3.1 重组DNA技术的基本工具同步练习-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

重组DNA技术的基本工具 一、选择题 1.下图表示DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是 (　　) A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③② 2.下列关于图示黏性末端的叙述,正确的是 (　　) 1 2 3 　　　 ④ A.①与③是由相同的限制酶切割产生的 B.DNA连接酶可催化①与③的连接 C.经限制酶切割形成④需要脱去2分子水 D.DNA连接酶与DNA聚合酶均能作用于上述黏性末端 3.下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和切割位点图(↓表示切割位点,切口为黏性末端),下列叙述正确的是 (　　) 限制酶1: 限制酶2: 限制酶3: 限制酶4: A.限制酶1和3切出的黏性末端相同 B.限制酶1、2、4识别的序列都由4个脱氧核苷酸组成 C.在使用限制酶的同时还需要解旋酶 D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4 DNA连接酶拼接 4.质粒是细菌中的有机分子,下列描述正确的是 (　　) A.质粒完全水解后最多可产生4种化合物 B.质粒能够自我复制 C.质粒中含有2个游离的磷酸基团 D.质粒是基因工程的工具酶 5.下列不属于质粒作为载体的理由的是(　　) A.能自我复制 B.有一个至多个限制酶切割位点 C.具有标记基因 D.它是环状DNA 6.下列叙述符合基因工程概念的是 (　　) A.加热致死的S型细菌和R型活细菌一起培养,得到S型活细菌 B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株 C.用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 7.(2024·佛山)限制酶是一种核酸切割酶,可识别并切割DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列。下图所示为四种限制酶BamH Ⅰ、EcoRⅠ、Hind Ⅲ以及BglⅡ的识别序列,箭头表示每种限制酶的特定切割位点,切割出来的DNA片段末端可以互补黏合的及其正确的末端互补序列应该 为 (　　) A.BamHⅠ和EcoRⅠ;末端互补序列为-AATT-　 B.BamHⅠ和HindⅢ;末端互补序列为-GATC-　 C.EcoRⅠ和HindⅢ;末端互补序列为-AATT-　 D.BamHⅠ和BglⅡ;末端互补序列为-GATC-　 8.下列关于下图所示黏性末端的说法,错误的是 (　　) 甲 乙 丙 A.甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制酶催化产生的 B.甲、乙具有相同的黏性末端,可形成重组DNA分子,但甲、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.切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子 9.下列有关基因工程中限制酶的描述,正确的是(　　) A.限制酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列 B.限制酶的活性受温度的影响 C.限制酶能识别和切割RNA D.限制酶只能从原核生物中提取 10.下列关于几种酶作用的叙述,错误的是(　　) A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接 B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录 C.一种限制酶能识别多种核苷酸序列,并切割出多种目的基因 D.DNA聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条DNA单链 11.下列有关DNA连接酶的说法,正确的是 (　　) A.DNA连接酶和限制酶的作用恰好相反,DNA连接酶可以将限制酶切开的双链DNA片段“缝合”起来 B.DNA连接酶和DNA聚合酶一样能连接单链DNA片段 C.E.coli DNA连接酶可以连接有平末端的DNA片段,也能连接有黏性末端的DNA片段 D.T4 DNA连接酶只能连接有平末端的DNA片段 12.(2024·广东)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是 (　　) A.用限制酶切割获得一个目的基因时得到2个切口,有2个磷酸二酯键被断开 B.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大 C.序列-CATG↓-和-G↓GATCC-被限制酶切出的黏性末端碱基数不同 D.T4 DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接 13.限制酶MunⅠ和EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是和。下图表示目的基因和四种质粒,其中,质粒上箭头所指部位为酶的识别位点,阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是 (　　) A B C D 14.(2024·珠海)CRISPR-Cas9是近年来生物学科研的热门技术,该技术源于细菌的一种防御机制。如图所示,当细菌感知到噬菌体侵入时,会通过gRNA识别噬菌体DNA,并通过Cas9蛋白切断目标DNA,从而起到防御作用。下列关于该机制的叙述错误的是 (　　) A.gRNA与目标DNA结合片段中最多含有8种核苷酸 B.噬菌体DNA与gRNA的结合遵循碱基互补配对原则 C.Cas9蛋白可破坏DNA分子的磷酸二酯键 D.