2022-2023学年人教版选择性必修三-重组DNA技术的基本工具作业

第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具基础巩固1.下列关于基因工程的叙述,错误的是()A.一种限制酶一般只能识别特定的核苷酸序列B.基因工程所依据的原理是基因突变C.基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的D.基因工程能够定向地改变生物的性状,培育出新品种答案:B解析:基因工程是将目的基因移植入受体细胞,依据的原理是基因重组。2.20世纪90年代开始兴起的DNA疫苗被称为第三代疫苗。医学专家将病毒抗原基因中的一段编码序列(通常是裸露的DNA)与质粒重组后注入人体的肌细胞内,通过表达使人获得免疫能力。下列叙述错误的是()A.病毒抗原基因与质粒重组时需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶B.病毒抗原基因在体内表达时会发生碱基互补配对C.重组质粒在机体细胞内表达后,能引起机体免疫反应D.重组质粒在机体细胞内的表达产物具有与原病毒一样的致病性答案:D解析:重组质粒在机体细胞内的表达产物为病毒抗原,能引起机体发生免疫反应,但不具有与原病毒一样的毒性。3.限制酶可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ及BglⅡ的识别序列及每一种限制酶的特定切割部位。其中切割出来的DNA片段末端可以互补结合的两种限制酶是()A.BamHⅠ和EcoRⅠB.BamHⅠ和HindⅢC.BamHⅠ和BglⅡD.EcoRⅠ和HindⅢ答案:C解析:BamHⅠ和BglⅡ切出的黏性末端的碱基能互补配对。4.下列关于质粒的说法,错误的是()A.质粒存在于细菌和酵母菌等生物的细胞中B.质粒DNA分子中每个磷酸基团都连两个脱氧核糖C.不同的质粒DNA,(A+G)/(T+C)的比值一定相同D.质粒是基因工程中常用的工具酶答案:D5.下列关于基因工程各种工具的叙述,错误的是()A.E.coliDNA连接酶只能“缝合”黏性末端B.限制酶主要来自原核生物,限制酶一般不切割自身DNAC.载体上必须有2个以上限制性内切核酸酶的切割位点D.限制酶断开磷酸二酯键,T4DNA连接酶能恢复磷酸二酯键答案:C6.已知在一线性DNA分子上有3个某种限制性内切核酸酶的切割位点,如下图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该限制酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该限制酶切开后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是()线性DNA分子的酶切示意图A.3种 B.4种C.9种 D.12种答案:C解析:有以下3种切割情况。(1)只切开1个位点,则有3种情况:切点在a、bcd之间,则片段为a、bcd2种;切点在ab、cd之间,则片段为ab、cd2种;切点在abc、d之间,则片段为abc、d2种。(2)切开2个位点,则有3种情况:切在a、b、cd之间,则片段为a、b、cd3种;切点在a、bc、d之间,则片段为a、bc、d3种;切点在ab、c、d之间,则片段为ab、c、d3种。(3)切开3个位点,即切点在a、b、c、d之间,则片段为a、b、c、d4种。所以不重复的片段共有9种。7.EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶识别的序列均由6个核苷酸组成,但切割后产生的结果不同,其识别序列和切割位点(图中箭头处)如下图所示。据图分析,下列说法正确的是()A.所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸组成B.SmaⅠ切割后产生的是黏性末端C.用DNA连接酶连接平末端和黏性末端的效率一样D.细菌细胞内的限制酶可以切割外源DNA,防止外源DNA入侵答案:D解析:不是所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸组成,也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。据图可知,SmaⅠ在它识别序列的中心轴线处将DNA片段切开,产生的是平末端。用DNA连接酶连接平末端的效率比较低。细菌细胞内的限制酶可以切割外源DNA,防止外源DNA入侵,是一套完善的防御体系。8.ch1L基因是蓝细菌拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。为研究该基因对叶绿素合成的调控机制,需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。技术路线如下图所示。下列有关叙述错误的是()A.ch1L基因的基本组成单位是脱氧核苷酸B.①②过程中使用的限制性内切核酸酶的作用是将DNA分子的磷酸二酯键打开C.①②过程都要使用DNA聚合酶D.若操作成功,可用含红霉素的培养基筛选出该变异株答案:C解析:①②过程都要使用限制酶和DNA连接酶。9.某线性DNA分子含有3000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表所示。限制酶a和限制酶b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法正确的是()酶a切割产物(bp)酶b再次切割产物(bp)1600,1100,300800,300A.在该DNA分子中,限制酶a与限制酶b的识别序列分别有3个和2个B.限制酶a与限制酶b切出的黏性末端不能相互连接C.限制酶a与限制酶b切断的化学键分别为磷酸二酯键和氢键D.用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作,若干循环后,—AGATCC—

