高考新教材（中）生物選擇性必修三同步精練第3章第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具含答案及解析

第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具題組一基因工程的概念和工具酶1．玉米的PEPC酶固定CO2的能力較水稻的強(qiáng)60倍。我國(guó)科學(xué)家正致力于將玉米的PEPC基因?qū)胨局校蕴岣咚井a(chǎn)量。下列有關(guān)該應(yīng)用技術(shù)的敘述，不正確的是()A．該技術(shù)是在DNA水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的B．該技術(shù)的操作環(huán)境是生物體內(nèi)C．該技術(shù)的原理是基因重組D．該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是定向產(chǎn)生人類需要的生物類型2．科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞中，在大腸桿菌細(xì)胞中合成了兔子的血紅蛋白。下列關(guān)于這一先進(jìn)技術(shù)的理論依據(jù)，不正確的是()A．所有生物共用一套遺傳密碼B．基因能控制蛋白質(zhì)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(gòu)成，都遵循相同的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則D．兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先3．據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是()A．限制性內(nèi)切核酸酶可以切斷a處B．DNA聚合酶可以連接a處C．解旋酶可以使b處解開D．DNA連接酶可以連接c處4．限制酶和DNA連接酶是基因工程的工具酶，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．DNA連接酶能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯鍵B．限制酶只能切割雙鏈DNA片段，不能切割煙草花葉病毒的核酸C．E.coliDNA連接酶既能連接黏性末端，也能連接平末端D．限制酶主要從原核生物中分離純化而來(lái)，所以也能剪切自身的DNA5．限制酶是一種核酸切割酶，可辨識(shí)并切割DNA分子上特定的脫氧核苷酸序列。如圖所示為四種限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的識(shí)別序列，箭頭表示每一種限制酶的特定切割位點(diǎn)，切割出來(lái)的DNA片段末端可以互補(bǔ)黏合的是__________(限制酶)，其正確的末端互補(bǔ)序列應(yīng)該為()A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互補(bǔ)序列為AATT—B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列為GATC—C．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互補(bǔ)序列為AATT—D．BamHⅠ和BglⅡ；末端互補(bǔ)序列為GATC—6．(2023·江蘇南京高二期中)下列關(guān)于如圖所示黏性末端的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．DNA連接酶能催化磷酸基團(tuán)和脫氧核糖之間形成化學(xué)鍵B．甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的C．切割甲的限制酶也能識(shí)別由甲、乙片段形成的重組DNA分子D．甲、乙黏性末端可形成重組DNA分子題組二“分子運(yùn)輸車”——載體7．質(zhì)粒是基因工程中常用的載體。下列有關(guān)質(zhì)粒的說(shuō)法，正確的是()A．質(zhì)粒上的基因表達(dá)不遵循中心法則，所以可用作外源DNA分子的載體B．具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件C．質(zhì)粒上的抗生素合成基因可作為標(biāo)記基因D．作為外源DNA分子的載體，質(zhì)粒需具有限制酶能夠切割的位點(diǎn)8．(2023·河北秦皇島高二期末)下列有關(guān)基因工程中載體的說(shuō)法，正確的是()A．基因工程中使用的載體只有質(zhì)粒B．質(zhì)粒是細(xì)胞質(zhì)中能夠自我復(fù)制的環(huán)狀DNA分子C．噬菌體可以作為動(dòng)物基因工程的載體D．天然質(zhì)粒均可以直接作為載體將目的基因送入受體細(xì)胞9．如表列舉了幾種限制酶的識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)(箭頭表示相關(guān)酶的切割位點(diǎn))。如圖是酶切后產(chǎn)生的幾種末端。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．BamHⅠ切割的是氫鍵，AluⅠ切割的是磷酸二酯鍵B．Sau3AⅠ和BamHⅠ切割的序列產(chǎn)生的片段能夠相連，連接后的片段還能被Sau3AⅠ切割C．DNA連接酶能連接②⑤，不能連接②④D．E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶都能連接①③，且連接效率低10．某線性DNA分子含有5000個(gè)堿基對(duì)(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的產(chǎn)物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表。