2019_2020学年高中生物课时作业（一）基因工程的发展历程和工具（含解析）苏教版选修3.docx

课时分层作业(一)(建议用时：45分钟)基础达标练1下列有关基因工程叙述错误的是()A最常用的载体是大肠杆菌的质粒B工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶C该技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换D基本原理是基因突变【解析】基因工程的基本原理是基因重组，不同生物的DNA具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础；基因工程中的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，最常用的载体是大肠杆菌质粒。该技术可克服生殖隔离现象，实现种间遗传物质交换，按照人的意愿使生物发生变异。【答案】D2下列实践活动包含基因工程技术的是()A水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆【解析】A项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重组；C项属于基因工程育种，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变。【答案】C3下列有关基因工程技术的叙述，正确的是()A重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体B所有的限制酶都只能识别同一种特定的脱氧核苷酸序列C一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体D细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体【解析】此题考查基因工程的基本工具及相关知识。解答此类题目须明确以下知识：(1)基因操作的工具酶有限制性核酸内切酶(简称限制酶)和DNA连接酶。(2)一种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并从特定的位点切开，不同的限制酶识别的脱氧核苷酸序列是不同的。(3)载体是基因的运载工具，一般选用细菌的质粒作为载体，它既可以携带外源基因进入受体细胞，或独立复制或整合到受体细胞的DNA上，又有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。但在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。【答案】C4下列说法中不正确的有()限制性核酸内切酶全部是从真核生物中分离纯化而来的DNA连接酶全部是从原核生物中分离得到的所有限制性核酸内切酶识别的脱氧核苷酸序列均由6个核苷酸组成不同限制性核酸内切酶切割DNA的位点不同有的质粒是单链DNAABCD【解析】限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离得到的，所以错误；DNA连接酶中的一类是从原核生物大肠杆菌中分离得到的，另一类是从T4噬菌体中得到的，所以错误；不同的限制性核酸内切酶识别的脱氧核苷酸序列不同，不一定都是6个核苷酸，所以错误；质粒都是双链环状DNA分子，所以错误。【答案】B5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DNA片段末端，形成磷酸二酯键B将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C连接两条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之间连接起来，而不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接【解析】DNA连接酶和DNA聚合酶都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，将两个DNA片段连接成重组DNA分子。DNA聚合酶是将单个核苷酸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】B6据图判断，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【解析】a处指的是两个相邻脱氧核苷酸之间的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键，而c处指的是同一个脱氧核苷酸内的脱氧核糖和磷酸之间的化学键，DNA连接酶不能连接此化学键。【答案】D7作为基因工程中的“分子运输车”载体，应具备的条件是()必须有一个或多个限制性核酸内切酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去大小应合适，太大则不易操作ABCD【解析】基因操作中运输目的基因的载体必须有一个或多个限制性核酸内切酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上；载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制；必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选；必须是安全的；大小应合适，太大则不易操作。【答案】D8下图表示限制性核酸内切酶切割某DNA分子的过程，下列有关叙述，不正确的是()A该限制酶能识别的碱基序列是GAATTC，切点在G和A之间B用此酶切割含有目的基因的片段时，必须用相应的限制性核酸内切酶切割载体，产生与目的基因相同的黏性末端C要把目的基因与载体“缝合”起来，要用到基因工程的另一个工具DNA聚合酶D限制酶切割DNA分子时，是破坏了同一条链上相邻脱氧核苷酸之间的化学键，而不是两条链上互补配对的碱基之间的氢键【解析】由图示可知，该限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切点在G和A之间；要获得重组DNA分子，必须用限制性核酸内切酶切割载体和目的基因，得到相同的黏性末端；将目的基因与载体“缝合”起来的是DNA连接酶，而不是DNA聚合酶；限制性核酸内切酶切割的是同一条链上相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。【答案】C9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。下图为四种限制酶BamH 、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GATC【解析】图中四种限制酶切割DNA分子所形成的黏性末端分别是可知BamH 和Bgl 切割DNA分子产生的末端的碱基是互补的。【答案】D10科学家通过基因工程，需要从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因，放入棉花细胞中发挥作用，回答有关问题：(1)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是_。此工具主要存在于_中，其特点是_。(2)将抗虫基因导入棉花细胞需要的运输工具具有的特点是_，最常用的载体是_，除了它还有_、_。【答案】(1)限制性核酸内切酶细菌一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割(2)有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点，在受体细胞中可进行自我复制，具标记基因质粒噬菌体的衍生物动植物病毒能力提升练11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】A项破坏了复制必需的序列。B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，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。D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。【答案】C12下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是()Aa的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构B要获得相同的黏性末端，要用相同的b去切割a和dCc连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对D若要获得未知序列的d，可到基因文库中去寻找【解析】a是载体质粒，b是限制性核酸内切酶切割质粒，c是DNA连接酶，连接质粒和目的基因，d是目的基因。质粒是环状DNA，其基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成的。要想获得同一种黏性末端要用同一种限制性核酸内切酶。DNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的键，不是氢键。对于未知序列的目的基因是无法从基因文库中获取的。【答案】B13现有一长度为3 000碱基对(bp)的线性DNA分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶H单独酶切，结果如图1。用酶B单独酶切，结果如图2。用酶H和酶B同时酶切，结果如图3。该DNA分子的结构及其酶切图谱是()【解析】从图中所示的结果看，酶H单独酶切时会将DNA切割成两种长度(分别为2000bp、1000bp)，可以排除D选项；酶B单独酶切时使DNA切割成三种长度(分别为2000bp、600bp、400bp)，由此可排除BC选项。【答案】A14根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有_和_。(2)质粒运载体用EcoR 切割后产生的片段如下：AATTCG GCTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR 切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，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。(5)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。【解析】当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平口末端。为使运载体与目的基因相连，用另一种限制酶切割后形成的黏性末端必须与EcoR 切割形成的黏性末端相同。根据酶的来源不同，可以将DNA连接酶分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为大肠杆菌DNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。基因工程中除质粒外，还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等也可作为运载体。【答案】(1)黏性末端平口末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR 切割产生的相同(3)大肠杆菌T4(4)噬菌体的衍生物动植物病毒(5)15基因工程又叫做基因拼接技术。该技术能够通过对生物的基因进行改造和重新组合，产生出人类所需要的基因产物。自20世纪70年代基因工程发展起来以后，人们开始采用高新技术生产各种基因产品。下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1和图2表示基因工程部分操作过程：限制酶BamH Hind EcoR Sma 识别序列及切割位点GGATC C C CTAGGAAGCT TT TCGAAGAATT CC TTAAGCCCGGGGGGCCC(1)从表中四种酶的切割位点看，可以切出平口末端的酶是_。(2)将目的基因与质粒DNA缝合时，两条链上的磷酸、脱氧核糖在_酶的作用下连接起来，形成磷酸二酯键；两条链间的碱基对通过_连接起来。(3)图2中的质粒分子可被表中_酶切割，切割后的质粒含有_个游离的磷酸基团。(4)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_。(5)在相关酶的作用下，甲与乙能否拼接起来？并说明理由：_。【解析】(1)由表格中四种限制酶切割位置可知，Sma 可切出平口末端。(2)目的基因与质粒缝合时用DNA连接酶进行