【全程方略】高中生物 1.1 DNA重组技术的基本工具课时提升训练 新人教版选修3(1).doc

课时训练速提升 【基础达标】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2.(2013佳木斯高二检测)在基因工程中用来修饰、改造生物基因的工具是()a.限制酶和水解酶 b.限制酶和dna连接酶c.限制酶和载体 d.dna连接酶和载体3.下列所示的黏性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的()a.1种 b.2种 c.3种 d.4种4.如下图,两个核酸片段在适宜条件下,经x酶的催化作用,发生下列变化,则x酶是()a.dna连接酶 b.rna聚合酶c.dna聚合酶 d.限制酶5.下列关于限制酶和dna连接酶的理解正确的是()a.dna连接酶可以恢复dna分子中的氢键b.在基因工程操作中可以用dna聚合酶代替dna连接酶c.其化学本质都是蛋白质d.它们不能被反复利用6.质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如下图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同,下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c),请根据表中提供的细菌生长情况,推测三种重组后细菌的外源基因插入点,正确的一组是()细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长状况细菌在含四环素的培养基上的生长状况能生长能生长能生长不能生长不能生长能生长a.是c;是b;是a b.是a和b;是a;是bc.是a和b;是b;是a d.是c;是a;是b7.作为基因的运输工具质粒,必须具备的条件之一及理由是()a.能够在受体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.具有多个限制酶切割位点,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.能够在受体细胞中复制并稳定保存,以便于进行筛选8.(2013菏泽高二检测)下列关于几种酶作用的叙述,不正确的是()a.dna连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接b.rna聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录c.一种限制酶能识别多种核苷酸序列,切割出多种目的基因d.dna聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条dna单链9.已知某种限制酶在一线性dna分子上有3个酶切位点,如下图中箭头所指,如果该线性dna分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的dna片段。现有多个上述线性dna分子,若在每个dna分子上至少有一个酶切位点被该酶切断,则理论上讲,经该酶酶切后,这些线性dna分子最多能产生长度不同的dna片段种类数是()a.3 b.4 c. 9 d.1210.胰岛素是治疗糖尿病的重要药物,下图是基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图,请据图回答:(1)完成过程必需的酶分别是、。(2)在利用a、b获得c的过程中,通常用切割a和b,使它们产生相同的,再加入,才可形成c。(3)取自大肠杆菌的物质b,在基因工程中起作用,必须具备的条件是(至少2个)。【能力提升】1.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dnarna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dnamrna质粒受体细胞2.下图为dna分子的某一片段,其中分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次是()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3.下列有关dna连接酶的叙述正确的是()催化具有相同黏性末端的dna片段之间连接催化具有不同黏性末端的dna片段之间连接催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成催化两个核苷酸之间的磷酸二酯键的形成a. b. c. d.4.在dna测序工作中,需要将某些限制性核酸内切酶的限制位点在dna上定位,使其成为dna分子中的物理参照点,这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验:用限制酶hind、bamh和二者的混合物分别降解一个4 kb(1 kb即1千个碱基对)大小的线性dna分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,如下图所示。