限制酶a和b的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是()a酶切割產(chǎn)物(bp)b酶再次切割產(chǎn)物(bp)2100；1400；1000；5001900；200；800；600；1000；500A.a酶與b酶切斷的化學(xué)鍵相同B．a(chǎn)酶與b酶切出的黏性末端能相互連接C．a(chǎn)酶與b酶切割該DNA分子位點(diǎn)分別有3個(gè)和5個(gè)D．限制酶將一個(gè)DNA分子片段切成兩個(gè)片段需消耗兩個(gè)水分子11．下列有關(guān)限制性內(nèi)切核酸酶的敘述，正確的是()A．用限制酶酶切獲得一個(gè)外源基因時(shí)得到兩個(gè)切口，有2個(gè)磷酸二酯鍵被斷開B．限制酶識(shí)別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA連接酶連接D．只有用相同的限制酶處理含目的基因的片段和質(zhì)粒，才能形成重組質(zhì)粒12．(2023·福建泉州高二期末)如表為常用的限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)及其識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，由此推斷以下說(shuō)法，正確的是()限制酶名稱識(shí)別序列和切割位點(diǎn)限制酶名稱識(shí)別序列和切割位點(diǎn)BamHⅠKpnⅠEcoRⅠSau3AⅠHindⅡSmaⅠ注：Y＝C或T，R＝A或G。A．限制酶SmaⅠ切割后形成的末端可用E.coliDNA連接酶連接B．Sau3AⅠ限制酶的切割位點(diǎn)在識(shí)別序列的外部C．BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種限制酶切割后形成不同的黏性末端D．一種限制酶一定只能識(shí)別一種核苷酸序列13.根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)限制酶切割DNA分子后產(chǎn)生的DNA片段，其末端類型通常有________________________和__________________。(2)質(zhì)粒載體用限制酶X(識(shí)別的序列由6個(gè)核苷酸組成)切割后產(chǎn)生的片段如下：eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(AATTC……G,G……CTTAA))該酶識(shí)別的序列為__________________，切割的部位是________________________________。(3)為使切割后的載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外，還可用限制酶Y切割，兩種酶共同的特點(diǎn)是______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)按其來(lái)源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即________DNA連接酶和________DNA連接酶，其中后者只能連接一種末端。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，______________和______________也可作為載體。14．(2021·全國(guó)乙，38節(jié)選)用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過(guò)程中要使用多種工具酶，其中4種限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)如圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，題圖中__________________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接，題圖中________________________切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是__________________。(3)DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中______________；質(zhì)粒DNA分子上有_____________________________，便于外源DNA的插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因(如某種抗生素抗性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

第3章基因工程第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具1．B[由題意可知，該技術(shù)為基因工程，是在生物體外進(jìn)行的操作。]2．D[題干表述的是目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并得以表達(dá)的過(guò)程，目的基因在不同生物細(xì)胞中能夠表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，說(shuō)明控制其合成的mRNA上的密碼子是共用的，相同的密碼子決定相同的氨基酸，A正確；基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄獲得mRNA，進(jìn)而控制蛋白質(zhì)的合成，B正確；基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，只要是雙鏈DNA都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，其組成原料都是四種脫氧核苷酸，C正確；生物之間是否有共同的原始祖先與轉(zhuǎn)基因技術(shù)之間沒(méi)有必然關(guān)系，D錯(cuò)誤。]3．