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2019-2020年高中生物 專題1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3 1．下列有關(guān)基因工程誕生的說法，不正確的是(　　) A．基因工程是在生物化學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 B．工具酶和載體的發(fā)現(xiàn)使基因工程的實(shí)施成為可能 C．遺傳密碼的破譯為基因的分離和合成提供了理論依據(jù) D．基因工程必須在同物種間進(jìn)行 解析：選D?；蚬こ炭稍诓煌锓N間進(jìn)行，它可打破生殖隔離的界限，定向改造生物遺傳性狀。 2．(xx浙江杭州高二檢測(cè))下列有關(guān)基因工程和限制性核酸內(nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的是(　　) A．一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列 B．限制性核酸內(nèi)切酶的活性受溫度的影響 C．限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別和切割RNA D．限制性核酸內(nèi)切酶可從原核生物中提取 解析：選C。大部分酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶的活性受到溫度和pH的影響；限制性核酸內(nèi)切酶的特點(diǎn)是一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)切割DNA分子。限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物體內(nèi)分離出來的。 3. 結(jié)合圖，判斷下列有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述中不正確的是(　　) A．切斷a處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶 B．連接a處的酶為DNA連接酶 C．切斷b處的酶為解旋酶 D．切斷b處的酶為限制性核酸內(nèi)切酶 解析：選D。切斷a處磷酸二酯鍵的酶是限制性核酸內(nèi)切酶，連接a處磷酸二酯鍵的酶為DNA連接酶；切斷b處氫鍵的酶為解旋酶，b處氫鍵的形成不需要酶。 4．(xx山東濟(jì)南高二質(zhì)檢) 已知某種限制酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段?，F(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子，若在每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的DNA片段種類數(shù)是(　　) A．3　　　　　　　　 B．4 C．9 D．12 解析：選C。每一種限制酶切割DNA后會(huì)留下特征性的末端，同時(shí)一次切割后，會(huì)把DNA分割成兩個(gè)片段，且不同的限制酶切割后的片段不一樣。如果將題圖中的三個(gè)切割位點(diǎn)自左至右依次標(biāo)為甲、乙、丙，在甲處切，可產(chǎn)生兩個(gè)片段，即a和右邊的b＋c＋d段；如果只在乙處切，就有a＋b和c＋d段；如果只在丙處切，就有a＋b＋c和d段；在甲、乙兩處同時(shí)切，就有a、b和c＋d段；在乙、丙兩處同時(shí)切，就有a＋b和c、d段；在甲、丙兩處同時(shí)切，就有a、b＋c、d段三種片段；在甲、乙、丙三處同時(shí)切，就有a、b、c、d四種片段。 5．T4DNA連接酶的功能是(　　) A．只能連接黏性末端 B．只能連接平末端 C．能夠連接DNA雙鏈的氫鍵 D．既可以連接黏性末端，又能連接平末端 解析：選D。T4DNA連接酶可以連接黏性末端和平末端，只是連接黏性末端的效率高，連接平末端的效率比較低。 6．(xx山東東營高二月考)下列有關(guān)DNA連接酶的敘述正確的是(　　) ①催化具有相同的黏性末端的DNA片段之間連接 ②催化具有不同的黏性末端的DNA片段之間連接 ③催化兩個(gè)黏性末端互補(bǔ)堿基間氫鍵的形成 ④催化脫氧核糖與磷酸之間的磷酸二酯鍵的形成 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 解析：選C。DNA連接酶催化互補(bǔ)的黏性末端進(jìn)行連接，而不是不同的黏性末端的任意連接。DNA連接酶作用的部位是磷酸二酯鍵，而不是氫鍵。 7．下列關(guān)于幾種酶作用的敘述，不正確的是(　　) A．DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接 B．RNA聚合酶能與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 C．一種限制酶能識(shí)別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因 D．DNA聚合酶能把單個(gè)脫氧核苷酸分子連接成一條DNA單鏈 解析：選C。限制酶具有專一性，一種限制酶只能識(shí)別一種核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)切割DNA分子，故選項(xiàng)C敘述錯(cuò)誤。DNA連接酶無識(shí)別的特異性，能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接，DNA連接酶對(duì)于黏性末端或平末端都能催化其“縫合”，重新形成DNA分子；RNA聚合酶能與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄；DNA聚合酶能以DNA的一條鏈為模板，把單個(gè)脫氧核苷酸分子連接成一條DNA單鏈，復(fù)制形成新的DNA分子。 8．基因工程是在分子水平上進(jìn)行的操作，該過程中科學(xué)家所用的“手術(shù)刀”、“縫合針”和常采用的“運(yùn)輸車”分別是(　　) A．限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒 B．限制酶、DNA聚合酶、噬菌體 C．DNA連接酶、限制酶、動(dòng)植物病毒 D．DNA連接酶、限制酶、質(zhì)粒 解析：選A?；蚬こ讨?，“手術(shù)刀”是限制酶，“縫合針”是DNA連接酶，常用的“運(yùn)輸車”是質(zhì)粒。 9．(xx廣西桂林高二檢測(cè))下列有關(guān)質(zhì)粒的敘述，正確的是(　　) A．質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器 B．質(zhì)粒是細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子 C．質(zhì)粒只有在侵入宿主細(xì)胞后在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 D．細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在宿主細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行 解析：選B。質(zhì)粒不屬于細(xì)胞器，為環(huán)狀DNA，在宿主細(xì)胞內(nèi)外均可復(fù)制。 10．(xx高考四川卷改編)將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因后，重新置入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，通過發(fā)酵就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列敘述正確的是(　　) A．發(fā)酵產(chǎn)生的生長激素是大腸桿菌生命活動(dòng)所必需的 B．