2020-2021学年人教版选修3高二生物下学期期末满分01 DNA重组技术的基本工具（解析版）

专题01DNA重组技术的基本工具

知识梳理

i.基因工程的概念

(1)供体：提供目的基因。

(2)操作环境：旌处。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理：基因重组。

(5)受体：表达目的基因。

(6)本质：性状在受体体内的表达。

(7)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。

2.DNA重组技术的基本工具

(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)

①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

②作用：识别特定的核甘酸序列并切开特定部位的两个核甘酸之间的磷酸二酯键。

③结果：产生黏性末端或平末端。

(2)DNA连接酶

①种类：按来源可分为EcoliDNA连接酶和T&DNA连接酶。

②作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核昔酸之间的磷酸二酯键。

③DNA连接酶和限制酶的关系

.........限制赧

GAATTC、GAATTC

m3NA连接酶F+9

(3)载体

①种类：睡、入噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

'能自我复制

②质粒的特点有一个至多个限制酶切割位点

有特殊的标记基因

3、确定限制酶的种类

7^

Pst\Sma\Pst\》■氏oRl

高抗病基因嬴］S,"冬

图甲图《

(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类

①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Ps"。

②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaIo

③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图

甲也可选择用PstI和EcoRI两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切点）。

（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类

①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。

②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶

会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失

的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。

4、载体上标记基因的标记原理

载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。

当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗

生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示：

在含有氨节青等麦|冷、|

的培养基上培养]

只有含有板体,

并且载体上的

青霉素基因大肠杆菌中有的

基因表达的大

的质粒有栽体进入，有的

肠杆菌才能存

没有栽体进入

活并增殖

实战演练

一、选择题

1.下列关于基因工程的说法，正确的是（）

A.将目的基因与载体结合时，应该将目的基因插入到启动子和终止子之间

B.不同的限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端一定不相同

C.相同黏性末端连接形成的DNA片段，一定会被原限制性核酸内切酶识别

D.限制性核酸内切酶切割DNA和RNA内部的磷酸二酯键

【答案】A

【分析】

1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。其中常用的运载体：

质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

2、“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功

能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核甘酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核甘酸之间的磷

酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末

端和平末端。

【详解】

A、启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动基因的转录，故只有将目的基因

插入启动子和终止子之间，目的基因才能表达，A正确；

B、不同限制酶可能形成相同的黏性末端，如限制醐甲识别GAATTC碱基序列，并在GA之间切割，限制

酶乙识别CAATTG碱基序列，在C与A之间切割，形成的黏性末端是相同的，B错误；

C、结合B选项，酶具有专一性，限制酶甲与限制酶乙形成的黏性末端连接后，形成的碱基序列为CAATTC,

另一条链为GAATTG,不能被限制酶甲和乙识别，C错误；

D、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核甘酸序列，并艮使每一条链中特定部位的两个核甘酸之

间的磷酸二酯键断开，不能切割RNA,D错误。

故选A。

2.将外源基因导入受体细胞时，常用的载体不包括（）

A.质粒B.噬菌体C.动植物病毒D.农杆菌

【答案】D

【分析】

基因工程的工具包括限制酶、DNA连接酶和运载体。

【详解】

将外源基因导入受体细胞，常常需要将目的基因与运载体结合构建基因基因表达载体，常用的载体有质粒、

噬菌体和动植物病毒，农杆菌可以作为受体细胞，不能作为载体。

综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

3.基因重组是生物变异的重要来源，能产生丰富的变异类型。对于基因型为AaBb的某植物来说，下列过

程中没有发生基因重组的是（）

A.自交过程中，各种基因型的雌雄配子随机结合

B.减数分裂时，携带A和a的染色单体片段发生交叉互换

C.某细胞中导入一个外源抗虫基因并插入到条染色体上

D.产生基因型为AB、Ab,aB、ab四种花粉

【答案】A

【分析】

基因重组：（1）概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因对的重新组合。（2）类型：

①基因的自由组合：随着减数第一次分裂的后期非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合。②基

因的交换：减数分裂的四分体时期，位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间互换而发生交

换。（3）意义：基因重组是生物变异的来源之一，是生物多样性的原因之一，对生物进化具有重要意义。

【详解】

A、基因重组是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，故自交过程中，各种基

因型的雌雄配子随机结合不属于基因重组，A错误;