—TCTAGG—序列会明显增多答案:D解析:由限制酶a、限制酶b切割后产生的DNA片段可知,限制酶a识别序列有2个,限制酶b识别序列也有2个,限制酶a和限制酶b切出的黏性末端可进行互补配对,故可连接;限制酶a、限制酶b均切割磷酸二酯键。10.下列与“DNA的粗提取与鉴定”的原理无关的是()A.DNA分子在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同B.DNA分子在80~100℃条件下双螺旋解体为两条单链C.DNA不溶于酒精溶液,但某些蛋白质则溶于酒精D.在沸水浴的条件下,DNA与二苯胺反应呈蓝色答案:B解析:DNA分子在80℃到100℃范围内双螺旋解体为两条单链与DNA的粗提取与鉴定无关。11.下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图回答下列问题。(1)a代表的物质和质粒的化学本质相同,都是,二者还具有其他共同点,如①,②(答出两点即可)。

(2)若质粒DNA分子的切割末端为—A

—TGCGC,则与之连接的目的基因切割末端应为;可使用把质粒和目的基因连接在一起。

(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为,其作用是。(4)下列常在基因工程中用作载体的是。

A.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因B.土壤农杆菌的环状RNA分子C.大肠杆菌的质粒D.动物细胞的染色体答案:(1)DNA能够自我复制具有遗传效应(2)CGCGT—A—DNA连接酶(3)标记基因便于重组DNA分子的筛选(4)C12.请回答下列与“DNA的粗提取与鉴定”相关的问题。(1)从洋葱细胞中提取DNA必须先破坏细胞壁和细胞膜。实验中是采用的方法达到此目的的。

(2)如要使细胞核内的DNA释放出来,还需溶解细胞膜上和核膜上的脂质分子,实验中使用的溶剂是。

(3)鉴定DNA存在的方法是

。

(4)如果提取液中还有其他化学成分,你将会用哪些试剂对该提取液作进一步的鉴定?

