2019年春高中生物专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具课堂演练含解析新人教版选.pdf
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1、DNA 重组技术的基本工具DNA 重组技术的基本工具 随堂检测 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 : 选 D。基因工程的内容就是在生物体外,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,也就是定向地改造了生物的遗传性状。 2下列有关如图所示的黏性末端的说法,错误的是(
2、) A甲、乙、丙黏性末端分别是由不同的限制酶切割产生的 B甲、乙具有相同的黏性末端,可形成重组 DNA 分子,但甲、丙之间不能 CDNA 连接酶的作用位点是 b 处 D切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组 DNA 分子片段 解析:选 C。据图可知,切割形成甲、乙、丙黏性末端的限制酶识别序列与切割位点分 别是GAATTC(在 G 与 A 之间切割)、CAATTG(在 C 与 A 之间切割)、CTTAAG(在 C 与 T 之间切割),即甲、乙、丙是由不同的限制酶切割产生的,A 正确。甲、乙的黏性末端 互补,所以甲、乙可以形成重组 DNA 分子 ; 甲、丙的黏性末端不互补,所以甲、丙
3、无法形成 重组 DNA 分子, B 正确。 DNA 连接酶可以恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键, 而 b 处是氢键,C 错误。甲、乙黏性末端形成的重组 DNA 分子片段为,其中没有 CAATTC GTTAAG 切割产生甲的限制酶的识别序列及酶切位点, 所以切割产生甲的限制酶不能识别由甲、 乙黏 性末端形成的重组 DNA 分子片段,D 正确。 3(2018辽宁沈阳模拟)用限制酶EcoR、Kpn和二者的混合物分别作用于一个 1 000 bp(1 bp 即 1 个碱基对)的 DNA 分子,同时对酶切产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用 下, 酶切产物分开, 凝胶电泳结果如图所示。 该DNA
4、分子的酶切图谱(单位 : bp)正确的是( ) 解析 : 选 C。A 选项中的 DNA 用Kpn单独酶切会得到 600 bp 和 200 bp 两种长度的 DNA 分子,与题意不符,A 错误;B 选项中的 DNA 用Kpn单独酶切会得到 600 bp 和 400 bp 两种 长度的 DNA 分子,与题意不符,B 错误;C 选项中的 DNA 用Kpn单独酶切后得到的 DNA 分 子长度是 1 000 bp,用EcoR 单独酶切会得到 200 bp 和 800 bp 两种长度的 DNA 分子, 用EcoR、Kpn同时酶切后会得到 200 bp 和 400 bp 两种长度的 DNA 分子, 与题意相
5、符, C 正 确 ; D 选项中的 DNA 用Kpn单独酶切后得到 400 bp 和 600 bp 两种长度的 DNA 分子,与题意 不符,D 错误。 4(2018北京海淀区高二练习)如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤,这一 步骤需用到的工具酶是( ) ADNA 连接酶和解旋酶 BDNA 聚合酶和限制性核酸内切酶 C限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 DDNA 聚合酶和 RNA 聚合酶 解析:选 C。目的基因和载体结合需“分子手术刀”限制性核酸内切酶和“分子缝 合针”DNA 连接酶。此过程不涉及 DNA 复制,不需要 DNA 聚合酶和解旋酶。 5(2018江苏扬州中学质量检测)基因工程利
6、用某目的基因(图甲)和 P1噬菌体载体 (图乙)构建重组 DNA。 限制性核酸内切酶Bgl、EcoR和Sau3A的酶切位点分别如图所示。 下列分析错误的是( ) A构建重组 DNA 时,可用Bgl和Sau3A切割目的基因所在片段和 P1噬菌体载体 B构建重组 DNA 时,可用EcoR和Sau3A切割目的基因所在片段和 P1噬菌体载体 C图乙中的 P1噬菌体载体只用EcoR切割后,含有两个游离的磷酸基团 D用EcoR切割目的基因所在片段和 P1噬菌体载体,再用 DNA 连接酶连接,只能产生 一种重组 DNA 解析 : 选 D。 用Bgl 和Sau3A 切割目的基因和 P1噬菌体载体会形成相同的黏
7、性末端, 因此它们可构成重组 DNA,A 正确 ; 由于Sau3A的切割位点在EcoR的两个酶切位点之间, 因此,用EcoR和Sau3A切割目的基因和 P1噬菌体载体会形成相同的黏性末端,因此它 们可构成重组 DNA,B 正确 ; P1噬菌体载体为环状 DNA,其上只含有一个EcoR的酶切位点, 因此用EcoR切割后,该环状 DNA 分子变为双链 DNA 分子,因每条链各含有一个游离的磷 酸基团,故切割后含有两个游离的磷酸基团,C 正确 ; 由图甲可知,用EcoR切割目的基因 所在片段和 P1噬菌体后形成的黏性末端相同, 可任意连接, 不止产生一种重组 DNA, D 错误。 6(2018广州高
