學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精2020-2021學年高中生物人教版選修3配套作業：專題1第1節DNA重組技術的基本工具含解析專題一第一節請同學們認真完成練案［1]一、選擇題1．(2020·天津高二期末)基因工程利用某目的基因（圖甲）和Pl噬菌體載體(圖乙）構建重組DNA。限制性核酸內切酶的酶切位點分別是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析錯誤的是（D）A．構建重組DNA時，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體B．構建重組DNA時，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體C．圖乙中的P1噬菌體載體只用EcoRⅠ切割后，含有2個游離的磷酸基團D．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，只能產生一種重組DNA解析：從圖甲看出，用EcoRI切割目的基因后兩端各有一切口，與圖乙中EcoRI切口對接時，可有兩種可能，即可產生兩種重組DNA，D項錯誤。2．切取動物控制合成生長激素的基因，注入鲇魚受精卵中，與其DNA整合后產生生長激素，從而使鲇魚比同種正常魚增大3～4倍。此項研究遵循的原理是（B）A．基因突變 B．基因重組C．細胞工程 D．染色體變異解析：將動物控制合成生長激素的基因注入鲇魚受精卵中，通過DNA復制、轉錄、翻譯合成特定的蛋白質，表現出特定的性狀,此方法依據的原理是基因重組。3．下列關于基因工程的敘述正確的是(C)A．基因工程的原理是基因突變B．DNA連接酶能催化任意2個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵C．通常根據標記基因的產物特征進行篩選含目的基因的受體細胞，根據目的基因的產物特征判斷基因工程是否取得成功D．質粒、限制性核酸內切酶、DNA連接酶的化學本質都是DNA解析:基因工程的原理是基因重組，A錯誤；DNA連接酶是將末端堿基互補的2個DNA片段連接在一起，B錯誤；通常根據標記基因的產物特征進行篩選含目的基因的受體細胞，根據目的基因的產物特征判斷基因工程是否取得成功，C正確;質粒的化學本質是DNA，限制性核酸內切酶、DNA連接酶的化學本質為蛋白質,D錯誤.4．限制酶是一種核酸切割酶,可辨識并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的辨識序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切割部位，其中哪兩種限制酶所切割出來的DNA片段末端可以互補黏合？其正確的末端互補序列是什么(D）A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互補序列為—AATT—B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互補序列為—GATC—C．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互補序列為—AATT-D．BamHⅠ和BglⅡ；末端互補序列為—GATC-解析:BamHⅠ和BglⅡ處理后形成的末端互補，其末端互補序列為“—GATC—”。5．下列關于DNA重組技術基本工具的說法，正確的是（B)A．DNA連接酶只能連接雙鏈DNA片段互補的黏性末端B．細菌細胞內含有的限制酶不能對自身的DNA進行剪切C．限制酶切割DNA后一定能產生黏性末端D．質粒是基因工程中唯一的載體解析：DNA連接酶分兩類：E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，前者只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端連接起來，而后者既可以連接雙鏈DNA片段互補的黏性末端，也可以連接雙鏈DNA片段的平末端；細菌內的限制酶能限制異源DNA的侵入并使之失活，即能將外源DNA切斷，從而保護自身的遺傳特性；限制酶切割DNA后，產生的末端有黏性末端和平末端兩種；質粒是常用的載體，除此之外，基因工程中用到的載體還有λ噬菌體的衍生物和動植物病毒等.6．現有一長度為1000堿基對(bp）的DNA分子,用限制性核酸內切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnI單獨酶切得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是(D)解析：“現有一長度為1000堿基對（bp)的DNA分子，用限制性核酸內切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp”說明此DNA分子是環狀DNA分子，只留下C、D兩項供選,“EcoRⅠ、KpnⅠ同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子"確定只能選D.7．1972年伯格首先在體外進行了DNA改造的研究，成功地構建了第一個體外重組DNA分子，下列相關敘述正確的是（B)A．原核生物具有的限制酶對自身有害B．DNA連接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶都能催化形成磷酸二酯鍵C．