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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.课时作业1DNA重组技术的基本工具一、选择题1．下列对基因工程的理解，正确的是()①它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程②对基因进行人为删减或增添某些碱基③是体外进行的人为的基因重组④在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA⑤主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术⑥在DNA分子水平上进行操作⑦一旦成功，便可遗传A．①②③④⑤⑥B．①③④⑤⑥⑦C．①③⑤⑥⑦D．①②③⑤⑥⑦解析：基因工程是对现有基因的剪切和重组，并没有对基因进行改造，也不是要合成新的DNA。答案：C2．属于“分子缝合针”的是()①E·coliDNA连接酶②T4DNA连接酶③DNA聚合酶④解旋酶⑤RNA聚合酶A．①②③B．①②C．①②⑤D．②④解析：“分子缝合针”即基因工程中的DNA连接酶，包括E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。答案：B3．限制酶切割DNA时()A．专一识别特定的核苷酸序列B．切断的是碱基对之间的氢键C．任意切割，没有特定的核苷酸序列D．识别多种核苷酸序列，但切口只有一个解析：限制酶发挥作用时的特点是具有专一性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸2序列。答案：A4．(2018年高考·浙江4月选考)将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中，培育成耐低温的西红柿新品种A。这种导入外源基因的方法属于()A．杂交育种B．转基因技术C．单倍体育种D．多倍体育种解析：转基因技术是指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(海鱼的抗冻基因)转移到其他物种(西红柿)中，使其出现原物种不具有的新性状的技术，B符合题意。杂交育种是利用基因重组原理，有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种；利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法称为单倍体育种；利用物理、化学因素来诱导多倍体的产生属于多倍体育种，A、C、D不符合题意。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连接起来解析：选项A是DNA聚合酶的作用，故A项错误；DNA连接酶能将双链DNA片段末端连接起来，重新形成磷酸二酯键，故B项正确，C项错误；D项只涉及了E·coliDNA连接酶的作用，T4DNA连接酶还可以连接平末端，故D项错误。答案：B6．能有效地打破物种的界限，定向地改造生物的遗传性状，培育新的农作物优良品种的生物技术是()A．基因工程技术B．诱变育种技术C．杂交育种技术D．组织培养技术解析：诱变育种是在一定的条件下，对某一品种进行诱变而产生的突变性状；杂交育种必须在同种生物之间进行；组织培养技术是无性生殖，难以产生新品种；而基因工程可以打破物种的界限，在不同种生物之间进行基因重组，从而定向改造生物的遗传性状。答案：A37．下列四个DNA分子，彼此间具有黏性末端的一组是()A．①②B．②③C．③④D．②④解析：两个黏性末端彼此之间可以根据碱基互补配对原则连接成DNA片段。答案：D8．限制酶是一种核酸内切酶，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和BglⅡ的识别序列和切割位点：切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是()A．BamHⅠ和EcoRⅠB．BamHⅠ和HindⅢC．BamHⅠ和BglⅡD．EcoRⅠ和HindⅢ解析：BamHⅠ切割出来的DNA黏性末端是—GATC—，BglⅡ切割出来的DNA黏性末端也是—GATC—，它们可以互补配对。答案：C9．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶，打断的化学键是()A．G与A之间的键B．G与C之间的键C．A与T之间的键D．磷酸与脱氧核糖之间的键解析：限制酶的作用部位是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而一条链中相邻两个碱基之间的化学键为—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—。4答案：D10．据图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是()A．限制酶可以切断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：限制酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键，如图a处。DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键，因此DNA聚合酶可以连接a处。解旋酶解开两个碱基对之间的氢键，即b处解开。DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，如a处，而图示的c处连接的是同一个脱氧核苷酸内的磷酸和脱氧核糖。答案：D二、综合题11．如图为某基因工程中利用的质粒简图，小箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampR为青霉素(抗生素)抗性基因，tetR为四环素(抗生素)抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。5据图回答下列问题：(1)在基因工程中常用的工具有三种：一是用于切割DNA分子的________；二是将目的基因与载体拼接的________；三是作为载体的质粒。(2)将含有目的基因的DNA与经特定的酶切后的载体(质粒)进行拼接形成重组DNA，理论上讲，重组DNA可能有“________________”“______________”“________________”三种，其中有效的(所需要的)重组DNA是________________，因此需要对这些拼接产物进行分离提纯。