。

答案:(1)充分研磨(2)研磨液(3)DNA溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热显蓝色(4)斐林试剂和双缩脲试剂解析:(1)洋葱细胞是植物细胞,要从中提取DNA,可以采用研磨的方法破坏细胞壁和细胞膜。(2)可以用研磨液溶解细胞膜上和核膜上的脂质分子,使细胞核内的DNA释放出来。实验中,称取30g洋葱,加入10mL研磨液进行充分研磨,用纱布过滤研磨液于烧杯中,获得粗提取液。该过程中研磨液可以破坏细胞膜和核膜并溶解DNA,获得DNA的粗提取液。(3)在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺会呈现蓝色,据此可鉴定DNA的存在。(4)该实验中可以用斐林试剂和双缩脲试剂进一步检验粗提取液中的化学成分,看是否有还原糖和蛋白质存在。能力提升1.(不定项选择题)某种着色性干皮症的致病原因是相关染色体DNA发生损伤后,未能完成下图所示的修复过程。下列相关说法错误的是()A.完成过程③至少需要2种酶B.酶Ⅰ或酶Ⅱ功能异常或缺失都可导致患该病C.该病是染色体结构变异所致D.该修复过程的场所是细胞质答案:CD解析:完成过程③需要DNA聚合酶将脱氧核苷酸连接到DNA片段上,之后还需要DNA连接酶将DNA片段连接起来。由图可知,该DNA的修复需要酶Ⅰ和酶Ⅱ,因此酶Ⅰ或酶Ⅱ功能异常或缺失都可导致患病。该病是由于基因结构改变引起的,属于基因突变。染色体位于细胞核中,因此修复染色体DNA损伤的过程发生在细胞核中。2.现有一长度为1000个碱基对(bp)的DNA分子,用限制性内切核酸酶(EcoRⅠ)酶切后得到的DNA分子仍是1000bp,用KpnⅠ单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子,用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。下列能正确表示该DNA分子的酶切图谱的是()答案:D解析:A项所示的DNA用KpnⅠ单独酶切会得到600bp和200bp两种长度的DNA分子,不符合题意。B项所示的DNA用EcoRⅠ单独酶切会得到800bp和200bp两种长度的DNA分子,不符合题意。C项所示的DNA用EcoRⅠ酶切后得到200bp和800bp两种长度的DNA分子,不符合题意。D项所示的DNA用EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子的长度是1000bp,用KpnⅠ单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子,用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子,符合题意。3.下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。用下图所示质粒和目的基因构建重组质粒,最宜选用哪两种限制酶切割?()限制酶BamHⅠBclⅠSau3AⅠHindⅢ识别序列及切割位点图1图2A.BamHⅠ和HindⅢ B.BclⅠ和HindⅢC.BamHⅠ和Sau3AⅠ D.BclⅠ和Sau3AⅠ答案:B解析:由题意可知,选择的限制酶应在目的基因两端和质粒上均有识别位点,故排除Sau3AⅠ;BamHⅠ的切割位点位于质粒的四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因中间,若选用此酶切割会破坏这两种抗性基因,影响后续重组质粒的筛选,故排除BamHⅠ酶,因此应选用BclⅠ和HindⅢ进行切割。4.有关下图所示黏性末端的说法,错误的是()A.甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制性内切核酸酶酶切产生的B.甲、乙具有相同的黏性末端,可相互连接,甲、丙之间不能C.DNA连接酶的作用位点在b处,催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键D.切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子答案:C解析:甲、乙黏性末端可相互连接,但甲、丙之间不能相互连接。DNA连接酶作用位点在a处,催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子。5.回答下列有关基因工程的问题。(1)基因工程中使用的限制酶,其特点是。下图四种质粒含有E1和E2两种限制酶的识别序列,Apr表示青霉素抗性基因,Tcr表示四环素抗性基因。

(2)将两端用E1切开的Tcr基因与用E1切开的质粒X-1混合连接,连接后获得的质粒类型有。(可多选)

A.X-1 B.X-2C.X-3 D.X-4(3)若将上图所示X-1、X-2、X-3、X-4四种质粒分别导入大肠杆菌,并分别涂布在含有青霉素的培养基上和含有四环素的培养基上。在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌类型有、。

(4)如果X-1用E1酶切,产生含850个碱基对和3550个碱基对的两种片段,那么质粒X-2(Tcr基因的长度为1200个碱基对)用E2切后的片段长度为个碱基对。

答案:(1)特异性地识别和切割DNA(2)ABC(3)无质粒的大肠杆菌含X-3的大肠杆菌(4)4750解析:(1)限制酶能特异性地识别和切割DNA。(2)用E1切开质粒X-1后,质粒X-1暴露出1个黏性末端,Apr被切下。两端用E1切下的Tcr基因含有与上述切割后的质粒X-1、Apr基因相同的黏性末端,混合后会出现自身环化现象,或形成重组质粒,故会形成X-1、X-2、X-3质粒。(3)含X-1的大肠杆菌在含青霉素的培养基上可以生长,含X-2的大肠杆菌在含有四环素的培养基上可以存活,含X-3的大肠杆菌不含抗性基因,不能在两种培养基上生长,不含质粒的大肠杆菌也不能在这两种培养基上生长。(4)X-2含有的碱基数为1200+3550=4750(bp),用E2切割后,质粒由环状变为链状,仍含有