當限制酶在它識別的序列的中心軸兩側將DNA的兩條鏈分別切開時，產生的是平末端D．不同DNA分子相同黏性末端間能夠按照堿基互補配對的原則通過氫鍵相連接,但這個過程必須是在DNA連接酶的催化下解析：原核生物具有的限制酶可以切割外來侵入的外源DNA，對自身有利,A錯誤；DNA連接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆轉錄酶都可以催化形成磷酸二酯鍵，而限制性核酸內切酶可以催化磷酸二酯鍵的斷裂，B正確；限制酶在它識別序列的中心軸線將DNA切開時，產生的是平末端，C錯誤；不同DNA分子相同黏性末端間能夠按照堿基互補配對的原則通過氫鍵相連接，這個過程不需要DNA連接酶的催化，DNA連接酶催化形成的是磷酸二酯鍵，D錯誤。8．質粒是基因工程中最常用的目的基因運載工具。下列有關敘述正確的是(D）A．質粒只分布于原核細胞中B．在所有的質粒上總能找到一個或多個限制酶切割位點C．攜帶目的基因的重組質粒只有整合到宿主細胞的染色體DNA上才會隨后者的復制而復制D．質粒上的抗性基因常作為標記基因供重組DNA的鑒定選擇解析：質粒不只分布于原核生物中，在真核生物—-酵母菌細胞內也有分布，A項錯誤；并不是所有的質粒都能找到限制酶的切割位點而成為合適的運載目的基因的工具，B項錯誤；重組質粒進入受體細胞后，可以在細胞內自我復制，也可以整合后復制,C項錯誤；質粒上的抗性基因常作為標記基因，D項正確.9．某科學家從細菌中分離出耐高溫淀粉酶（Amy）基因a，通過基因工程的方法，將基因a與載體結合后導入馬鈴薯植株中，經檢測發現Amy在成熟塊莖細胞中存在。下列有關這一過程的敘述不正確的是(B)A．獲取基因a的限制酶的作用部位是圖中的①B．連接基因a與載體的DNA連接酶的作用部位是圖中的②C．基因a進入馬鈴薯細胞后,可隨馬鈴薯DNA分子的復制而復制，傳給子代細胞D．通過該技術人類實現了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀的目的解析：限制酶和DNA連接酶的作用部位都位于①,但兩者作用相反；載體具有在宿主細胞中復制的能力，與目的基因結合后，目的基因也會在宿主細胞中一起復制;基因工程的目的就是定向改造生物的遺傳性狀。10．某種著色性干皮癥的致病原因是由于相關染色體DNA發生損傷后，未能完成如圖所示的修復過程,下列相關說法不正確的是(A）A．該病是由于染色體結構變異所致B．酶Ⅰ或酶Ⅱ功能異常或缺失都可導致患病C．完成過程③至少需要2種酶D．該修復過程的場所是在細胞核中解析：該病是因為基因結構改變引起的，屬于基因突變，故A項錯誤；由圖可以知道，該DNA的修復需要酶Ⅰ和酶Ⅱ,因此酶Ⅰ或酶Ⅱ功能異常或缺失都可導致患病,故B項正確；完成過程③需要DNA聚合酶將脫氧核苷酸連接到DNA片段上，之后還需要DNA連接酶將DNA片段連接起來，故C項正確；染色體位于細胞核中,因此修復染色體DNA損傷的過程發生在細胞核中,故D項正確。11．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒,便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—eq\o(GG,\s\up6(↓)）ATCC—；限制酶Ⅱ的識別序列和切點是-↓GATC-。據圖判斷下列操作正確的是（A）A．質粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割B．質粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割C．目的基因和質粒均用限制酶I切割D．目的基因和質粒均用限制酶Ⅱ切割解析：由圖示信息可知，限制酶Ⅰ只能切割—eq\o(GG，\s\up6(↓))ATCC—，限制酶Ⅱ不僅能切割-eq\o(,\s\up6(↓)）GATC—,也能切割—eq\o（GG，\s\up6（↓））ATCC—。據題圖可知,目的基因兩端都有限制酶Ⅱ的識別序列(切點是-eq\o（,\s\up6(↓)）GATC—），可見只有用限制酶Ⅱ才能將目的基因切割下來.質粒上GeneⅠ和GeneⅡ表示兩種標記基因，分別有限制酶Ⅱ的識別序列和限制酶Ⅰ、Ⅱ的識別序列；如果用限制酶Ⅱ切割,則GeneⅠ和GeneⅡ都被破壞，造成重組質粒無標記基因；用限制酶Ⅰ切割，則破壞GeneⅡ，保留GeneⅠ，其產生的黏性末端和切割后目的基因的黏性末端相同，可以連接形成重組DNA。A正確。12．（不定項選擇)目前科學家把兔子血紅蛋白基因導入到大腸桿菌細胞中,在大腸桿菌細胞中合成了兔子的血紅蛋白.這一先進技術的理論依據有（ABC)A．所有生物共用一套遺傳密碼子B．基因能控制蛋白質的合成C．兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構成,都遵循堿基互補配對原則,都具有相同的空間結構D．兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先解析：兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構成，都遵循堿基互補配對原則，并且共用一套密碼子，說明兔子和大腸桿菌有共同的原始祖先，由于血紅蛋白基因和大腸桿菌DNA控制合成的產物不同,說明它們的核苷酸數量、排列順序不同,但兩者的空間結構都是雙螺旋結構，雖然兔子和大腸桿菌有共同的祖先，但這一點與轉基因技術無關，綜上所述,D項錯誤。二、非選擇題13．