基因工程的发展历程和工具-苏教版高中生物选修3课时练习作业

课时分层作业(一)(建议用时：45分钟)[基础达标练]1．下列有关基因工程叙述错误的是()A．最常用的载体是大肠杆菌的质粒B．工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶C．该技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换D．基本原理是基因突变【解析】基因工程的基本原理是基因重组，不同生物的DNA具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础；基因工程中的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，最常用的载体是大肠杆菌质粒。

该技术可克服生殖隔离现象，实现种间遗传物质交换，按照人的意愿使生物发生变异。

【答案】 D2．下列实践活动包含基因工程技术的是()A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆【解析】A项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重组；C项属于基因工程育种，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变。

【答案】 C3．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是()A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的脱氧核苷酸序列C．一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体D．细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体【解析】此题考查基因工程的基本工具及相关知识。

解答此类题目须明确以下知识：(1)基因操作的工具酶有限制性核酸内切酶(简称限制酶)和DNA连接酶。

(2)一种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并从特定的位点切开，不同的限制酶识别的脱氧核苷酸序列是不同的。

(3)载体是基因的运载工具，一般选用细菌的质粒作为载体，它既可以携带外源基因进入受体细胞，或独立复制或整合到受体细胞的DNA上，又有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

但在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。

【答案】 C4．下列说法中不正确的有()①限制性核酸内切酶全部是从真核生物中分离纯化而来的②DNA连接酶全部是从原核生物中分离得到的③所有限制性核酸内切酶识别的脱氧核苷酸序列均由6个核苷酸组成④不同限制性核酸内切酶切割DNA的位点不同⑤有的质粒是单链DNAA．①②④⑤B．①②③⑤C．②③④⑤D．①③④⑤【解析】限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离得到的，所以①错误；DNA连接酶中的一类是从原核生物大肠杆菌中分离得到的，另一类是从T4噬菌体中得到的，所以②错误；不同的限制性核酸内切酶识别的脱氧核苷酸序列不同，不一定都是6个核苷酸，所以③错误；质粒都是双链环状DNA分子，所以⑤错误。

【答案】 B5．下列关于DNA连接酶作用的叙述，正确的是()A．将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键B．将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C．连接两条DNA链上碱基之间的氢键D．只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA 片段平口末端之间进行连接【解析】DNA连接酶和DNA聚合酶都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，将两个DNA片段连接成重组DNA分子。

DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已存在的核酸片段上形成磷酸二酯键，合成新的DNA分子。

【答案】 B6．据图判断，有关工具酶功能的叙述错误的是()A．限制性核酸内切酶可以切断a处B．DNA聚合酶可以连接a处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处【解析】a处指的是两个相邻脱氧核苷酸之间的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键，而c处指的是同一个脱氧核苷酸内的脱氧核糖和磷酸之间的化学键，DNA 连接酶不能连接此化学键。

【答案】 D7．作为基因工程中的“分子运输车”——载体，应具备的条件是()①必须有一个或多个限制性核酸内切酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上②载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制③必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选④必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去⑤大小应合适，太大则不易操作A．①②③④B．①②③⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤【解析】基因操作中运输目的基因的载体必须有一个或多个限制性核酸内切酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上；载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制；必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选；必须是安全的；大小应合适，太大则不易操作。

【答案】 D8．下图表示限制性核酸内切酶切割某DNA分子的过程，下列有关叙述，不正确的是()A．该限制酶能识别的碱基序列是GAATTC，切点在G和A之间B．用此酶切割含有目的基因的片段时，必须用相应的限制性核酸内切酶切割载体，产生与目的基因相同的黏性末端C．要把目的基因与载体“缝合”起来，要用到基因工程的另一个工具——DNA 聚合酶D．限制酶切割DNA分子时，是破坏了同一条链上相邻脱氧核苷酸之间的化学键，而不是两条链上互补配对的碱基之间的氢键【解析】由图示可知，该限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切点在G和A之间；要获得重组DNA分子，必须用限制性核酸内切酶切割载体和目的基因，得到相同的黏性末端；将目的基因与载体“缝合”起来的是DNA连接酶，而不是DNA聚合酶；限制性核酸内切酶切割的是同一条链上相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。

【答案】 C9．限制酶是一种核酸切割酶，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Bam H Ⅰ、Eco R Ⅰ、Hin d Ⅲ以及BglⅡ的识别序列。

箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列是什么()A．Bam H Ⅰ和Eco R Ⅰ末端互补序列为AATT—B．Bam H Ⅰ和Hin d Ⅲ末端互补序列为GATC—C．Eco R Ⅰ和Hin d Ⅲ末端互补序列为AATT—D．Bam H Ⅰ和BglⅡ末端互补序列为GATC—【解析】图中四种限制酶切割DNA分子所形成的黏性末端分别是—G —CCTAG、—G—CTTAA、—A—TTCGA、—A—TCTAG，可知Bam H Ⅰ和BglⅡ切割DNA分子产生的末端的碱基是互补的。

【答案】 D10．科学家通过基因工程，需要从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因，放入棉花细胞中发挥作用，回答有关问题：(1)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是________________。

此工具主要存在于___________中，其特点是_______________________________ _____________________________________________________________。

(2)将抗虫基因导入棉花细胞需要的运输工具具有的特点是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，最常用的载体是________，除了它还有________、________。

【答案】(1)限制性核酸内切酶细菌一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割(2)有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点，在受体细胞中可进行自我复制，具标记基因质粒λ噬菌体的衍生物动植物病毒[能力提升练]11．下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。

若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是()【解析】A项破坏了复制必需的序列。

B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。

C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。

D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。

【答案】 C12．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是()A．a的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构B．要获得相同的黏性末端，要用相同的b去切割a和dC．c连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对D．若要获得未知序列的d，可到基因文库中去寻找【解析】a是载体质粒，b是限制性核酸内切酶切割质粒，c是DNA连接酶，连接质粒和目的基因，d是目的基因。

质粒是环状DNA，其基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成的。

要想获得同一种黏性末端要用同一种限制性核酸内切酶。

DNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的键，不是氢键。

对于未知序列的目的基因是无法从基因文库中获取的。

【答案】 B13．现有一长度为3 000碱基对(bp)的线性DNA分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。

用酶H单独酶切，结果如图1。

用酶B单独酶切，结果如图2。

用酶H和酶B同时酶切，结果如图3。

该DNA分子的结构及其酶切图谱是()【解析】从图中所示的结果看，酶H单独酶切时会将DNA切割成两种长度(分别为2000bp、1000bp)，可以排除D选项；酶B单独酶切时使DNA切割成三种长度(分别为2000bp、600bp、400bp)，由此可排除BC选项。

【答案】 A14．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。

(2)质粒运载体用Eco R Ⅰ切割后产生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用Eco R Ⅰ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是___________ ______________________________________________________。

(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA 连接酶和________DNA连接酶。

(4)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。