3.1 重组DNA技术的基本工具（分层作业）

3.1 重组DNA技术的基本工具 【三层刷题，基础+提升+真题，步步高升】 班级：___________ 姓名：___________ 用时：___________（建议用时：60min） 1、 单选题 1．以下关于基因工程的操作工具，说法正确的是（    ） A．DNA和RNA均可使用限制酶进行切割 B．切割质粒的限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列 C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D．载体的作用是将目的基因导入受体细胞使之稳定存在并表达 【答案】D 【分析】基因工程基本工具：限制酶、DNA连接酶、运载体。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、限制酶只能在双链DNA的特定位点上进行切割，A错误； B、切割质粒的限制酶具有特异性，不是都能特异性地识别6个核苷酸序列，B错误； C、载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因，C错误； D、载体上一般有复制原点和标记基因，载体的作用是将目的基因导入受体细胞使之稳定存在并表达，D正确。 故选D。 2．如图所示三个DNA片段依次表示EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点。下列有关叙述错误的是（    ） A．三种限制酶切割产生的末端的长度大小相同 B．这三种限制酶切割后形成的都是黏性末端 C．BamHⅠ和Sau3AⅠ切割DNA片段形成的末端不能彼此连接 D．图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后，会增加两个游离的磷酸基团 【答案】C 【分析】关于限制酶，可以从以下几方面把握： （1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来； （2）特异性：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； （3）结果：形成黏性末端或平末端。 【详解】AB、根据题图并结合三种限制酶的切割位点可知，这三种限制酶切割后形成的都是黏性末端，且长度大小相同，A、B正确； C、用BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割DNA片段会形成相同的黏性末端，故BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割DNA片段形成的末端能按照碱基互补配对彼此连接，C错误； D、图中的DNA片段被EcoR Ⅰ切割后，会断裂两个磷酸二酯键，从而增加两个游离的磷酸基团，D正确。 故选C。 3．DNA连接酶是基因工程的必需工具，下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是（    ） A．DNA连接酶可以将任意的两个DNA片段连接成一个重组DNA分子 B．DNA连接酶发挥作用时需要识别特定的脱氧核苷酸序列 C．DNA连接酶可以催化两个脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成 D．E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能连接黏性末端和平末端 【答案】C 【分析】DNA连接酶： （1）根据酶的来源不同分为两类：E. coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低； （2）DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 【详解】A、DNA连接酶可以连接互补配对的黏性末端或平末端，而非任意的两个DNA片段，A错误； B、DNA连接酶发挥作用时不需要识别特定的脱氧核苷酸序列，B错误； C、DNA连接酶可以催化两个脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成，C正确； D、E.coli DNA连接酶仅能连接黏性末端，T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端，D错误。 故选C。 4．如图是“DNA的粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图,下列相关叙述错误的是（    ） A．图1中的溶液a和图2中的溶液b的成分不同，溶液b是 2 mol·L-1的NaCl溶液 B．图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而某些蛋白质等杂质不溶于酒精 C．图2所示实验的结果是试管1不变蓝，试管2变蓝色 D．图2所示实验中设置试管1的目的是作为对照实验 【答案】B 【分析】1、DNA的溶解性： （1）DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。 （2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA和蛋白质进一步分离。 2、DNA的析出与鉴定： ①将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。 ②取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。 