B、减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体的片段发生交换可导致基因重组，B正确；

C、细胞中导入一个外源抗虫基因并插入到条染色体上，属于基因工程，其原理是基因重组，C正确；

D、生物体通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，基因型为

AaBb的植株产生基因型为AB、Ab、aB、ab四种花粉，体现了基因重组，D正确。

故选A»

4.在基因工程操作中，科研人员利用识别两种不同序列的限制酶（Ri和R?）处理基因载体，进行聚丙烯酰

胺凝胶电泳检测，结果如图所示。以下相关叙述中，不正确的是（）

A.该教体最可能为环形DNA分子

B.两种限制酶在载体上各有一个酶切位点

C.限制酶Ri与Ri的切割位点最短相距2OObp

D.限制酶作用与该载体会导致氢键和肽键断裂

【答案】D

【分析】

限制酶可识别特定的脱氧核甘酸序列，并在特定的核甘酸之间切开磷酸二酯键，产生具有黏性末端或平末

端的DNA片段。据图可知，当仅用一种限制酶切割载体时，仅产生一种长度的DNA片段，两种限制酶同

时切割时产生两种长度的DNA片段。

【详解】

A、由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，仅产生一种长度的DNA片段，因此该载体最有可能为环状

DNA分子，A正确；

B、由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，两种限制酶切割产生的DNA片段等长，而两种限制酶同时

切割时则产生两种长度的DNA片段，所以两种限制酶在载体上各有一个酶切位点，B正确；

C、由题可知，两种限制酶同时切割时则产生600bp和200bp两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶

切位点至少相距200bp,C正确；

D、限制酶切割DNA分子，破坏的是作用位点上两个脱氧核糖核甘酸之间的磷酸二酯键，D错误。

故选D。

5.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是（）

A.用限制酶酶切获得一个目的基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开

B.序列一CATG」和一G2ATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同

C.限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大

D.T4DNA连接酶和£co//DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接

【答案】C

【分析】

1、关于限制醐，考生可以从以下几方面把握：

（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。

（2）特异性：能够识别双链DNA分子的某种特定核昔酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核甘酸

之间的磷酸二酯键断裂。

（3）结果：形成黏性末端或平末端。（注意：用限制酶切割DNA时，每切开一个切口需要水解两个磷酸二

酯键）

2、DNA连接酣：

（1）根据酶的来源不同分为两类：E-coliDNA连接酶、T2NA连接酷。这二者都能连接黏性末端，此外

T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。

（2）DNA连接醐连接的是两个核甘酸之间的磷酸二酯键。

【详解】

A、用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被水解，A错误：

B、-CATG1-和GGATCC-序列被限制前切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，B错误；

C、限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，C正确；

D、T4DNA连接酶和E-coliDNA连接酶都能催化黏性末端的连接，只有TaDNA连接酶还可以连接平末端,

D错误。

故选C。

6.以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列有关叙述错误的是（）

®XGCA®：?G

①二产②二1AA③二:;

A.以上DNA片段是由5种限制酶切割后产生的

B.若要把相应片段连接起来，应选用DNA连接酶

C.上述能进行连接的两个黏性片段连接后形成的DNA分子是…CTGCAG…

…GACGTC…

D.①②④属于黏性末端，③⑤属于平末端

【答案】A

【分析】

分析题图：图示为几种不同限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的部分片段，其中①④是同一种限制酶

切割形成的，具有相同的黏性末端；②、⑤经过限制酶切割后形成的是黏性末端；③经过限制酶切割后形

成的是平末端。

【详解】

A、图中①④是同一种限制酶切割形成的，因此以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的，A错误；