大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異可以遺傳 C．大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺嘌呤與尿嘧啶含量相等 D．生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)需要DNA連接酶 解析：選B。利用基因工程生產(chǎn)人生長激素是將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長激素的基因，導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，生產(chǎn)人生長激素。生長激素不是大腸桿菌生命活動(dòng)所必需的，所以A項(xiàng)錯(cuò)；大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異是由遺傳物質(zhì)改變引起的，屬于可遺傳的變異，所以B項(xiàng)正確；質(zhì)粒是環(huán)狀的DNA分子，不含有尿嘧啶，所以C項(xiàng)錯(cuò)；基因轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為信使RNA，所以D項(xiàng)錯(cuò)。 11．下面幾種是限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后形成的部分片段。請(qǐng)回答下列問題： ①②③④⑤ (1)以上DNA片段是由________種限制性核酸內(nèi)切酶切割后產(chǎn)生的。 (2)若要把相應(yīng)片段連接起來，應(yīng)選用________(填“DNA聚合酶”或“DNA連接酶”)。 (3)找出能連接的對(duì)應(yīng)片段并寫出連接后形成的DNA分子：________________。 解析：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)進(jìn)行切割。題中①④的黏性末端相同，是由同一種限制酶切割形成的，其他三種片段的末端都不相同，所以這些片段是4種限制性核酸內(nèi)切酶切割后產(chǎn)生的。DNA連接酶與DNA聚合酶作用不同，DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段間形成磷酸二酯鍵，將兩條鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來。 答案：(1)4　(2)DNA連接酶　(3) 12．胰島素是治療糖尿病的重要藥物，如圖是基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的操作過程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)完成過程②③必需的酶分別是________、________。 (2)在利用A、B獲得C的過程中，通常用________________切割A(yù)和B，使它們產(chǎn)生相同的______________，再加入________________，才可形成C。 (3)取自大腸桿菌的物質(zhì)B，在基因工程中起________作用，必須具備的條件是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(至少2個(gè))。 解析：(1)過程②為由單鏈RNA到雙鏈DNA的過程，為反轉(zhuǎn)錄，需要反轉(zhuǎn)錄酶的催化。過程③是DNA由雙鏈解旋變成單鏈，這個(gè)過程需要解旋酶。(2)A為目的基因，B為載體，只有用同一種限制酶切出相同的黏性末端，然后在DNA連接酶的作用下才能相互結(jié)合。(3)從大腸桿菌中提取的B為質(zhì)粒，在基因工程中可以起到載體的作用，必須具備的條件是具有標(biāo)記基因和一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。 答案：(1)反轉(zhuǎn)錄酶　解旋酶 (2)同一種限制酶　黏性末端　DNA連接酶 (3)載體　具有標(biāo)記基因和一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存 13．如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問題。 (1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同，都是______，二者還具有其他共同點(diǎn)，如①____________________，②________________________(寫出兩條即可)。 (2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為，則與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為________________；可使用________________把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。 (3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為________，其作用是________________________________________________________________________。 (4)下列常在基因工程中用作載體的是(　　) A．蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因 B．土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子 C．大腸桿菌的質(zhì)粒 D．動(dòng)物細(xì)胞的染色體 解析：質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子，具有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，進(jìn)入受體細(xì)胞后能自主復(fù)制，具有標(biāo)記基因便于重組DNA的鑒定與選擇。 答案：(1)DNA　①能夠自我復(fù)制　②具有遺傳效應(yīng) (2)　DNA連接酶 (3)標(biāo)記基因　供重組DNA的鑒定和選擇 (4)C 14．通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，如圖表示了這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答下列問題： (1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是______。人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中時(shí)需要的酶是____________________。 (2)請(qǐng)畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。 —G↓GATC C— —C CTAG↑G— (3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是____________________，“插入”時(shí)用的工具是________________，其種類有________________________________________________________________________。 答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2)→　 (3)基因的結(jié)構(gòu)是相同的　載體　質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒、λ噬菌體的衍生物