【详解】AB、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，所以图1中溶液a成分为酒精溶液，其中用玻璃棒卷起的丝状物为粗提取的DNA，DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度较大，可用二苯胺沸水浴鉴定DNA，将丝状物DNA溶解于2mol/L的NaCl溶液，故溶液b是2mol/L的NaCl溶液，A正确，B错误； CD、溶液b是2mol/L的NaCl溶液，图2试管1的作用是证明2mol/L的NaCl 溶液遇二苯胺不会出现蓝色，故设置试管1的目的是作为空白对照，试管2将丝状物DNA溶解于2mol/L的NaCl溶液，加入二苯胺试剂，沸水浴冷却后呈蓝色，因此图2所示实验的结果是试管1不变蓝，试管2变蓝色，CD正确。 故选B。 5．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验中的选材或操作的叙述，正确的是（    ） A．可选择鸡或者兔的成熟红细胞作为实验材料来获取DNA B．利用DNA溶于酒精，而某些蛋白质不溶于酒精的特性，可以初步分离DNA与蛋白质 C．研磨液倒入离心管中进行离心5min，然后取沉淀物置于烧杯中 D．将DNA与二苯胺试剂混合均匀，进行沸水浴后，待其冷却观察颜色反应 【答案】D 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、兔的成熟红细胞无细胞核，无法作为提取DNA的实验材料，A错误； B、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可利用此原理将DNA与蛋白质分离，B错误； C、将研磨液倒入塑料离心管中离心5min后，取上清液备用，C错误； D、将DNA溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，混匀后，在在沸水浴条件下，呈蓝色，D正确。 故选D。 6．酒精是高中生物学实验中的常用试剂，下列关于酒精的使用相关描述正确的（　　） A．在脂肪的鉴定实验中，在花生子叶薄片上滴1-2滴体积分数为70%的酒精溶液，可洗去被染玻片标本上的苏丹Ⅲ染液浮色 B．在土壤动物种群丰富度研究实验中，将50%的酒精作为防腐剂使用 C．DNA 的粗提取与鉴定实验中，在含有 DNA 的氯化钠滤液中加入冷却的、体积分数为95%的酒精溶液50mL，提取含杂质较少的DNA D．在观察植物细胞有丝分裂的实验时，用体积分数95%的酒精进行解离 【答案】C 【分析】检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素；果酒和果醋制作实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒；DNA的粗提取和鉴定中可以体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA等。 【详解】A、脂肪鉴定实验中，用体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色，A错误； B、在土壤动物种群丰富度研究实验中，将70%的酒精作为防腐剂使用，B错误； C、DNA能溶于2 mol/L NaCl溶液，不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，DNA的粗提取与鉴定实验中，在含有DNA的氯化钠滤液中加入冷却的、体积分数为95%的酒精溶液50mL，可去除部分蛋白质杂质，提取含杂质较少的DNA，C正确； D、制作洋葱根尖临时装片时，体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸按照1:1混合后可用于解离，因为该混合液可使细胞的原生质凝固，不发生变化，固定细胞分裂相，以尽可能保持原来的结构有利于观察不同分裂期的图像，D错误。 故选C。 7．下列关于生物学实验操作或方法的叙述，错误的是（    ） 选项 实验内容 操作或方法 A 检测生物组织中的还原糖 向组织样液中加入斐林试剂，50~65℃温水加热 B 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 用台盼蓝染液对酵母菌进行染色，辨别细胞死活 C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 用溴麝香草酚蓝溶液检测培养液中CO2的产生 D DNA的粗提取与鉴定 将白色丝状物溶于酒精，再加入二苯胺试剂，沸水浴 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】1、生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）；（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。 2、探究酵母菌细胞呼吸方式中，产生的二氧化碳可以用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水检测，酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液检测（由橙红色变成灰绿色）。 3、DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、斐林试剂用于检测还原糖，需要在50~65℃的温水中加热，使还原糖与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀，A正确； B、台盼蓝染液可以用于辨别细胞的死活，活细胞的细胞膜具有选择性通透性，不吸收台盼蓝，而死细胞的细胞膜不具有该特点，会吸收台盼蓝，从而被染成蓝色，B正确； C、溴麝香草酚蓝溶液可以用于检测CO2的产生，当CO2与溴麝香草酚蓝溶液反应时，溶液的颜色会从蓝色变为黄色，从而指示CO2的存在，C正确； D、白色丝状物是DNA，不溶于酒精，D错误。 故选D。 8．伯格首先在体外进行了DNA改造的研究，成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列相关叙述正确的是（    ） A．不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性末端 B．DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键 C．当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是平末端 D．E·coliDNA连接酶能连接DNA片段的黏性末端和平末端，且连接平末端的效率较高 【答案】B 【分析】基因工程的工具：（1）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。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 【详解】A、有些不同的限制酶切割后也可能会产生相同的黏性末端，A错误； B、DNA 连接酶可连接 DNA 片段形成磷酸二酯键，DNA 聚合酶在 DNA 复制时催化形成磷酸二酯键，RNA 聚合酶在转录时催化形成磷酸二酯键，逆转录酶在逆转录过程中催化形成磷酸二酯键，它们都能催化形成磷酸二酯键，B正确； C、当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而不是平末端，C错误； D、E・coli DNA 连接酶能连接 DNA 片段的黏性末端和平末端，但连接平末端的效率较低，D错误。 故选B。 9．采用限制酶 1 和酶2分别切割某种表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因，再用E、coli DNA连接酶连接，可以构建重组DNA。以下分析错误的是（    ） A．组成表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因的基本单位都是脱氧核苷酸 B．表达产物能够降解除草剂的基因和几丁质酶基因都具有双螺旋结构 C．分别用限制酶1和酶2切割后两种基因产生的黏性末端可发生碱基互补配对 D．重组后的DNA片段，还可用酶1或酶2在连接位点进行切割 【答案】D 【分析】基因工程的工具：（1）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。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒。 【详解】A、表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因都是由脱氧核苷酸连接而成，具有相同的组成单位，A 正确； B、表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因都是双螺旋结构，结构相类似，B正确； C、分别用限制酶1和酶2切割后两种基因产生的黏性末端互补，可通过氢键连接，C正确； D、重组后的DNA 片段连接位点处的碱基序列已不能再被限制酶1 和酶2 识别，不能再用酶1或酶2在连接位点进行切割，D错误。 故选D。 10．孤独症谱系障碍与SHANK3基因的分子缺陷密切相关，我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，对猕猴的SHANK3基因进行编辑，首次获得该病的模型猴。CRISPR/Cas9基因编辑系统的Cas9蛋白通过识别特定核苷酸序列、切除SHANK3基因部分序列，使其失去作用。说法错误的是（    ）    A．Cas9是一种限制酶，断开SHANK3基因中特定部位的磷酸二酯键 B．自然条件下精子在雌性动物的生殖道内获得受精能力，在输卵管中完成受精作用 C．对母猴乙注射促性腺激素进行同期发情处理，使其生殖器官的生理变化与母猴甲同步 D．对卵母细胞、受精卵、早期胚胎的培养，都需要一定的CO2浓度维持培养液的pH 【答案】C 【分析】限制酶能够识别DNA中特定的核苷酸序列，切割的部位是核苷酸之间的磷酸二酯键，从而将DNA分子切成两段，出现黏性末端或平末端。 【详解】A、Cas9 蛋白的作用是通过识别特定核苷酸序列、切除 SHANK3 基因部分序列，所以它是一种限制酶，断开 SHANK3 基因中特定部位的磷酸二酯键，A正确； B、自然条件下精子在雌性动物的生殖道内获得受精能力（即获能），在输卵管中完成受精作用，B正确； C、对母猴乙注射孕激素进行同期发情处理，使其生殖器官的生理变化与母猴甲同步，C错误； D、动物细胞培养在培养箱中进行，在对卵母细胞、受精卵、早期胚胎的培养过程中，培养箱要有一定的CO2浓度，用于维持培养液的pH，D正确。 故选C。 二、非选择题 11．下图为DNA分子的切割和连接过程。    (1)EcolⅠ是一种 酶,其识别序列是 ,切割位点是 与 之间的 键。切割结果产生的DNA片段末端形式为 。 (2)不同来源的DNA片段结合,在这里需要的酶应是 连接酶,此酶的作用是在 与 之间形成 键,而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是 。 【答案】(1) 限制酶 -GAATTC- G A 磷酸二脂键 黏性末端 (2) E.coli DNA G A 磷酸二脂键 T4DNA 【分析】基因工程的工具： （1）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。 （2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 （3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 【详解】（1）EcoRⅠ是一种限制酶，限制酶能够识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位点进行切割，据图可知，EcoRⅠ识别序列是GAATTC，切割位点是G与A之间的磷酸二酯键；由于该酶的切割位点在识别序列的中轴线两侧，故切割形成的末端是黏性末端。 （2）将不同来源的DNA片段“缝合”起来，需要DNA连接酶，具体包括E•coli DNA连接酶和T4DNA连接酶；DNA连接酶的作用是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，将两个双链DNA片段“缝合”起来；图中DNA连接酶的作用是在G与A之间形成磷酸二脂键，其中能“缝合”两个双链DNA片段的平末端的酶是T4 DNA连接酶。 