B、DNA连接酶可将具有相同末端的DNA片段连接起来，B正确；

C、图中①④具有相同的黏性末端，可被DNA连接酶连接形成‘…%即，%…，C正确；

•••QACGrc…

D、由图可知，①②④属于黏性末端，③⑤属于平末端，D正确。

故选A。

7.下图是三种限制酶的脱氧核甘酸识别序列和切割位点示意图」表示切点）。下列相关分析错误的是（）

限制酶1：」GATC-限制酶2：-CctcGG-限制前3：—G^GATCC-

A.这三种限制酶切割出的DNA片段末端都是黏性末端

B.不同限制酶切割DNA所得的黏性末端可能相同

C.能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割

D.同一个DNA经限制酶1和限制酶3分别切割后所得片段数一定相等

【答案】D

【分析】

由图可知，♦种限制酶的识别序列均不同，但限制酶1和3切割后产生的黏性末端相同。

【详解】

A、据图可知，这三种限制酶切割位点均位于中轴线一侧，切割出的DNA片段末端都是黏性末端，A项正

确；

B、DNA经限制酶1和限制酶3分别切割，所得的DNA片段黏性末端相同，B项正确；

CD,能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶I切割，但能被限制酶1切割的DNA不一定能被限制酶3切

割，故同一个DNA经限制前I和限制酶3分别切割后所得片段数不一定相等，C项正确，D项错误。

故选D。

8.下列有关基因工程操作工具的叙述正确的是（）

A.限制性核酸内切酶将DNA双链切割成两条单链

B.限制性核酸内切酶的基因只存在原核生物中

C.质粒通常具有一至多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接

D.将动物基因转入大肠杆菌等宿主细胞内只能以病毒为载体

【答案】C

【分析】

1、基因工程的工具：

（1）限制酷：能够识别双链DNA分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核甘酸

之间的磷酸二酯键断裂。

（2）DNA连接酶：连接的是两个核昔酸之间的磷酸二酯键。

（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

2、作为运载体必须具备的条件：

①要具有限制酶的切割位点；

②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；

③能在宿主细胞中稳定存在并复制；

④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。

【详解】

A、限制性核酸内切酶将DNA双链切割成双链片段，A错误；

B、限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，B错误；

C、质粒作为运载体时，应具有标记基因和多个限制酶切点，便于筛选和目的基因的插入，C正确；

D、常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒，由于受体细胞是大肠杆菌，因此可选用质粒和噬

菌体的衍生物作为载体，D错误。

故选C。

9.下列关于基因工程的叙述，错误的是（）

A.限制性核酸内切酶可以切割磷酸二酯键和氢键

B.基因工程操作的核心步骤是基因表达载体的构建

C.基因工程的设计和实施都是在分子水平上进行的

D.生物共用一套遗传密码为基因工程提供了理论依据

【答案】A

【分

1、基因工程是指在生物体外，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（目的

性强）和重新组合（基因重组），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

出人类所需要的基因产物，但并不是所有的基因产物对人类都是有益的。

2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导

入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。

【详解】

A、限制性核酸内切酶可以切割磷酸二酯键，但是不能切割氢键，A错误：

B、基因表达载体的构建是基因工程操作的核心步骤，B正确；

C、基因工程的设计和实施都是在分子水平上进行的，C正确；

D、不同生物共用一套遗传密码为基因工程提供了理论依据，某生物的基因可以转移到其他生物并表达出相

同的蛋白质，D正确。

故选A。

10.我国华南农业大学科研人员利用农杆菌转化法将抗环斑病毒基因导入番木瓜，培育出转基因抗病番木

瓜。下列叙述错误的是（）

A.限制酶在Ti质粒切开一个切口暴露出两个游离的磷酸基团

B.不同的限制酶切割DNA产生的黏性末端一定不同

C.可以用同种限制酶切割Ti质粒和含有抗环斑病毒基因的DNA片段

D.T’DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端

【答案】B

【分析】

基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苜酸序列，并且使每一条链中特定部

位的两个核甘酸之间的磷酸二酯键断裂。（2）DNA连接酶：连接的是两个核甘酸之间的磷酸二酯键。（3）

运载体：常用的运载体有质粒（质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制

能力的双链环状DNA分子）、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

【详解】