光学显微镜下可观察到图中的现象 二、非选择题 15.下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,请据图回答下列问题。 (1)a代表的物质和质粒的化学本质都是　　　　,二者还具有其他共同点,如①　　　　　　　　,②　　　　　　　　(写出两条即可)。  (2)若质粒DNA分子的切割末端为,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.苏云金杆菌的抗虫基因 B.土壤农杆菌中的RNA分子 C.大肠杆菌的质粒 D.动物细胞的染色体 16.1型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用1型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如下图所示。请据图回答下列问题。 (1) 为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有　　个。  (2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是　　　　(不定项)。  A.引入的短肽编码序列不能含终止子序列 B.引入的短肽编码序列不能含终止密码子编码序列 C.引入的短肽不能改变A链氨基酸序列 D.引入的短肽不能改变原人胰岛素抗原性 (3)在重组表达载体中,限制酶SacⅠ和XbaⅠ仅有图示的切割位点。用这两种限制酶充分切割重组表达载体,可形成　　　　种DNA片段。  (4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽—重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是　。  (5)用转化的乳酸菌饲喂1型糖尿病模型小鼠一段时间后,小鼠体内出现人胰岛素抗原,能够特异性识别它的免疫细胞有　　　　(不定项)。  A.B细胞　　　　　　B.T细胞 C.吞噬细胞 D.浆细胞 重组DNA技术的基本工具 一、选择题 1.下图表示DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是 (　　) A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③② 解析:限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,因此①符合;DNA聚合酶用于DNA分子的复制,能在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来,因此④符合;DNA连接酶能在具有相同末端的两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,即将其“缝合”起来,因此②符合;解旋酶能够将DNA分子的双螺旋解开,因此③符合。 答案:C 2.下列关于图示黏性末端的叙述,正确的是 (　　) 4 5 6 　　　 ④ A.①与③是由相同的限制酶切割产生的 B.DNA连接酶可催化①与③的连接 C.经限制酶切割形成④需要脱去2分子水 D.DNA连接酶与DNA聚合酶均能作用于上述黏性末端 解析:①与③的黏性末端相同,但它们被识别的碱基序列不同,应是由不同的限制酶切割产生的,A项错误;由于①与③的黏性末端相同,所以DNA连接酶可催化①与③的连接,B项正确;限制酶切割获得④需要消耗2分子水,C项错误;DNA聚合酶作用于单个游离的脱氧核苷酸,D项错误。 答案:B 3.下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和切割位点图(↓表示切割位点,切口为黏性末端),下列叙述正确的是 (　　) 限制酶1: 限制酶2: 限制酶3: 限制酶4: A.限制酶1和3切出的黏性末端相同 B.限制酶1、2、4识别的序列都由4个脱氧核苷酸组成 C.在使用限制酶的同时还需要解旋酶 D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4 DNA连接酶拼接 解析:限制酶1和3切出的黏性末端相同,都是—CTAG,A项正确;限制酶4识别的序列由6个脱氧核苷酸组成,B项错误;限制酶切割双链DNA分子时,不需要解旋酶,C项错误;限制酶1和2切出的DNA片段的黏性末端分别是—CTAG和—CATG,不能通过DNA连接酶拼接,D项错误。 答案:A 4.质粒是细菌中的有机分子,下列描述正确的是 (　　) A.质粒完全水解后最多可产生4种化合物 B.质粒能够自我复制 C.质粒中含有2个游离的磷酸基团 D.质粒是基因工程的工具酶 解析:质粒是一种具有自我复制能力的双链环状DNA分子,不含游离的磷酸基团,完全水解后最多可产生6种化合物,即脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基。质粒是基因工程的载体,不是工具酶。 答案:B 5.下列不属于质粒作为载体的理由的是(　　) A.能自我复制 B.有一个至多个限制酶切割位点 C.具有标记基因 D.它是环状DNA 解析:质粒是双链环状DNA分子,能进行自我复制,A项不符合题意;基因工程的载体必须要有一个至多个限制酶切割位点,便于与目的基因连接形成重组DNA分子,B项不符合题意;作为载体的质粒应带有特殊的标记基因,以便对重组DNA进行筛选,C项不符合题意;基因工程的载体不一定是环状形态的DNA分子,D项符合题意。 答案:D 6.下列叙述符合基因工程概念的是 (　　) A.加热致死的S型细菌和R型活细菌一起培养,得到S型活细菌 B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株 C.用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 解析:基因工程又叫重组DNA技术,是一种人为的操作过程。