12．如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 (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作为载体的是________。 A．苏云金杆菌抗虫基因 B．土壤农杆菌环状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) DNA连接酶 (3) 标记基因 用于重组DNA的鉴定和选择 (4)C 【分析】作为载体必须具备的条件：①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；②有多个限制性核酸内切酶切割位点；③有一定的标记基因，便于筛选。常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。 【详解】（1）a代表的物质是大型环状DNA分子，质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外的小型环状DNA分子，两者都能自我复制，并蕴含遗传信息。 （2）质粒DNA分子的切割末端和与其能够连接的目的基因切割末端之间能够发生碱基互补配对，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DNA 连接酶将它们连接在一起。 （3）质粒DNA分子上的氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因，便于对重组DNA进行鉴定和筛选。 （4）A、苏云金芽孢杆菌抗虫基因一般作为目的基因，A错误； B、土壤农杆菌环状RNA分子不容易在宿主细胞内保存，B错误； C、常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等，C正确； D、动物细胞染色体的主要成分是DNA和蛋白质，不能被限制性核酸内切酶切割，因此不能用作载体，D错误； 故选C。 一、单选题 1．已知限制酶BamHI和BglⅡ的识别位点分别是-G↓GATCC-、-A↓GATCT-。下列有关说法错误的是（    ） A．上述两种限制酶切割出的末端只能用E.coliDNA连接酶进行“缝合” B．限制酶的识别序列可能由4个、6个、8个或其他数目的核苷酸组成 C．若用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，可提高重组质粒构建的成功率 D．上述两种限制酶切割出的末端之间相互连接后可能不会再被两种限制酶识别 【答案】A 【分析】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，形成黏性末端或平末端。 【详解】A、上述两种限制酶切割出的末端为黏性末端，能用E.coliDNA连接酶和T4 DNA连接酶进行“缝合”，A错误； B、不同限制酶识别序列有差异，限制酶的识别序列可能由4个、6个、8个或其他数目的核苷酸组成，B正确； C、若用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，可形成不同的末端，能避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，从而提高重组质粒构建的成功率，C正确； D、上述两种限制酶切割出的末端之间相互连接后形成的序列为  ，不会再被两种限制酶识别，D正确。 故选A。 2．下表是几种限制酶的识别序列及切割位点（Y=C或T，R=A或G）。下列相关叙述正确的是（　　） 限制酶 HindⅡ AluⅠ BamHⅠ Sau3AⅠ 识别序列及切割位点       5'-GTY↓RAC-3'     5'-AG↓CT-3'     5'-G↓GATCC-3'   5'-↓GATC-3' A．限制酶切割一次需切断2个磷酸二酯键，增加2个游离的磷酸基团 B．一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，并在特定位点切割 C．AluⅠ切割后的DNA片段只可用E.coliDNA连接酶连接 D．BamHⅠ和Sau3AⅠ切割形成的片段进行重组后，BamHⅠ和Sau3AⅠ均不能识别并切割 【答案】A 【分析】限制酶的特点：识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的位点进行切割，切割后可能形成黏性末端或平末端。 【详解】A、限制酶切割一次需切断2个磷酸二酯键，形成2个新的游离的磷酸基团，A正确； B、一种限制酶不一定只识别一种核苷酸序列，如HindⅡ，B错误； C、用AluⅠ切割得到的是平末端，可用T4DNA连接酶连接起来，C错误； D、BamHⅠ和Sau3AⅠ切割形成的片段进行重组后，BamHⅠ不能识别并切割重组片段，而Sau3AⅠ可识别并切割重组片段，D错误。 故选A。 3．多种实验材料都可用于DNA的粗提取与鉴定，如花菜、猪肝、鸡血细胞等。下列相关叙述错误的是（    ） A．以花菜为材料研磨时，可加入蒸馏水和胰蛋白酶促使细胞破裂 B．猪红细胞的细胞核已经退化不含有核DNA，不能作为该实验的材料 C．溶液析出白色丝状物后，应用玻璃棒沿着一个方向搅拌，缓慢卷起丝状物 D．可将丝状物在不同浓度的NaCl溶液中反复溶解和析出以提高DNA的纯度 【答案】A 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性，蛋白酶能水解蛋白质，但是不能水解DNA，蛋白质不能耐受较高温度，DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜，但是对DNA没有影响；④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。 