据此分析,这两种限制性核酸内切酶在该dna分子上的限制位点数目是()a.hind1个,bamh2个 b.hind2个,bamh3个c.hind2个,bamh1个 d.hind和bamh各有2个5.科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因的主要作用是()a.提高受体细胞在自然环境中的耐热性b.有利于检测目的基因是否导入受体细胞c.增加质粒分子的相对分子质量d.便于与外源基因连接6.(能力挑战题)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下图所示。下列有关说法正确的是(多选)()a酶切割产物(bp)b酶再次切割产物(bp)1 600;1 100;300800;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7.(2013北京高二检测).反转录病毒载体是一种表达型质粒,结构如图1所示。图上的“反转录病毒序列”可以整合到动物细胞的染色体上,不断地表达其携带的目的基因。(e、f、h分别为限制酶e、f、h的酶切位点)。(1)反转录的原料是。(2)在构建重组质粒时,目的基因应插入到该质粒的位置是,此过程需使用的酶是。为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加的培养基进行培养。获取大量重组质粒后,将其再转入到某种哺乳动物细胞中,可获得大量重组反转录病毒。.图2为培育转基因小鼠基本过程的示意图。请回答下列问题:(3)如a为重组质粒溶液,将其导入原核期受精卵的方法是;如a为重组反转录病毒,还可采取方法。(4)小鼠出生后可从其尾巴中提取分子,通过的方法,可检测出携带目的基因的小鼠。(5)若目的基因进入细胞后插入一条染色体dna上,那么获得转基因纯合子小鼠的方法是。8.(2013福州高二检测)右下图为某基因工程中利用的质粒简图,小箭头所指分别为限制酶ecor、bamh的酶切位点,ampr为青霉素(抗生素)抗性基因,tetr为四环素(抗生素)抗性基因,p为启动子,t为终止子,ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括ecor、bamh在内的多种酶的酶切位点。据图回答下列问题:(1)在基因工程中常用的工具有三种:一是用作切取dna分子的:二是将目的基因与载体拼接的;三是作为载体的质粒。(2)将含有目的基因的dna与经特定的酶切后的载体(质粒)进行拼接形成重组dna,理论上讲,重组dna可能有“”“”“”三种,其中有效的(所需要的)重组dna是。因此需要对这些拼接产物进行分离提纯。(3)利用图示的质粒拼接形成的三种拼接产物(重组dna)与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物(重组dna)是。答案解析【基础达标】1.【解析】选c。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。2.【解析】选b。在基因工程实施过程中,需用同一种限制酶将含有目的基因的dna分子和质粒切开,以获得相同的黏性末端或平末端;再用dna连接酶将目的基因和载体连接起来以构成重组质粒,故b项正确。3.【解析】选d。同种限制性核酸内切酶切出相同的黏性末端,具有相同的切割位点。本题中各图所示识别序列及切割位点依次是:。因此图中所示的黏性末端应该分别是由4种限制性核酸内切酶作用产生的。4.【解析】选a。dna连接酶的作用是将两个黏性末端的磷酸基团和脱氧核糖连接在一起;rna聚合酶是在rna复制或转录过程中,把核糖核苷酸连接在一起;dna聚合酶是在dna复制过程中催化脱氧核苷酸的聚合反应;限制酶是在获取目的基因时识别特定的碱基序列,切出黏性末端。图示为将两个黏性末端的磷酸基团和脱氧核糖连接在一起。5.【解析】选c。限制酶和dna连接酶的化学本质都是蛋白质,作用前后没有发生变化,可以被反复利用。dna连接酶是通过形成磷酸二酯键将两个dna分子片段连接起来,dna聚合酶是通过形成磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸连接起来。6.【解析】选a。对细菌来说,能在含氨苄青霉素的培养基上生长,也能在含四环素的培养基上生长,说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因都没有被破坏,插入点是c;对细菌来说,能在含氨苄青霉素的培养基上生长,说明其抗氨苄青霉素基因正常,不能在含四环素的培养基上生长,说明其抗四环素基因被破坏,插入点为b;对细菌来说,不能在含氨苄青霉素的培养基上生长,说明其抗氨苄青霉素基因被插入而破坏,故插入点为a。7.【解析】选a。作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达,必须能够在受体细胞内稳定地保存并大量复制,以便通过复制提供大量目的基因。同时要具有某些标记基因,是为了通过标记基因是否表达来判断目的基因是否进入了受体细胞,从而进行筛选受体细胞。载体要具有多个限制酶切割位点,则是为了便于与外源基因连接。8.【解析】选c。