A项所述内容属于基因重组,但由于S型细菌的基因不是人为导入R型细菌的,故不属于基因工程的范畴,不符合题意;B项所述内容符合基因工程的概念,符合题意;C项所述内容属于诱变育种,不符合题意;D项所述内容外源基因导入细菌不是人为操作的,不属于基因工程的范畴,不符合题意。 答案:B 7.(2024·佛山)限制酶是一种核酸切割酶,可识别并切割DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列。下图所示为四种限制酶BamH Ⅰ、EcoRⅠ、Hind Ⅲ以及BglⅡ的识别序列,箭头表示每种限制酶的特定切割位点,切割出来的DNA片段末端可以互补黏合的及其正确的末端互补序列应该 为 (　　) A.BamHⅠ和EcoRⅠ;末端互补序列为-AATT-　 B.BamHⅠ和HindⅢ;末端互补序列为-GATC-　 C.EcoRⅠ和HindⅢ;末端互补序列为-AATT-　 D.BamHⅠ和BglⅡ;末端互补序列为-GATC-　 解析:BamH Ⅰ切割出的末端序列为GATC-,EcoR Ⅰ切割出的末端序列为AATT-,HindⅢ切割出的末端序列为AGCT-,BglⅡ切割出的末端序列为GATC-,BamHⅠ与BglⅡ切割出的末端序列一致,故只有D项所示两种限制酶所切割出来的DNA片段末端才能互补黏合,D项正确。 答案:D 8.下列关于下图所示黏性末端的说法,错误的是 (　　) 甲 乙 丙 A.甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制酶催化产生的 B.甲、乙具有相同的黏性末端,可形成重组DNA分子,但甲、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.切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子 解析:三种限制酶识别的碱基序列不同,故限制酶种类也不同,A项正确;三个末端中甲、乙的碱基可互补配对,故二者可形成重组DNA分子,该重组DNA分子不具有切割甲的限制酶识别的碱基序列,故不能被切割甲的限制酶识别切割,B、D两项正确;b处表示氢键,而DNA连接酶的作用是使两个DNA片段之间的磷酸二酯键连接起来形成一个DNA分子,C项错误。 答案:C 9.下列有关基因工程中限制酶的描述,正确的是(　　) A.限制酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列 B.限制酶的活性受温度的影响 C.限制酶能识别和切割RNA D.限制酶只能从原核生物中提取 解析:限制酶能够识别并切割双链DNA上特定的核苷酸序列,大多数限制酶能够识别6个核苷酸组成的序列,少数可以识别4个、8个或其他数量的核苷酸组成的序列;限制酶的化学本质是蛋白质,其活性受温度影响;限制酶只能识别和切割DNA;限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。 答案:B 10.下列关于几种酶作用的叙述,错误的是(　　) A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接 B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录 C.一种限制酶能识别多种核苷酸序列,并切割出多种目的基因 D.DNA聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条DNA单链 解析:DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接,形成磷酸二酯键,A项正确;RNA聚合酶能与基因的特定位点(启动子)结合,催化遗传信息的转录,B项正确;一种限制酶只能特异性的识别一种核苷酸序列,体现了酶的专一性,C项错误;DNA分子复制时,DNA聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条DNA单链,D项正确。 答案:C 11.下列有关DNA连接酶的说法,正确的是 (　　) A.DNA连接酶和限制酶的作用恰好相反,DNA连接酶可以将限制酶切开的双链DNA片段“缝合”起来 B.DNA连接酶和DNA聚合酶一样能连接单链DNA片段 C.E.coli DNA连接酶可以连接有平末端的DNA片段,也能连接有黏性末端的DNA片段 D.T4 DNA连接酶只能连接有平末端的DNA片段 解析:DNA连接酶和限制酶的作用恰好相反,DNA连接酶可以将限制酶切开的双链DNA片段“缝合”起来,A项正确;DNA连接酶不能连接单链DNA片段,DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上,B项错误;E.coli DNA连接酶只能连接有黏性末端的DNA片段,C项错误;T4 DNA连接酶既可以连接有黏性末端的DNA片段,也可以连接有平末端的DNA片段,D项错误。 答案:A 12.(2024·广东)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是 (　　) A.用限制酶切割获得一个目的基因时得到2个切口,有2个磷酸二酯键被断开 B.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大 C.序列-CATG↓-和-G↓GATCC-被限制酶切出的黏性末端碱基数不同 D.T4 DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接 解析:用限制酶切割获得一个目的基因时得到2个切口,有4个磷酸二酯键被水解;限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大;序列-CATG↓-和-G↓GATCC-被限制酶切出的黏性末端碱基数相同,都是4个;T4 DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接,只有T4 DNA连接酶还可以连接平末端。 答案:B 13.