【详解】A、植物细胞有细胞壁，蒸馏水不能使植物细胞破裂，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，若要除去细胞壁应用纤维素酶和果胶酶，A错误； B、猪红细胞的细胞核已经退化不含有核DNA，达不到实验效果，B正确； C、提取DNA时，玻璃棒沿着一个方向搅拌，且动作要缓慢，以防止DNA断裂，C正确； D、利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，有的蛋白质可溶解在NaCl中，由此将丝状物在不同浓度的NaCl溶液中反复溶解和析出，可除去杂蛋白，从而提高DNA的纯度，D正确。 故选A。 4．选择适当的实验材料和实验方法有助于实验结论的得出。下列实验设计不合理的是（    ） 实验方法 实验目的 A 大肠杆菌先后培养在有无放射性同位素标记的培养基 探究DNA的复制方式 B 假连翘的枝条用不同浓度的2，4-D溶液处理 探究植物生长调节剂促进生根的最适浓度 C 黑藻叶肉细胞先后用蔗糖溶液和清水进行引流 探究植物细胞的吸水和失水 D 洋葱研磨液先后用酒精和NaCl溶液进行处理 进行DNA的粗提取 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【分析】探究DNA的复制方式利用了同位素标记法，其中14N和15N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同氮元素的DNA。 【详解】A、探究DNA的复制用的14N和15N两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用离心技术可以在试管中分离出含有不同氮元素的DNA，A错误； B、探究植物生长调节剂促进生根的最适浓度，实验的因变量为植物生长调节剂的不同浓度，因变量为枝条生根的平均长度和生根数量，因此可以将假连翘的枝条用不同浓度的2，4-D溶液处理，B正确； C、探究植物细胞的吸水和失水需要用成熟的植物细胞，且细胞液与外界溶液必须有浓度差，黑藻叶肉细胞属于成熟的植物细胞，先后用蔗糖溶液和清水进行引流处理植物细胞，构成了细胞液与外界溶液的浓度差，C正确； D、进行DNA的粗提取的原理利用了DNA在不同浓度的NaC1溶液中溶解度不同，以及DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质，D正确。 故选A。 5．如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的部分操作流程。下列相关叙述正确的是（    ）    A．将图1中的研磨液过滤后保留沉淀 B．图2过程，用玻璃棒进行快速交叉搅拌会使DNA析出更快 C．图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 mol/L的NaCl溶液 D．图3对提取后的DNA进行鉴定，两支试管中均要加入二苯胺试剂 【答案】D 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理： ①DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl的浓度变化而改变的，当NaCl的物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低，利用这一原理，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出； ②DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液，利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA； ③洗涤剂能瓦解细胞膜但是对DNA没有影响； ④蛋白质不能耐受较高温度，在80°C条件下会变性，而DNA对温度的耐受性较高； ⑤DNA遇二苯胶（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。 【详解】A、图1中新鲜洋葱研磨后DNA存在于研磨液中，过滤后应保留滤液，A错误； B、图2过程，用玻璃棒要轻轻搅拌且搅拌要沿同一方向进行，防止DNA分子断裂，B错误； C、图2析出得到的白色丝状物主要成分是DNA，DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度高，并不是只能溶于2 mol/L的NaCl溶液，C错误； D、图3对提取后的DNA进行鉴定，作为对照，两支试管中均要加入等量的二苯胺试剂，D正确。 故选D。 6．下列关于质粒的叙述，正确的是（　　） A．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的 B．质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 C．质粒是能够自主复制的小型环状DNA分子 D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 【答案】C 【分析】1、基因工程常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。（质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子）。 2、作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。 3、天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。 【详解】A、细菌质粒的复制过程是在宿主细胞内进行的，有的质粒可以整合到宿主细胞的染色体DNA上，如大肠杆菌的Ti质粒的T-DNA，A错误； B、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子，即质粒在细菌细胞中也可复制，B错误； CD、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子，不是细胞器，C正确，D错误。 故选C。 7．