8、二检测)下图所示的酶 M 和酶 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。请据图回答下列问题: (1)酶 M 特异性切割的 DNA 片段是,则酶 N 特异性切割的 DNA 片段是_。 (2)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_种。 解析 : 限制酶识别的是 DNA 上特定的回文序列,切割的是特定部位的磷酸二酯键。既然 酶 M 识别的是片段乙和丙相接后的特定序列, 那么酶 N 识别的就一定是片段甲和乙相接后的 特定序列,这两个序列都具有回文的特点。片段
9、乙和片段丁是同种限制酶切割后形成的,二 者存在相同的黏性末端,完全可以首尾相接,形成环状的 DNA 分子(乙丁); 又由于是多个 片段混合在一起, 乙和丁本身也会发生 “两两” 连接, 形成(乙乙)和(丁丁)两种环状的 DNA 分子。 答案:(1) (2)3 7如表所示为几种限制酶的识别序列及其切割位点,请回答下列问题: (1)从表中四种酶的切割位点看,可以切出平末端的酶是_。 (2)将目的基因与质粒 DNA 缝合依靠的是_酶,它的作用是形成磷酸二酯键 ; 两条链间的碱基对通过_连接起来。 (3)图 1 中的质粒分子可被表中限制酶_切割, 切割后的质粒含有_个 游离的磷酸基团。 (4)在相关酶
10、的作用下, 图 1 中的甲与图 2 中的乙_(填 “能” 或 “不能” )拼接起来。 请说明理由:_。 解析:(1)由表中四种限制酶的切割位点可知,Sma可切出平末端。(2)目的基因与质 粒缝合时用 DNA 连接酶进行连接,形成磷酸二酯键 ; 两条链之间的碱基依据碱基互补配对原 则形成氢键。(3)根据质粒的碱基序列可知,质粒分子可被限制酶EcoR切割,切割后形成 链状 DNA,有 2 个游离的磷酸基团。(4)由图可知,甲和乙的黏性末端相同,在 DNA 连接酶 的作用下可以拼接起来。 答案:(1)Sma (2)DNA 连接 氢键 (3)EcoR 2 (4)能 二者具有相同的黏性末端 课时作业 一
11、、选择题 1下列有关基因工程诞生的说法,不正确的是 ( ) A基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能 C遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据 D基因工程必须在同物种间进行 答案:D 2下列所示的末端至少是由几种限制酶作用产生的( ) A1 种 B2 种 C3 种 D4 种 解析:选 C。图中为相同的平末端,可能由同一种限制酶切割所得,故图示四种末 端至少是由 3 种限制酶作用产生的。 3针对下图的叙述,错误的是( ) A限制酶将 a 处切断,一定形成相同的黏性末端 BDNA 连接酶将 a 处连接会脱去一分子水
12、CDNA 复制时需要解旋酶切断 b 处,基因工程操作中不需要 Db 处的化学键是氢键 解析:选 A。限制酶会将 DNA 切出具有黏性末端或平末端的两个片段,A 项错误;磷酸 二酯键的形成是一个脱水缩合的反应, B 项正确 ; DNA 复制需要解旋酶, 而基因工程不需要, C 项正确;观察该图,可以确定 b 处为碱基对之间形成的氢键,D 项正确。 4质粒是基因工程中最常用的载体,其主要特点是( ) 能自主复制 不能自主复制 结构简单 是蛋白质 是环状 RNA 是环状 DNA 能“友好”地“借居” A B C D 解析:选 C。质粒存在于细菌和酵母菌等微生物中,是一种很小的独立于拟核之外的环 状
13、DNA 分子, 上面有标记基因, 便于在受体细胞中检测。 质粒在受体细胞中能 “友好” 地 “借 居” ,并能随受体细胞 DNA 的复制而复制,能进行目的基因的扩增和表达。 5(2018衡水高二检测)一环状 DNA 分子,设其长度为 1,限制酶 A 在其上的切点位 于 0.0 处;限制酶 B 在其上的切点位于 0.3 处;限制酶 C 的切点未知,但 C 单独切或与 A 或 与 B 同时切的结果如下表,请确定 C 在该环状 DNA 分子上的切点应位于图中的哪处( ) C 单独切长度为 0.8 和 0.2 的两个片段 C 与 A 同时切长度为 2 个 0.2 和 1 个 0.6 的片段 C 与 B
14、 同时切长度为 2 个 0.1 和 1 个 0.8 的片段 A0.2 和 0.4 处 B0.4 和 0.6 处 C0.5 和 0.7 处 D0.6 和 0.9 处 解析 : 选 A。据图表信息可知 : 限制酶 C 单独切割环状 DNA 分子,获得长度为 0.8 和 0.2 的两个片段, 可推知限制酶 C 有 2 个切割位点。 限制酶 A 只有 1 个切割位点, 且位于 0.0 处, 又知限制酶 C 与限制酶 A 同时切割时, 获得 2 个 0.2 和 1 个 0.6 的片段, 因此以限制酶 A 切 割点向左或向右推测,可得知限制酶 C 的切割位点可能为 0.2、0.4 或 0.6、0.8 处。
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