限制酶MunⅠ和EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是和。下图表示目的基因和四种质粒,其中,质粒上箭头所指部位为酶的识别位点,阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是 (　　) A B C D 解析:A项中用限制酶MunⅠ切割质粒后,不会破坏标记基因,而且还能产生与目的基因两侧黏性末端相同的末端,适于作为图示目的基因的载体;B项中质粒没有标记基因,不适于作为图示目的基因的载体;C、D两项中质粒含有标记基因,但用限制酶切割后,标记基因会被破坏,因此不适于作为图示目的基因的载体。 答案:A 14.(2024·珠海)CRISPR-Cas9是近年来生物学科研的热门技术,该技术源于细菌的一种防御机制。如图所示,当细菌感知到噬菌体侵入时,会通过gRNA识别噬菌体DNA,并通过Cas9蛋白切断目标DNA,从而起到防御作用。下列关于该机制的叙述错误的是 (　　) A.gRNA与目标DNA结合片段中最多含有8种核苷酸 B.噬菌体DNA与gRNA的结合遵循碱基互补配对原则 C.Cas9蛋白可破坏DNA分子的磷酸二酯键 D.光学显微镜下可观察到图中的现象 解析:gRNA为RNA,最多含有4种核糖核苷酸,DNA含有4种脱氧核苷酸,故gRNA与目标DNA结合片段中最多含有8种核苷酸;噬菌体DNA与gRNA的结合具有特异性,在结合时遵循碱基互补配对原则;“Cas9蛋白切断目标DNA”,其作用相当于限制酶,故Cas9蛋白可破坏DNA分子的磷酸二酯键;该过程属于分子水平的改变,光学显微镜下无法观察到该现象。 答案:D 二、非选择题 15.下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,请据图回答下列问题。 (1)a代表的物质和质粒的化学本质都是　　　　,二者还具有其他共同点,如①　　　　　　　　,②　　　　　　　　(写出两条即可)。  (2)若质粒DNA分子的切割末端为,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.苏云金杆菌的抗虫基因 B.土壤农杆菌中的RNA分子 C.大肠杆菌的质粒 D.动物细胞的染色体 解析:(1)a代表的物质是拟核DNA,质粒是细胞质中的DNA分子,二者都是环状DNA分子,其共同点有能够自我复制、具有遗传效应、具有双螺旋结构等。(2)根据碱基互补配对原则,目的基因的切割末端应为;将目的基因与质粒连接在一起需要用到DNA连接酶。(3)质粒上的氨苄青霉素抗性基因是标记基因,可以用作重组DNA分子的鉴定和筛选。(4)大肠杆菌的质粒是基因工程中常用的载体。 答案:(1)DNA　能够自我复制　具有遗传效应 (2)　DNA连接酶 (3)标记基因　供重组DNA分子的鉴定与筛选 (4)C 16.1型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用1型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如下图所示。请据图回答下列问题。 (2) 为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有　　个。  (2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是　　　　(不定项)。  A.引入的短肽编码序列不能含终止子序列 B.引入的短肽编码序列不能含终止密码子编码序列 C.引入的短肽不能改变A链氨基酸序列 D.引入的短肽不能改变原人胰岛素抗原性 (3)在重组表达载体中,限制酶SacⅠ和XbaⅠ仅有图示的切割位点。用这两种限制酶充分切割重组表达载体,可形成　　　　种DNA片段。  (4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽—重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是　。  (5)用转化的乳酸菌饲喂1型糖尿病模型小鼠一段时间后,小鼠体内出现人胰岛素抗原,能够特异性识别它的免疫细胞有　　　　(不定项)。  A.B细胞　　　　　　B.T细胞 C.吞噬细胞 D.浆细胞 解析:(1)比较改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列,其中有7个核苷酸发生了替换,则其转录形成的mRNA中,也会有7个核苷酸发生改变,1个密码子由mRNA上3个连续的碱基组成,由此可知,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。(2)要确保等比例表达A、B肽链,则需A、B肽链一起合成,即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端,在其中间加入一段短肽编码序列后,序列中间不能出现终止子,所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子,同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能。(3)在重组表达载体中,限制酶SacⅠ和XbaⅠ的切割位点分别有2个和1个,当将重组表达载体用限制酶SacⅠ和XbaⅠ充分切割后,会形成3个缺口,得到3种不同的DNA片段。(4)乳酸菌属于原核生物,信号肽在核糖体上合成后,到细胞质基质中加工,再将其运输到细胞膜上,进而转移到细胞壁。(5)人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫。在特异性免疫过程中,B细胞和T细胞能特异性识别抗原;吞噬细胞能识别抗原,但不是特异性识别;浆细胞不能识别抗原。 答案:(1)6　(2)ABCD　(3)3　(4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁　(5)AB 学科网（北京）股份有限公司 $$