图1为某单基因遗传病的系谱图（不考虑基因突变），图2为用限制酶M处理该家系部分成员的相关基因后进行电泳的结果。下列叙述正确的是（    ） A．该遗传病的致病基因是位于常染色体上的隐性基因 B．致病基因序列中存在两个限制酶M的切割位点 C．Ⅲ-1的相关基因经酶M切割后电泳检测结果与Ⅰ-1或Ⅰ-2一致 D．Ⅱ-3与Ⅱ-4不可能生育出患该遗传病的女孩 【答案】C 【分析】分析题图可知：图1中，Ⅰ-1与Ⅰ-2正常，Ⅱ-3患病，说明该病为隐性遗传病。图2中，限制酶M处理家系成员的相关基因后，Ⅱ-3有6.5kb和5.0kb片段，说明隐性致病基因经限制酶切割后产生了6.5kb和5.0kb片段，而6.5kb+5.0kb=11.5kb，正常基因序列不能被限制酶M识别，图中11.5kb片段即为正常基因。 【详解】AB、Ⅰ-1与Ⅰ-2正常，Ⅱ-3患病，说明该病为隐性遗传病，为隐性纯合子，图2中，限制酶M处理家系部分成员的相关基因后，Ⅱ-3有6.5kb和5.0kb片段，说明隐性致病基因中存在一个限制酶M的切割位点，经限制酶切割后产生了6.5kb和5.0kb片段，而6.5kb+5.0kb=11.5kb，Ⅰ-1表现正常，经限制酶M处理后，电泳出一个11.5kb的条带，说明基因序列不能被限制酶M识别，11.5kb片段为正常基因，且Ⅰ-1为纯合子，结合电泳图，Ⅰ-1为纯合子（含正常基因），Ⅰ-2正常，为杂合子，故该遗传病的致病基因是位于X染色体上的隐性基因，AB错误； C、若用A、a表示相关基因，由电泳结果图可知，Ⅱ-2的基因型为XAXa，Ⅱ-1的基因型为XAY，Ⅲ-1的基因型为XAXA或XAXa，Ⅲ-1的相关基因经酶M切割后电泳检测结果可能与Ⅰ-1（XAY）一致，也可能与Ⅰ-2（XAXa）一致，C正确； D、Ⅱ-3基因型为XaY，Ⅱ-4基因型为XAXA或XAXa，故Ⅱ-3与Ⅱ-4可能会生育出患病女孩（XaXa），D错误。 故选C。 8．大肠杆菌经溶菌酶处理后，拟核DNA 就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间后，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。分别用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述正确的是（　　）    A．将白色丝状物加入4 mL 二苯胺试剂中沸水浴，以利于发生颜色反应 B．电泳鉴定时，被染色的质粒还需要通过紫外灯才能看到结果 C．电泳鉴定 DNA 利用了 DNA 在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理 D．根据电泳结果，质粒上一定有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点 【答案】B 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理： 1、DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。 2、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。DNA分子在琼脂糖凝胶电泳中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小、和构象等有关。电泳技术可以根据相对分子质量大小把不同的DNA分开，双链DNA分子片段长度越大，在琼脂糖凝胶电泳中移动速率越慢。 【详解】A、由于DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度较大，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，所以将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定，A错误； B、用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒时，电泳结果中的这些条带通常需要在紫外线下观察和照射才能显示出来，因此需要紫外灯照射，B正确； C、DNA带负电，DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理，C错误； D、因为质粒的本质是环状的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位点，也可能没有切割位点，D错误。 故选B。 二、非选择题 9．BamHⅠ和BclⅠ是两种限制酶，其识别序列及切割位点如下表所示。探究下列问题： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ 识别序列及切割位点 (1)限制酶 (填“能”或“不能”)切割原核细胞自身的DNA，试推测其理由是 。 (2)若某链状DNA分子中含有两个BamHⅠ的识别序列，该DNA分子将被切成 个片段，共断裂 个磷酸二酯键。 (3)请画出BclⅠ切割后产生的末端 。 (4)BamHⅠ和BclⅠ切割后产生的黏性末端能否被DNA连接酶连接 ？说明你的理由 。 (5)为什么不同生物的DNA分子能拼接起来 ？ 【答案】(1) 不能 原核细胞DNA中不存在限制酶的识别序列或能被识别的序列被修饰了 (2) 3 4 (3) (4) 能 二者切割后产生的黏性末端相同，可被DNA连接酶连接。 (5)①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸；②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构；③DNA分子都遵循碱基互补配对原则。 【分析】限制酶主要从原核生物中分离纯化出来。特异性：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，形成黏性末端和平末端两种。 【详解】（1）限制酶能切割外源DNA， 不能切割原核细胞自身的DNA，其可能的原因是原核细胞DNA中不存在限制酶的识别序列或能被识别的序列被修饰了。 （2）若某链状DNA分子中含有两个BamHⅠ的识别序列，若用限制酶BamHⅠ识别并切割，则该DNA分子将被切成3个片段，共断裂4个磷酸二酯键，每个识别序列被切割的过程中会断裂2个磷酸二酯键。 （3）表中信息可知BclⅠ的识别序列为-TGATCA-，且在T/G之间切开，则切割后产生的序列为  。 （4）BamHⅠ和BclⅠ切割后产生的黏性末端相同，均为-CTAG，可见这两种限制酶切割产生的黏性末端能被DNA连接酶连接。 （5）不同生物的DNA具有相同的基本单位，即四种脱氧核苷酸，且双链DNA的空间结构相同，均为双螺旋结构，且不同生物的DNA分子都遵循相同的碱基互补配对原则，因此，不同生物的DNA分子能在相关酶的催化下拼接起来。 10．如图是研究人员培育能生产人血清白蛋白牛乳的转基因母牛的过程。回答下列问题： (1)获能后的精子与卵细胞相遇时，首先它释放出 ，以溶解卵细胞膜外的一些结构。判断卵细胞受精的标志通常是 。 (2)过程②利用的技术是 ，过程⑤的操作的其优势是 。在进行⑤之前需要对胚胎进行性别鉴定，题中应选择性染色体组成为 的胚胎进行操作。 (3)研究人员将早期胚胎进行分割后进行⑤操作，结果接受分割胚胎的其中一头健康母牛发生流产。从胚胎分割的角度分析，造成这种现象的原因可能是 。 (4)核移植的受体是去核的卵母细胞，卵母细胞中的核是指 ，选用去核卵母细胞做受体不仅因为其体积大易操作，卵黄中营养物质丰富最主要原因为 。 (5)过程①中的质粒作为常用的载体，需要具备的条件是 。(答出2点)。 【答案】(1) 多种酶 观察到极体或雌、雄原核 (2) 体外受精 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体的繁殖周期 XX (3)桑葚胚或囊胚的内细胞团未均等分割，胚胎发育停滞或无法发育 (4) 纺锤体—染色体复合物 M Ⅱ期的卵母细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质 (5)能在受体细胞中自我复制，或整合到染色体DNA上、具有一至多个限制酶切点、具有标记基因 【分析】载体：（1）常用的载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（2）作为载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。（3）天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。 【详解】（1）获能后的精子与卵细胞相遇时，首先会释放顶体酶等多种酶，这些酶能溶解卵细胞膜外的放射冠和透明带等结构，帮助精子穿越这些屏障与卵细胞接触。在受精过程中，观察到极体或雌、雄原核，通常表明卵细胞已经受精。 （2）分析题图可知，过程②卵细胞和精子进行体外受精形成受精卵，即过程②利用的技术是体外受精。过程⑤的操作是胚胎移植，其可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。由于图中的目的是要获得乳腺生物发生器，需要获取雌性的胚胎， 因此需要进行性别鉴定，选取染色体组成为XX的胚胎进行移植。 （3） 胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，对囊胚期的胚胎进行分割时，要特别注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育，故从胚胎分割的角度分析，造成这种现象的原因可能是桑葚胚或囊胚的内细胞团未均等分割，胚胎发育停滞或无法发育。 （4）在核移植中，卵母细胞中的核通常是指纺锤体-染色体复合物，去核操作就是去除这部分结构。选用去核卵母细胞做受体，除了它体积大易操作、卵黄中营养物质丰富外，更重要的是处于MⅡ期的卵母细胞质中存在一些能激发体细胞核全能性表达的物质，有利于重组细胞发育成新个体。 （5）载体包括质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物等，质粒作为常用的载体，需要具备的条件是能在受体细胞中自我复制，或整合到染色体DNA上、具有一至多个限制酶切点、具有标记基因。 1．（2024·贵州·高考真题）生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是（    ） A．稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数 B．进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割 C．获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养 D．使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端 【答案】B 【分析】胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 【详解】A、稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌，A正确； B、在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，B错误； C、马铃薯顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，所以可以选取马铃薯茎尖进行组织培养获得脱毒苗，C正确； D、不同的限制酶识别的DNA序列不同，但使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端，D正确。 故选B。 2．（2024·湖南·高考真题）某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　） A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 【答案】B 【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少部分是RNA，酶具有特异性、高效性、易受环境因素影响等特点。