【金版教程】2015年人教版生物选修三作业：1-1DNA重组技术的基本工具讲解

03课后课时精练

一、选择题

1．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：基因工程的定义就是在生物体外，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，也就定向地改造了生物的遗传性状。

答案：D

2．下列叙述符合基因工程概念的是()

A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因

B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株

C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上

解析：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，进而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，属于细胞工程；用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，进而筛选出青霉素高产菌株，属于人工诱变；自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上，并没有进行人为的加工，不属于基因工程。

答案：B

3．关于质粒的叙述正确的是()

A．质粒是能够自我复制的小型环状DNA分子

B．质粒是惟一的载体

C．重组质粒是目的基因

D．质粒可在宿主细胞外单独复制

解析：质粒是小型环状DNA分子，能够自我复制；除质粒以外还有其他载体，如动植物病毒；质粒与目的基因重组后为重组质粒；质粒可在宿主细胞内单独复制。

答案：A

4．作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是()

A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因

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提供条件

D．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选

解析：质粒具有能够稳定地在宿主细胞内复制的特性，可以达到大量繁殖目的基因的目的，有更多的目的基因连接其载体，可使基因工程的成功率更高；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选，如抗生素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。

答案：A

5．下列生物技术所用的工具酶，除哪一项外作用都与磷酸二酯键有直接关系()

A．限制酶B．DNA连接酶

C．逆转录酶D．胰蛋白酶

解析：限制酶的作用是切断磷酸二酯键，DNA连接酶与逆转录酶均能形成磷酸二酯键，胰蛋白酶用于水解肽键，其作用与磷酸二酯键没有直接关系。

答案：D

6．下列关于限制性核酸内切酶的叙述，错误的是()

A．限制酶可从原核生物中提取

B．同一种限制酶切割不同的DNA产生的黏性末端能够进行碱基互补配对

C．限制酶能任意切割DNA，从而产生大量的DNA片段

D．每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列

解析：限制酶存在于许多原核生物中，可以从中提取；每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子；同一种限制酶切割不同的DNA产生的黏性末端碱基互补配对。

答案：C

7．下列四个DNA分子，彼此间具有黏性末端的一组是()

A．①②B．②③

C．③④D．②④

解析：本题考查DNA分子在限制性核酸内切酶的作用下产生的黏性末端的特点。获得的黏性末端能够按照碱基互补配对原则结合形成完整的DNA。

答案：D

8．[2014·温州月考]在DNA连接酶的催化下形成的化学键和位置分别是()

A．氢键、碱基与脱氧核糖之间

B．氢键、碱基与碱基之间

C．磷酸二酯键、磷酸与脱氧核糖之间

D．磷酸二酯键、脱氧核糖与碱基之间

解析：DNA连接酶的作用只是催化DNA片段的“缝合”，能恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，不能催化氢键形成，催化已有的DNA片段与单个的核苷酸之间形成磷酸二酯键的是DNA聚合酶。

答案：C

9．下列哪项不是基因工程中经常使用的载体()

A．细菌质粒B．噬菌体

C．动植物病毒D．细菌拟核内的DNA

解析：细菌拟核内的DNA分子不具备载体的基本条件。

答案：D

10．如图为表达载体的模式图，若结构X是表达载体所必需的，则X最可能是()

A．氨苄青霉素抗性基因

B．启动子

C．限制酶

D．DNA连接酶

解析：启动子是该表达载体所必需的，功能是启动插入基因的转录过程。氨苄青霉素抗性基因可作为标记基因，但不是必须用它作标记基因。限制酶和DNA连接酶都不是表达载体所需要的。

答案：B

11．下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()

A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列

B．限制性核酸内切酶的活性受温度的影响

C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNA

D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取

解析：本题考查基因工程的操作工具——限制性核酸内切酶的作用和来源。限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离纯化，是能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且在特定的切点将磷酸二酯键断开；酶的活性是受温度、酸碱度等的影响。

答案：C

12．下列有关DNA连接酶的说法，正确的是()

A．DNA连接酶和限制酶的作用恰好相反，DNA连接酶可以将限制酶切开的双链DNA 片段“缝合”起来

B．DNA连接酶和DNA聚合酶一样能连接单链DNA片段

C．E·coli DNA连接酶可以连接有平末端的DNA片段，也能连接有黏性末端的DNA 片段

D．T4DNA连接酶只能连接有平末端的DNA片段

解析：DNA连接酶不能连接单链DNA片段；E·coli DNA连接酶只能连接有黏性末端的DNA片段；T4DNA连接酶既可以连接有黏性末端的DNA片段，也可以连接有平末端的DNA 片段。