A、限制酶可以识别特定的DNA序列并在特定位点进行切割，Ti质粒为环状DNA,故限制能在Ti质粒切

开一个切口暴露出两个游离的磷酸基团，A正确；

B、不同的限制酶切割形成的黏性末端也可能相同，也可能不同，B错误；

C、可以用同种限制酶切割Ti质粒（运载体）和含有抗环斑病毒基因（目的基因）的DNA片段，以形成相

同的黏性末端，便于连接，C正确；

D、EDNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端，只是连接平末端的效率较低，D正确。

故选B。

11.基因工程中选用的细菌质粒常带有抗生素抗性基因，该基因的主要作用是（）

A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性

B.有利于对目的基因是否导入进行检测

C.有利于对目的基因是否表达进行检测

D.有利于对目的基因的表达

【答案】B

【分析】

运载体一般要具备以下条件：

1、要有启动子、终止子（都是有特殊结构的DNA片段）。

2、要有标记基因能把已经导入目的基因的细胞筛选出来。一般都是抗性基因。也就是说运载体上有标记

基因（抗性基因），把这种运载体导入受体细胞了，受体细胞就能在特殊的培养液中成活，否则细胞就不能成

活。

3、要有一个或多个酶切位点，限制酶要从酶切位点把运载体切开，这样目的基因才能导入

4、在细胞中能够进行自我复制

5、对受体细胞无害

【详解】

运载体上有标记基因（抗性基因），把这种运载体导入受体细胞了，受体细胞就能在特殊的培养液中成活，否

则细胞就不能成活，因此基因工程中选用的细菌质粒常带有抗生素抗性基因，有利于对目的基因是否表达

进行检测。

12.下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是（）

A.DNA连接酶不需要识别特定的脱氧核甘酸序列

B.一种DNA连接酶只能连接一种黏性末端

C.将单个脱氧核甘酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键

D.连接两条DNA链上碱基之间的氢键

【答案】A

【分析】

DNA连接酶：（1）根据酶的来源不同分为两类：E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏

性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。（2）DNA连接酶连接的

是两个核甘酸之间的磷酸二酯键。

【详解】

A、DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，不需要识别特定的脱氧核甘酸序列，A

正确；

B、DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，所以一种DNA连接酶可以连接多种黏

性末端，B错误；

C、DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,DNA聚合酶是将单个脱氧核甘酸加到某DNA

片段末端，形成磷酸二酯键，C错误：

D、DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，D错误。

故选A。

13.下列有关基因工程中载体的说法正确的是（）

A.质粒是一种独立于细菌拟核外的链状DNA分子

B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体

C.质粒载体的复制和表达不遵循中心法则

D.作为载体的质粒常含有抗生素抗性基因

【答案】D

【分析】

关于运载体，考生可以从以下几方面把握：

（1）常用的运载体：质粒（质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能

力的双链环状DNA分子）、噬菌体的衍生物、动植物病毒；

（2）作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于

重组后重组子的筛选③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而同要易从供体

细胞分离出来；

（3）天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。

【详解】

A、质粒是一种独立于细菌拟核外的环状DNA分子，A错误：

B、天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，B

错误；

C、质粒载体的复制和表达遵循中心法则，C错误；

D、作为载体的质粒常含有抗生素抗性基因，可以作为标记基因，对重组后重组DNA进行筛选，D正确。

故选D。

14.下列关于质粒的叙述，正确的是（）

A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器

B.质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子

C.质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制

D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的

【答案】B

【分析】

1、天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。

2、作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重

组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而目.要易从供体