D[限制酶可以切斷脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即a處，A正確；DNA聚合酶可以連接脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵，即a處，B正確；解旋酶可以使氫鍵斷裂，即b處，C正確；DNA連接酶可以連接DNA片段形成磷酸二酯鍵，即a處，D錯(cuò)誤。]4．B[DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段，A錯(cuò)誤；限制酶只能切割DNA分子，煙草花葉病毒的核酸是RNA，不能切割，B正確；E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端，不能連接平末端，C錯(cuò)誤；限制酶主要從原核生物中分離純化而來(lái)，但是不會(huì)剪切自身的DNA，D錯(cuò)誤。]5．D6．C[切割甲的限制酶的識(shí)別序列是－GAATTC－，切割乙的限制酶的識(shí)別序列是－CAATTG－，所以甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的，B正確；甲、乙片段形成的重組DNA分子的序列是－CAATTC－，而切割甲的限制酶的識(shí)別序列是－GAATTC－，所以該限制酶不能識(shí)別由甲、乙片段形成的重組DNA分子，C錯(cuò)誤。]7．D[質(zhì)粒上的基因表達(dá)遵循中心法則，A錯(cuò)誤；標(biāo)記基因是用于重組質(zhì)粒的篩選和鑒定，與目的基因的表達(dá)無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；質(zhì)粒上的抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因，用于重組質(zhì)粒的篩選和鑒定，C錯(cuò)誤。]8．B[基因工程中常用的載體是質(zhì)粒，此外還有噬菌體、動(dòng)植物病毒等，A錯(cuò)誤；噬菌體是專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，不可以作為動(dòng)物基因工程的載體，C錯(cuò)誤；天然質(zhì)粒往往不能直接作為載體，要根據(jù)不同的目的和需求進(jìn)行人工改造，D錯(cuò)誤。]9．B[BamHⅠ與AluⅠ切割的均是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；BamHⅠ切割，Sau3AⅠ切割，故二者切割后產(chǎn)生的黏性末端是相同的，因此二者切割后產(chǎn)生的黏性末端能夠相連，連接后能被Sau3AⅠ切割，B正確；②⑤的黏性末端相同，②④的黏性末端也相同，因此DNA連接酶能連接②⑤，也能連接②④，C錯(cuò)誤；E.coliDNA連接酶是從大腸桿菌中獲得的DNA連接酶，只能連接黏性末端，T4DNA連接酶既可以連接黏性末端也可以連接平末端，而圖中①③屬于平末端，只能用T4DNA連接酶連接，D錯(cuò)誤。]10．C[限制酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵，A正確；由圖可以看出a酶和b酶切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，它們之間能相互連接，B正確；由表格中可以看出，a酶可以把原有DNA切成4段，說(shuō)明該DNA分子上有3個(gè)切口，即a酶的切割位點(diǎn)有3個(gè)；b酶把大小是2100bp的DNA切成大小分別為1900bp和200bp兩個(gè)片段，再把大小是1400bp的DNA切成大小分別為800bp和600bp兩個(gè)片段，說(shuō)明b酶在該DNA分子上有2個(gè)切口，即b酶的切割位點(diǎn)有2個(gè)，C錯(cuò)誤。]11．B[用限制酶酶切獲得一個(gè)外源基因時(shí)，得到兩個(gè)切口，有4個(gè)磷酸二酯鍵被斷開，A錯(cuò)誤；—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端不同，分別為—CATG和—CTAG，因此不能用DNA連接酶連接，C錯(cuò)誤；用不同的限制酶處理含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，若產(chǎn)生的黏性末端相同，則也能形成重組質(zhì)粒，D錯(cuò)誤。]12．B[限制酶SmaⅠ的切割位點(diǎn)在中軸線上，切割后形成平末端，E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端，A錯(cuò)誤；一種限制酶只能識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)切割DNA分子，并非只能識(shí)別一種核苷酸序列，如表格中限制酶HindⅡ識(shí)別的核苷酸序列不止一種，D錯(cuò)誤。]13．(1)黏性末端平末端(2)—GAATTC——CTTAAG—G和A之間的磷酸二酯鍵(3)兩種限制酶切割后形成的黏性末端相同(4)T4E．coli(5)噬菌體動(dòng)植物病毒解析(2)將圖中片段兩端的黏性末端對(duì)接后可以看出限制酶X識(shí)別的序列為6個(gè)核苷酸組成的—GAATTC—，互補(bǔ)鏈?zhǔn)恰狢TTAAG—，切割的位點(diǎn)為G和A之間的磷酸二酯鍵。(3)質(zhì)粒載體可以用限制酶X切割，也可以用另一種限制酶Y切割，說(shuō)明限制酶Y與限制酶X切割產(chǎn)生的黏性末端相同。(4)基因工程使用的DNA連接酶，按來(lái)源可分為E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中只能連接黏性末端的是E.coliDNA連接酶。14．(1)EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ(2)磷酸二酯鍵(3)自我復(fù)制一至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞解析(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coliDNA連接酶來(lái)源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)，