《工具酶的发现和基因工程的诞生》巩固提升

1、PAGE11第一节工具酶的发现和基因工程的诞生1人们将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中培育成为抗虫棉，这个过程中所利用的主要原理是（）A基因突变B基因重组C基因工程D染色体变异2下列有关限制酶知识的叙述，错误的是（）A产生于细胞内，同时可以在细胞外起作用B一种限制酶可以识别多种特定的核苷酸序列C限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键无损害作用3属于“分子缝合针”的是（）EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶RNA聚合酶ABCD对DNA的识别序列是GAATTC，当用它处理环状DNA分子时，可形成（），有黏性末端，无黏性末端，一端有黏性末端，一端无黏性末端D两种末端无法判

2、断5在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是（）连接酶水解酶C限制酶和载体D连接酶和载体分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）ABCD7下列关于基因工程的叙述，错误的是（）A目的基因由载体导入受体细胞连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性的细胞和促进目的基因的表达年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。如果将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中

3、的主要作用是（）A追踪目的基因在细胞内的复制过程B追踪目的基因插入到染色体上的位置C追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构9某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是（）的限制酶的作用部位是图中的连接酶的作用部位是图中的进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞D通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状10请根据下面的实验原理和材料用具，设计实验探究质粒的抗生素基因所控制的抗菌类别。实验原理：作为

4、载体的质粒须有标记基因，这一标记基因可以是抗生素抗性基因，故有抗生素抗性基因的细菌，其质粒可以选作为载体（抗生素抗性基因一般位于质粒上）。材料用具：青霉素溶液、10万单位/mL的四环素溶液、菌种、灭菌的含有细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱等。（1）方法步骤：第一步：取三个含细菌培养基的培养皿，编号1、2、3，在酒精灯旁，用三支注射器分别注入1毫升的蒸馏水、青霉素溶液和四环素溶液，并使之在整个培养皿表面均匀分布；第二步：_；第三步：将接种后的三个培养皿放入37 （2）预期结果及结论：若1号培养皿中细菌正常生长，2、3号培养皿中细菌不能存活，说明该细菌质粒既无青霉素

5、抗性基因，也无四环素抗性基因；_；_；_。（3）设置1号培养皿的目的是进行_。11基因工程中，需使用限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC。（1）根据已知条件和图回答：上述质粒用限制酶_切割，目的基因用限制酶_切割。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，还要加入适量的_。请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由：_。（2）不同生物的基因可以拼接的结构基础是_。（3）大肠杆菌是首先成功表达外源基因的宿主菌，但不能表达结构复杂的蛋白质，哺乳类细胞、昆虫细胞表达系统虽然能表达结构复杂的哺乳类细胞蛋白，但操作复杂，表达水平低，

6、不易推广使用。基因工程中常选用酵母菌作为受体细胞，请从细胞结构等方面分析用酵母菌作受体细胞能克服上述不足的理由：_。参考答案将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，通过DNA转录、翻译合成特定的蛋白质，表现出特定的性状。此题易错选C。基因工程是一种技术手段，而不是生物学原理，抗虫棉的培育利用的是基因工程这一技术手段使基因发生重组。微生物中限制酶被提取出来之后，可以在细胞外起作用，进行DNA的切割，例如基因工程中的限制酶的应用就是在细胞外进行的。限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。“分子缝合针”是指DNA连接酶。不同限制性核酸内切酶切割位点是不相同的

7、，DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端。如果是限制酶EcoR，则在它识别序列的中心轴线两侧进行切割，产生黏性末端；如果是限制酶Sma，则在它识别序列的中心轴线处切割，产生的是平末端。解答本题的关键是“修饰、改造”二词。限制性核酸内切酶（即限制酶）是剪切基因的“剪刀”，DNA连接酶是将DNA末端之间的缝隙“缝合”起来的“分子缝合针”。所以修饰改造工具是限制酶和DNA连接酶。限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶三者均作用于磷酸二酯键处，限制性核酸内切酶使键断开，而DNA聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸，DNA连接酶作用于DNA片段，解旋酶作用于氢键，使D

8、NA双链打开，形成DNA单链。载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但由于它和目的基因是相互独立的，不能促进目的基因的表达。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。限制酶和DNA连接酶的作用部位都位于，但两者作用相反，载体具有在宿主细胞中复制的能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。10（1）第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁对三个培养皿接种（2）若仅1、2号中细菌存活，3号中细菌死亡，

9、说明该细菌质粒上有青霉素抗性基因，无四环素抗性基因若仅1、3号中细菌存活，2号细菌死亡，说明该细菌质粒上无青霉素抗性基因，有四环素抗性基因若1、2、3号中细菌都存活，说明该细菌质粒上既有青霉素抗性基因，又有四环素抗性基因（3）对照解析本实验的目的是探究细菌质粒上的抗性基因。1号培养皿中未加抗生素，不管细菌质粒上有无抗生素基因，该培养皿中的细菌都能存活，所以是起对照作用的；2号培养皿中加入了青霉素，只有细菌质粒上有抗青霉素的基因，其中的细菌才能存活，否则，其中的细菌就会死亡；3号培养皿中加入了四环素，只有细菌质粒上有抗四环素的基因，其中的细菌才能存活，否则，就会被四环素杀死。注意预测结果时考虑问题要全面，几种可能的情况都应该考虑到，而且每种可能结果要和相应的结论对应起来。11（1）DNA连接酶检测重组质粒（或目的基因）是否导入受体细胞（2）DNA结构基本相同（其他合理答案均可）（3）单细胞真核生物，含有加工、修饰蛋白质的内质网和高尔基体；繁殖速度快，能很快得到大量的目的基因；培养成本低；容易培养解析要形成重组质粒，质粒只能出现一个切口，并