限制酶具有专一性,一种限制酶只能识别一种核苷酸序列,并在特定位点切割dna分子,故选项c叙述错误。dna连接酶无识别的特异性,能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接,dna连接酶对于黏性末端或平末端都能催化其“缝合”,重新形成dna分子;rna聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录;dna聚合酶能以dna的一条链为模板,把单个脱氧核苷酸分子连接成一条dna单链,复制形成新的dna分子。9.【解析】选c。这些线性dna分子被酶切的结果可能有以下几种:若在每个dna分子上只有一个酶切位点被该酶切断,则经该酶酶切后,这些线性dna分子可能被酶切的片段为:a和b+c+d、a+b和c+d、a+b+c和d。若在每个dna分子上都有两个酶切位点被该酶切断,则经该酶酶切后,这些线性dna分子可能被酶切的片段为:a、b和c+d或a、b+c和d或a+b、c和d。若在每个dna分子上都有三个酶切位点被该酶切断,则经该酶酶切后,这些线性dna分子可能被酶切的片段为:a、b、c和d。由以上分析可知:若在每个dna分子上至少有一个酶切位点被该酶切断,则理论上讲,经该酶酶切后,这些线性dna分子最多能产生长度不同的dna片段种类数是9种。10.【解析】(1)过程为由单链rna到双链dna的过程,为反转录,需要反转录酶的催化。过程是dna由双链解旋变成单链,这个过程需要解旋酶。(2)a为目的基因,b为载体,只有用同一种限制酶切出相同的黏性末端,然后在dna连接酶的作用下才能相互结合。(3)从大肠杆菌中提取的b为质粒,在基因工程中可以起到载体的作用,必须具备的条件是具有标记基因和一至多个限制酶切割位点,能够在宿主细胞中复制并稳定保存。答案:(1)反转录酶解旋酶(2)同一种限制酶黏性末端dna连接酶(3)载体具有标记基因和一至多个限制酶切割位点,能够在宿主细胞中复制并稳定保存【能力提升】1.【解析】选c。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、受体细胞及其工具(工具酶和载体)。2.【解析】选c。表示dna分子中碱基对之间的氢键,作用于该处的酶是解旋酶;表示使磷酸二酯键断裂,作用于该处的酶是限制酶;表示使两个dna片段连接起来,在处形成磷酸二酯键,作用于该处的酶是dna连接酶。3.【解析】选c。dna连接酶催化相同(即互补)的黏性末端进行连接,而不是不同的黏性末端的任意连接。dna连接酶作用的部位是磷酸二酯键,不是氢键。【误区警示】解答此类题目的易错之处是把dna连接酶的作用部位认为是黏性末端的碱基之间。要注意碱基之间是通过氢键连接的,dna连接酶连接的是两个核苷酸间的磷酸二酯键。4.【解析】选a。据图分析可知:用限制酶hind处理后,dna沉淀中有两种不同大小的线性dna分子,表明该酶有一个限制位点;用bamh降解后有三个不同大小的线性dna分子,表明该酶有两个限制位点。5.【解析】选b。质粒dna分子上有特殊的标记基因,如某种抗生素抗性基因,以便于重组dna的鉴定和选择,以及便于检测目的基因是否导入受体细胞。6.【解析】选c、d。限制酶a切割为3段,有两个切割位点,其产物又被限制酶b切割,形成两种产物,即再被切割两次,有两个切割位点,a项不正确。b项中a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接,b项不正确。c项中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,不难发现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,即d项是正确的。【规律方法】 “限制酶识别序列”的辨析方法(1)不同限制酶识别序列的辨析:首先要认真分析不同限制酶特定的识别序列,寻找它们的共同点,再分析目的基因或质粒切割位点的个数和部位,可以简单地画些草图进行直观的分析,同时结合相应的碱基对比例、切割后的游离磷酸基团等知识进行解题。(2)不同识别序列的限制酶同时处理质粒、目的基因并进行拼接时,首先要分析这种操作的优点可以提高质粒与目的基因定向连接效率;其次要分析能进行拼接的前提只有相同黏性末端才能进行拼接;最后还要分析拼接保留或破坏了哪些限制酶的识别序列。(3)形成重组质粒后,用不同限制酶进行再次切割,可形成的片段分析:解决这类问题一定要分析经dna连接酶形成的重组质粒中原限制酶的识别序列有没有发生改变(即是否存在)。如不存在,则不能被该限制酶再次切割,不能形成原来的黏性末端。7.【解析】(1)反转录是以rna链为模板合成dna的过程,其原料是组成dna的基本单位:(四种)脱氧核苷酸。(2)目的基因只有插入“反转录病毒序列”中才能整合到动物细胞染色体dna上并不断表达。由图1可以看出,“反转录病毒序列”中含有限制酶f的酶切位点,因此,在构建重组质粒时,目的基因应插入到该质粒的位置是f处,此过程首先需用限制酶将质粒和含目的基因的dna切割,然后再用dna连接酶将目的基因和质粒连接,构成重组质粒。为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加抗生素a的培养基进行培养。(3)将目的基因导入动物