答案：A

13．[2014·天津联考]下图是DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，下列选项中，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：限制性核酸内切酶能专一性识别双链DNA分子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，形成黏性末端或平末端。DNA 连接酶能将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制性核酸内切酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。解旋酶能将DNA两条链之间的氢键打开，形成两条脱氧核苷酸单链。DNA 聚合酶在DNA复制过程中，将单个脱氧核苷酸最终连接成与母链互补的子链，从而形成新的子代DNA分子。

答案：C

14．现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco R Ⅰ酶切后得到的DNA分子仍是1000 bp，用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA 分子，用Eco R Ⅰ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA 分子的酶切图谱正确的是()

解析：本题要求考生能从材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的基因工程问题并能用图表或数学方式等多种表达形式准确地描述生物学有关方面的内容。本题没有直接考查的知识点，更像一道IQ题。“现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco R Ⅰ酶切后得到的DNA分子仍是1000 bp”说明此DNA分子是环状DNA分子，只留下C、D两项供选，“用Eco R Ⅰ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子”确定只能选D。

答案：D

15．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )

A ．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸

B ．用DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体

C ．将重组DNA 分子导入烟草原生质体

D ．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

解析：限制性核酸内切酶是用来切割、获取抗除草剂基因(目的基因)的，而不是切割烟草花叶病毒(受体细胞)的RNA ，故A 错误；DNA 连接酶可以将目的基因与载体结合，从而构建基因的表达载体，故B 正确；获取的重组DNA 分子可以将其导入到烟草受体细胞中，目的基因会在其中表达，使烟草具备抗除草剂的特性，要筛选出抗除草剂的转基因烟草，可以将烟草放在含除草剂的培养基中培养，观察其是否能够正常生长，故C 、D 正确。

答案：A

二、非选择题

16．基因工程中涉及多种工具酶。

(1)限制性核酸内切酶是一类能识别特定核苷酸序列并在特定位点切割双链DNA 的“基因剪刀”。被限制酶识别的序列往往正反读顺序相同，断裂的位置交错，但又是围绕着一个轴线(对称轴)对称排列，如下图。Pst Ⅰ和Eco R Ⅰ都是限制酶。请补全下图中的互补链，画出对称轴以及切割后的产物。

(2)DNA 连接酶是基因操作的“针线”，其作用是把具有________能力而粘贴在一起但存在的切口封闭，进而才可能形成有意义的________。

(3)逆转录酶也常被用于基因工程，其存在于________(生物)中，催化以________为模板合成DNA 的过程。

解析：由题干中可以看出Eco R Ⅰ这种限制酶识别的核苷酸序列为GAATTC 并且在G 、

A 之间切开，所以与之互补的序列为CTTAAG 切开的黏性末端为—G —CTTAA 与AATTC — G —

。DNA 连接酶作用于DNA 分子外侧的磷酸二酯键，把目的基因与载体结合形成重组DNA 分子，而

两条DNA分子之间是通过碱基互补配对形成氢键连在一起的。逆转录酶只存在于以RNA为遗传物质的病毒中，催化反转录过程，即以RNA为模板合成DNA的一条链，在DNA聚合酶作用下形成双链DNA。

答案：(1)

(2)碱基互补配对重组DNA

(3)某些病毒mRNA

17．[2012·天津高考]生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质－DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。

据图回答：

(1)过程①酶作用的部位是________键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是________键。

(2)①②两过程利用了酶的________特性。

(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。

解析：(1)DNA酶的作用是催化DNA的水解，DNA水解的实质是磷酸二酯键的断裂，所以DNA酶作用部位是磷酸二酯键。蛋白酶具有催化蛋白质水解的作用，蛋白质水解的实质是破坏肽键，所以蛋白酶作用的部位是肽键。(2)这两个过程分别由不同的酶催化，体现了酶的专一性。(3)构建重组质粒时要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，其中限制性核酸内切酶需要根据要切割的序列进行选择，因为一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位进行切割。

答案：(1)磷酸二酯肽

(2)专一性