细胞分离出来。

【详解】

A、质粒是存在于细菌中一种环状DNA分子，不是细胞器，A错误；

B、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子，

B正确；

C、在体外，若给予适宜的条件，质粒也可能进行复制，C错误；

D、有的质粒可以整合到宿主细胞的染色体DNA上，如大肠杆菌的Ti质粒的T-DNA,D错误。

故选B。

15.“分子缝合针”——DNA连接酶“缝合”的部位是（）

A.碱基对之间的氢键

B.碱基与脱氧核糖

C.双链DNA片段间的磷酸二酯键

D.脱氧核糖与脱氧核糖

【答案】C

【分

基因工程的工具：

（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核甘酸

之间的磷酸二酯键断裂。

（2）DNA连接酶：恢复被限能切开的两个核甘酸之间的磷酸二酯键。

（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

【详解】

由分析可知，“分子缝合针”——DNA连接酶“缝合”的部位是双链DNA片段间的磷酸二酯键，C符合题意。

故选C。

16.限制酶是一种核酸内切酶。可识别并切割DNA分子上特定的核甘酸序列。下图为四种限制酶BamHI、

EroREHindIII和BglII的识别序列和切割位点

BamHIEcoRIHindDIBgin

1III

GGATCCGAATTCAAGCTTAGATCT

CCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA

tttt

切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是（）

A.HamHI和EcoRIB.BamHI和HindlH

C.BamHI和BglllD.EcoRI和HindIII

【答案】C

【分析】

如图：BamHI切出的黏性末端是一GATC、一CTAG；EcoRI切出的黏性末端是一AATT、一TTAA；HindIII

切出的黏性末端是一AGCT、—TCGA；BglII切出的黏性末端是一GATC、—CTAG,

【详解】

BamHI和BglII切出的黏性末端相同，都是：一GATC、—CTAG,可以互补，C正确。

故选C。

17.下列关于基因工程相关工具的说法，正确的是（）

A.DNA连接酶能将单个脱氧核甘酸加到已有的脱氧核甘酸片段上，形成磷酸二酯键

B.迄今分离出的限制醵有数千种，均是在原核生物中分离纯化出来的

C.据酶的功能不同，可以将DNA连接酶分为两类：EcoliDAN连接酶和T4DNA连接酶

D.细菌质粒是独立于细菌拟核DNA之外的双链DNA分子，用作基因工程载体的质粒都是经过人工改

造的

【答案】D

【分析】

1、基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中特

定部位的两个核甘酸之间的磷酸二酯键断裂。（2）DNA连接酶：连接的是两个核甘酸之间的磷酸二酯键。

（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

2、DNA连接酶：（I）根据酶的来源不同分为两类：E.coliDNA连接酶、RDNA连接酶。这二者都能连接

黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。（2）DNA连接能连接

的是两个核甘酸之间的磷酸二酯键。（3）DNA连接前和DNA聚合酶的区别：①DNA连接酶是在两个DNA

片段之间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核甘酸加到已有的核甘酸片段上，形成磷酸二酯

键；②DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核甘酸连接起来；

③DNA连接酶不需要模板，而DNA聚合酶需要模板。

【详解】

A、DNA连接前是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，DNA聚合酶能将单个脱氧核甘酸加到已有的脱

氧核甘酸片段上，形成磷酸二酯健，A错误；

B、现已分离出的限制酶有约4000利i,限制酶主要分布在原核细胞中，B错误；

C、据酶的来源不同，可以将DNA连接酶分为两类：E.coliDNA连接酶和T」DNA连接酶，C错误；

D、细菌质粒是独立于细菌拟核DNA之外的双链DNA分子，用作基因工程载体的质粒都是经过人工改造

的，D正确。

故选D。

18.下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是（）

A.DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合

B.用限制性核酸内切酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子

C.限制酶能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子

D.T4DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端

【答案】B

【分析】

生物工程中酶的作用：

1、DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。

2、DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核昔酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起作用。