某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tett中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tett表示四環素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamHI酶切后，與用BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應,用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種,分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有__能自我復制、具有標記基因(答出兩點即可）__，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外,還需具有啟動子和終止子。(2）如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選,在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含環狀目的基因的細胞是不能區分的，其原因是__二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均不生長__；并且__含有質粒載體__和__含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒）__的細胞也是不能區分的,其原因是__二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均能生長__。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有__四環素__的固體培養基.（3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為運載體,其DNA復制所需的原料來自__受體細胞__.解析：（1）作為運載體的質粒上應有一個至多個限制酶切割位點，在細胞中能夠自我復制，并含有特殊的標記基因。（2)未被轉化的大腸桿菌和僅含環狀目的基因的大腸桿菌中均未導入質粒載體，而質粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培養基中不能生長.含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，二者在含有氨芐青霉素的培養基中都能生長,因此無法區分二者。由題圖可知，用BamHI切割質粒后將四環素抗性基因破壞，因此可將經氨芐青霉素培養基篩選出的菌落置于含有四環素的培養基上再次篩選,能在含四環素培養基上生存的是含有質粒載體的大腸桿菌，不能生存的是含有插入目的基因的重組質粒的大腸桿菌。(3）噬菌體為病毒,經改造后作為載體時，其DNA復制所需原料來自受體細胞。14．豇豆具有抵抗多種害蟲的根本原因是體內具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因）。科學家將其轉移到水稻體內后，卻發現效果不佳，主要原因是CpTI蛋白質的積累量不足。經過在體外對CpTI基因進行了修飾后，CpTI蛋白質在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達過程如下圖所示:根據以上材料，回答下列問題。(1）CpTI基因是該基因工程中的__目的__基因。“信號肽”序列及“內質網滯留信號"序列的基本單位是四種脫氧核苷酸，在①過程中，首先要用__限制性核酸內切酶__將DNA分子切開，暴露出黏性末端，再用__DNA連接酶__連接。(2）在該基因工程中,供體細胞和受體細胞分別是：__豇豆__、__水稻__。(3)切割CpTI基因應選用__EcoRⅠ__(EcoRⅠ或SmaⅠ）限制酶，理由是__圖中得到的是黏性末端，而SmaⅠ切得的是平末端，EcoRⅠ才能切得黏性末端__。用于CpTI基因與載體連接的“分子縫合針”——T4DNA連接酶和E·coliDNA連接酶__是__(是或否)都可以，若在某基因工程中,限制酶切得的末端與圖中不同，則應選擇__T4DNA__連接酶，理由是__與圖中不同的末端應該是平末端，E·coli_DNA連接酶只能在黏性末端之間進行連接，T4DNA連接酶則可以連接平末端和黏性末端__。解析:在基因工程中，CpTI基因是我們所需要的基因，因而是目的基因。在基因工程中,用限制性核酸內切酶切割DNA獲得目的基因，再用DNA連接酶連接目的基因與載體。在該項基因工程中,供體細胞是提供目的基因的細胞（豇豆)，受體細胞是接受目的基因的細胞（水稻)。EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶切得的末端不同，前者為黏性末端，后者為平末端；T4DNA連接酶和E·coliDNA連接酶能夠連接的末端有一定的區別:前者為黏性末端和平末端，后者僅為黏性末端.15．隨著科學技術的發展,化學農藥的產量和品種逐年增加，但害蟲的抗藥性也不斷增強，對農作物危害仍然很嚴重.如近年來，棉鈴蟲在我國大面積暴發成災，造成經濟損失每年達100億以上.針對這種情況，江蘇農科院開展“轉基因抗蟲棉”的科技攻關研究，成功地將某種能產生抗蟲毒蛋白細菌的抗蟲基因導入棉花細胞中，得到的棉花新品種對棉鈴蟲的毒殺效果高達80%以上。就以上材料，分析回答：(1)抗蟲基因