酶切割后形成3个片段,说明a酶的切割位点有2个,则识别序列有2个;b酶切割a酶的切割产物后得到800 bp、300 bp的片段,说明在a酶的产物中,1 600 bp中有一个切割位点,被切成两个800 bp片段,1 100 bp中有一个切割位点,被切成800 bp片段和300 bp片段,即b酶的识别序列有2个。a酶与b酶切出的黏性末端可互补,因而能相互连接。a酶与b酶切断的化学键均为磷酸二酯键。
a酶切割后形成的黏性末端为:eq \a\vs4\al(—A,—TCTAG) eq \a\vs4\al(GATCT—, A—)
① ②
b酶切割后形成的黏性末端为:eq \a\vs4\al(—G,—CCTAG) eq \a\vs4\al(GATCC—, G—)
③ ④
当用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作后,①和④、②和③的连接产物会增多。
【答案】 D
13.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )
A.①②③④B.①②④③
C.①④②③D.①④③②
【解析】 本题考查不同工具酶的作用及作用特点。图示中①表示该酶切割DNA分子双链产生黏性末端的过程,用到的酶是限制性核酸内切酶;②是黏性末端连接的过程,用到的酶是DNA连接酶;③是DNA分子解旋的过程,要用解旋酶;④是DNA复制过程,需用DNA聚合酶。
【答案】 C
14.下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图回答下列问题。
(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是______________________________,
二者还具有其他共同点,如①_______________________________________,
②_____________________________________________ (写出两条即可)。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为eq \a\vs4\al(—A,—TGCGC),则与之连接的目的基因切割末端应为__________;可使用__________________把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上被称为______________,其作用是____________________________________________________________________。
(4)下列常在基因工程中用作载体的是( )
A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B.土壤农杆菌中的RNA分子
C.大肠杆菌的质粒
D.动物细胞的染色体
【解析】 本题通过质粒结构的模式图考查质粒的功能和特点,分析如下:
大肠杆菌的质粒是基因工程中最常用的载体,载体的本质为DNA。抗虫基因属于目的基因,不属于载体,染色体的主要成分为DNA和蛋白质,不属于载体。
【答案】 (1)DNA 能够自我复制 具有遗传效应
(2)eq \a\vs4\al(CGCGT—, A—) DNA连接酶
(3)标记基因 供重组DNA的鉴定和筛选
(4)C
15.目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒,pBR322质粒是较早构建的质粒载体,其主要结构如下图所示。
(1)构建人工质粒时要有抗性基因,以便于_____________________________
________________________________________________________________。
(2)pBR322分子中有单个EcR Ⅰ限制酶作用位点,EcR Ⅰ只能识别序列—GAATTC—,并只能在G和A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个ER Ⅰ的切点,请画出目的基因两侧被限制酶EcR Ⅰ切割后所形成的黏性末端:____________________________________________________________________。
(3)pBR322分子中另有单个的BamH Ⅰ限制酶作用位点,现将经BamH Ⅰ处理后的质粒与用另一种限制酶Bgl Ⅱ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶作用恢复________键,成功获得了重组质粒,说明_____________________________
________________________________________________________________。
(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌,将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是________________,图三结果显示,多数大肠杆菌导入的是________________。
【解析】 (1)质粒作为基因表达载体的条件之一是要有抗性基因,以便于筛选(鉴别)目的基因是否导入受体细胞。
(2)同一限制酶切割DNA分子产生的黏性末端相同,根据题意可知:该目的基因两侧被限制酶EcR Ⅰ切割后所形成的黏性末端为:
目的基因
eq \a\vs4\al(——G,——CTTAA) eq \a\vs4\al(AATTC—…—G, G—…—CTTAA) eq \a\vs4\al(AATTC—, G—)
(3)DNA连接酶催化两个DNA片段形成磷酸二酯键;而通过DNA连接酶作用能将两个DNA分子片段连接,表明经两种限制酶(BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ)切割得到的DNA片段,其黏性末端相同。
(4)由题意知:由于与图三空圈相对应的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长,而不能在含四环素的培养基上生长,故可推知与图三空圈相对应的图二中的菌落能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素。由图二、图三结果显示,多数大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,而经限制酶BamH Ⅰ作用后,标记基因tetR被破坏,故导入目的基因的大肠杆菌不能抗四环素,即多数大肠杆菌导入的是pBR322质粒。
【答案】 (1)筛选(鉴别)目的基因是否导入受体细胞
(2)如下所示:
目的基因
eq \a\vs4\al(——G,——CTTAA) eq \a\vs4\al(AATTC—…—G, G—…—CTTAA) eq \a\vs4\al(AATTC—, G—)
(3)磷酸二酯 两种限制酶(BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ)切割得到的黏性末端相同
(4)能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素 pBR322质粒
a酶切割产物/bp
b酶再次切割产物/bp
1 600、1 100、300
800、300
高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》1.1 DNA重组技术的基本工具课时作业: 这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》1.1 DNA重组技术的基本工具课时作业,共10页。
生物1.1 DNA重组技术的基本工具综合训练题: 这是一份生物1.1 DNA重组技术的基本工具综合训练题,共4页。试卷主要包含了下列对基因工程的理解,正确的是,DNA连接酶的作用是,下列说法中,正确的是等内容,欢迎下载使用。
高中1.1 DNA重组技术的基本工具测试题: 这是一份高中1.1 DNA重组技术的基本工具测试题,共5页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。