(3)利用图示的质粒拼接形成的三种拼接产物(重组DNA)与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物(重组DNA)是________________。解析：(1)在基因工程中常用的工具酶有两种：一是用于切割DNA分子的限制酶，二是将目的基因与载体连接的DNA连接酶。(2)用同一种限制酶将含有目的基因的DNA和质粒分别切开，产生的黏性末端相同，进行拼接形成的重组DNA，理论上讲，可能有目的基因—目的基因、目的基因—载体和载体—载体三种。其中人们所需要的重组DNA是目的基因—载体。(3)由图可以看出两种限制酶的酶切位点都在四环素抗性基因中，两种限制酶都能破坏四环素抗性基因，因此用该质粒拼接形成的三种拼接产物(重组DNA)与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的拼接产物应是载体—载体(仍有抗性基因)。答案：(1)限制酶(限制性核酸内切酶)DNA连接酶(2)目的基因—目的基因目的基因—载体载体—载体目的基因—载体(3)载体—载体612．根据基因工程的有关知识，回答下列问题。(1)限制酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________________和________________。(2)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：CTTAA……GG……AATTC为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制酶切割，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________________也可作为载体。解析：(1)限制酶切割DNA分子后，露出的末端类型有黏性末端和平末端两种。(2)要想用另一种限制酶切割并与之相连接，则需要限制酶切割后的末端与EcoRⅠ切割后的末端一致。(3)基因工程中使用的DNA连接酶有两种类型，即T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶。(4)基因工程中常用载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。答案：(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同(3)E·coliT4(4)λ噬菌体的衍生物动植物病毒13．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：7(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是________________。(2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是________________，“插入”时用的工具是________________，其种类有________________。(3)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。↓—GGATCC—→解析：本题主要考查各种工具在基因工程中的作用，首先明确限制酶为剪刀切割目的基因，DNA连接酶起缝合作用，载体会把目的基因导入受体细胞，然后结合问题组织答案。(1)剪刀为限制酶，剪下羊的蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体结合。(2)插入时是基因与原有基因结合，都为反向平行的双螺旋结构，插入时需要载体。答案：(1)限制酶DNA连接酶(2)基因的结构是相同的载体质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物(3)14．豇豆具有抵抗多种害虫的根本原因是体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过8在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如下图所示。根据以上材料，回答下列问题。(1)CpTI基因是该基因工程中的________基因。“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是四种脱氧核苷酸，在①过程中，首先要用________将DNA分子切开，暴露出黏性末端，再用________连接。(2)在该基因工程中，供体细胞和受体细胞分别是：________________、________________。(3)切割CpTI基因应选用________(EcoRⅠ或SmaⅠ)限制酶，理由是________________。用于CpTI基因与载体连接的“分子缝合针”，T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶________________(填“是”或“否”)都可以，若在某基因工程中，限制酶切得的末端与图中不同，则应选择________________连接酶，理由是______________。解析：在基因工程中，CpTI基因是我们所需要的基因，因而是目的基因。在基因工程中，用限制性核酸内切酶切割DNA获得目的基因，再用DNA连接酶连接目的基因与载体。在该项基因工程中，供体细胞是提供目的基因的细胞(豇豆)，受体细胞是接受目的基因的细胞(水稻)。EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶切得的末端不同，前者为黏性末端，后者为平末端；T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶能够连接的末端有一定的区别：前者为黏性末端和平末端，后者仅为黏性末端。答案：(1)目的限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)豇豆水稻(3)EcoRⅠ图中得到的是黏性末端，而SmaⅠ切得的是平末端，EcoRⅠ才能切得黏性末9端是T4DNA与图中不同的末端应该是平末端，E·coliDNA连接酶只能在黏性末端之间进行连接，T4DNA连接酶则可以连接平末端和黏性末端10