3、限制性核酸内切酶：从DNA链的内部进行切割，分为限制性内切酶和非限制性内切酶，主要从原核生

物中分离纯化出来，这种酶的作用是识别DNA分子的特定核甘酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核

甘酸之间的磷酸二酯键断开。

【详解】

A、DNA连接酶能够将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间磷酸二酯键黏合，A错误；

B、用限制性核酸内切酶从质粒上切下一个目的基因，要断裂4个磷酸二酯键，故需消耗4个水分子，B正

确；

C、限制能切割DNA分子时，是破坏了同一条链上相邻脱氧核昔酸之间的化学键即磷酸二酯键，而不是两

条链上互补配对的碱基之间的氢键，C错误；

D、T&DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接平末端，但连接平末端时的效率

比较低，D错误。

故选B。

19.下图所示的酶M和醵N是两种限制酶，图中DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类，其他碱基的

种类未作注明。下列叙述中不正确的是（）

同时用旃M............

u-i、、，.八n.和梅N处理.-JTGCACAGCGCT-

果DNA分子--------->U和UAL八和\，35

CACGTGTCGCGA

।।।।।।।।।।।_1

片段甲片段乙片段丙

用的M和陶N——r-rrm——r

籽粒处理，GCGC1G和IGCACA

一'ACACGTGTCGCG

iiiiiiiiiiii

片段丁片段戊

A.多个片段乙与丁混合在一起，可用DNA连接酶拼接得到环状DNA

B.多个片段乙与丁混合，只由两个DNA片段连接成的DNA共有4种

C.一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核糖核甘酸序列

।।।।।।।।।।।।

AGCGCTGTGCAC

D.若酶M特异性剪切的DNA片段是则酶N特异性剪切片段是

TCGCGACACGTG

।।।।।।।।।।।।

【答案】B

【分析】

1、分析图形：图中所示的是随M和酶N两种限制酶切割含有目的基因的DNA片段和质粒的结果。

2、限制性核酸内切酶（限制酶）

（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的；

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核甘酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核甘酸

之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性；

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

【详解】

AB、多个片段乙和多个片段丁混合在一起，用DNA连接酶拼接得到环状DNA,其中只由两个DNA片段

连接成的环状DNA分子有3种，即片段乙自身连接、片段丁自身连接，片段乙和片段丁自身连接，A正确，

B错误；

C、切割DNA的工具是限制性核酸内切酶，又称限制酶，限制酶是基因工程必需的工具酶，其特性是一种

限制酶只能识别某种特定的脱氧核糖核甘酸序列，C正确；

TTTTTT~~~।~।~T-

AGCGCTGTGCAC

D、根据图中黏性末端可知，酶M和酶N识别的片段可能是或，由题干已

J!__I_,I_I_।_I__L.C।A।C।G।।1G।

IIIIIITTTTTT

AGCGCTGTGCAC

知酶M特异性剪切的DNA片段是，所以酶N特异性剪切的DNA片段是八八八八,八

TCGCGACACG1G

IIIIII।।।।।।

D正确。

故选B。

20.据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（）

A.限制性内切酶可以切断a处

B.DNA聚合醐可以连接a处

C.解旋酶可以使b处解开

D.DNA连接酶可以连接c处

【答案】D

【分析】

分析题图：图示为某DNA分子一个片段，其中a为磷酸二酯键，b为氢键，c为脱氧核甘酸内部的磷酸键。

【详解】

A、限制酶可以切断脱氧核甘酸之间的磷酸二酯键，即a处，A正确；

B、DNA聚合酶可以连接脱氧核昔酸形成磷酸二酯键，即a处，B正确；

C、解旋酶可以使氢键断裂，即b处，C正确；

D、DNA连接酶可以连接DNA片段形成磷酸二酯键，即a处，D错误。

故选D。

21.某质粒分子其中一条链的部分核昔酸序歹I」为-CGAGCCGAATTCTGCGCCTATAGGCCTCGA-,限制酶

EcoRi在单链上的识别序列为-GAATTC-。下列叙述正确的是（）

A.一种限制酶只能识别一种特定的核甘酸序列，并在特定位点断开DNA

B.用EcoRI醐切割该质粒，至少会产生2个片段

C.与其互补片段相比，该单链片段中A与T的和所占比例较大

D.一个该质粒复制n次，得到的双链都是新合成的质粒有(2»-1)个

【答案】A

【分析】

限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核甘酸序列，并且使每一

条链中的特定部位的磷酸二酯键断开。

【详解】

A、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核甘酸之间

的磷酸二酯键断裂，A正确；

B、质粒是环状的，该质粒只有•个EcoRI酶切割位点，用EcoRI能切割该质粒，会产生1个片段，B错误；

C、与其互补片段相比，该单链片段中A和T与互补链中A和T的碱基配对，是互补的，它们所占比例一

样，C错误；

D、一个该质粒复制n次，含母链的质粒有2个，其余都是新合成的质粒，得到的双链都是新合成的质粒有

(2n-2)个，D错误。

故选A。

22.2020年诺贝尔化学奖授予两位女科学家以表彰她们“开发出一种基因组编辑方法”。CRISPR/Cas9基因

组编辑系统工作原理如图所示，关于此技术的叙述错误的是()

a避Cas9蛋白

/—//DNA

.

识别序列.

］。、向导RNA

.......................tlllHllllH'llIllTT—DNA

A.Cas9蛋白能切断DNA的磷酸二酯键

B.DNA-RNA杂交区域不存在T-A碱基对

C.在向导RNA中也存在碱基互补配对

D.改变向导RNA的序列可实现对特定基因的切割

【答案】B

【分析】

根据题意分析可知：CR1SPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的向导RNA能识别并结合特

定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑。由于其

他DNA序列也含有与向导RNA互补配对的序列，所以会造成向导RNA错误结合而出现脱靶现象。

【详解】

A、Cas9蛋白能在特定位置切割DNA,为一种能使磷酸二酯键断裂的酶，A正确；

B、DNA上含有A、T、G、C四种碱基，RNA中存在A、U、G、C四种碱基，DNA中的T可与RNA中

的A互补配对，所以DNA-RNA杂交区域存在T-A碱基对，B错误；

C、在单链向导RNA中存在局部双链，也存在部分碱基互补配对，C正确；

D、根据图示可知“向导RNA能识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切

DNA”，所以人为改变向导RNA的序列可实现特定识别特定基因并在对特定位置上对其切割，D正确。

故选Bo

23.下列有关基因工程的叙述正确的是()

A.限制酶只存在于原核生物中，只能识别DNA分子的特定核甘酸序列

B.只有同种限制酶切割的末端才能连接，不同限制酶切割的末端不能连接

C.基因工程中，只能利用天然质粒，质粒上的标记基因用于重组DNA的筛选

D.质粒是独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外的环状双链DNA

【答案】D

【分析】

基因工程的工具：

(1)限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核甘酸

之间的磷酸二酯键断裂。

(2)DNA连接酶：连接的是两个核苜酸之间的磷酸二酯键。

(3)运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

【详解】

A、限制酶大多来自于原核生物，只能识别DNA分子的特定核甘酸序列，A错误：

B、不同限制酶切割的粘性末端相同也能连接，B错误；

C、天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，C

错误；

D、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA和真核细胞细胞核之外并具有自我复制能力的双

链环状DNA分子，D正确。

故选D。

24.以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述正确的是（）

①…CTGCA（2）-G③-TG④•••G

G-CTTAA-AC-CTGCA

A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的

pAATT

B.②片段是在识别序列为'’的限制酶作用下形成的

CHAA

C.①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子

D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键

【答案】D

【分析】

根据题意和图示分析可知：图示为几种不同限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的部分片段，其中①④

是同一种限制酶切割形成的，具有相同的黏性末端；②经过限制酶切割后形成的是黏性末端；③经过限制

能切割后形成的是平末端。

【详解】

A、图中①④是同一种限制酶切割形成的，因此以上DNA片段是由3种限制酶切割后产生的，A错误：

I

B、②片段是在酶切位点为?22：的限制酶作用下形成的，B错误；

CTTAAG

I

C、①④连接形成DNA分子需要的是DNA连接酶，C错误；

D、限制酶和DNA连接酶作用部位都是两个核甘酸之间的磷酸二酯键，D正确。

故选D。

25.下列有关基因工程说法中，不正确的是（）

A.基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向地改造生物

B.基因工程的基本操作步骤包括获取目的基因、目的基因与载体连接和导入受体细胞

C.基因工程中的工具酶是限制酶和DNA连接酶

D.基因工程的原理是基因重组

【答案】B

【分析】

1、基因工程是指按照人们的意愿，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，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，因而可以将一种生物的优良性状

移植到另一种生物身上。

2、基因工程操作的步骤包括：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基

因的检测与鉴定。

【详解】

A、基因工程可以按照人们的意愿，定向地改造生物，A正确；

B、基因工程操作的步骤包括：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基

因的检测与鉴定，B错误；

C、基因工程中的工具能是限制酶和DNA连接酸，限制酶可切割DNA,DNA连接酶可将有相同末端的DNA

片段连接起来，C正确；

D、基因工程通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，其原理是基因重组，D正确。

故选B。

26.在基因工程中，切割载体和含有目的基因的DNA片段，一般需使用

A.同种限制酶B.不同种限制酶C.同种连接酶D.不同种连接酶

【答案】A

【分析】

1、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取：②基因表达载体的构建：③将目的基因导

入受体细胞：④目的基因的检测与表达。

2、基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，其一般过程为：首先用同种限制酶切割载体和含有目的基

因的DNA片段；其次用DNA连接酶将两者连接形成重组DNA分子。

【详解】

AB、基因工程中，切割载体和含有目的基因的DNA片段时一，需要使用同种限制酶，以产生相同的黏性末

端，再在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子，为了让它们的黏性末端能正好进行碱基配对，所以二

者切割的限制酶必须是相同的，B错误，A正确。

CD、DNA连接酶连接的是两个核甘酸之间的磷酸二酯键，题干中要求切割载体和含有目的基因的DNA片

段，CD错误。

故选Ao

27.根据下图判断，下列有关工具酶功能的叙述，错误的是（）

b

A.DNA连接酶可以连接c处B.DNA聚合酶等可以连接a处

C.解旋酶可以使b处解开D.限制酶可以切断a处

【答案】A

【分析】

根据题图分析，该图为DNA分子的部分结构图，其中a为两个脱氧核甘酸之间的连接键——磷酸二酯键:

c为一个脱氧核甘酸中磷酸与脱氧核糖之间的连接键：b为碱基对之间的氢键。

【详解】

A、DNA连接酶连接的是两个脱氧核甘酸之间磷酸二酯键，而c是脱氧核甘酸中磷酸与脱氧核糖之间的连

接键，A错误；

B、DNA聚合酶能将单个脱氧核甘酸连接到DNA片段上，形成磷酸二酯键（a处），B正确；

C、解旋酶能解开DNA分子的双螺旋结构，同时能使氢键（b）断裂，C正确；

D、限制性内切能和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键（a处），其中限制性内切酶可以切断a处，D正确。

故选Ao

28.下图是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图（箭头表示切点，切出断面为黏性

末端）。下列叙述错误的是（）

B艮制的1:--1GATC--;B艮制酶2:-CCGCIGG-;F艮制酶3:-GIGATCC-

A.限制酶2和3识别的序列都包含6个核甘酸

B.