限制酶特异性识别并切割DNA上的特定位点。 【详解】A、限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确； B、酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调整反应条件如温度和PH等，调整酶的用量没有作用，B错误； C、质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确； D、质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。 故选B。 3．（2022·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（    ） A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 【答案】B 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。 【详解】A、低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确； B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误； C、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确； D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。 故选B。 4．（2021·山东·高考真题）粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（    ） A．加入适量的木瓜蛋白酶 B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟 C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精 D．加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L 【答案】A 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确； B、37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60~75℃的水浴箱中保温 10～15 分钟，使蛋白质变性析出，B错误； C、向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C错误； D、加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L，DNA在0．14mol/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不会进入滤液中，D错误。 故选A。 5．（2021·湖北·高考真题）限制性内切酶EcoRI识别并切割双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（    ） A．6 B．250 C．4000 D．24000 【答案】C 【分析】限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列，切割特定的位点，在特定的碱基之间切割磷酸二酯键。 【详解】据图可知，EcoRI的酶切位点有6个碱基对，由于DNA分子的碱基组成为A、T、G、C，则某一位点出现该序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096≈4000个碱基对可能出现一个限制酶EcoRI的酶切位点，故理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为4000。C符合题意。 故选C。 二、非选择题 6．（2022·湖南·高考真题）中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题: (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占 。 (2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇-GAGAG-3＇变为5＇-GACAG-3＇，导致第 位氨基酸突变为 ，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理 。（部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺） (3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的DNA片段），其结果为图中 （填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。   (4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变? （填“能”或“否”），用文字说明理由 。 【答案】(1)2/9 (2) 243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄 (3)Ⅲ (4) 能 若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2（C2C）与突变型1（CC1）杂交，子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1，与题意不符 【分析】（1）基因突变具有低频性，一般同一位点的两个基因同时发生基因突变的概率较低； （2）mRNA中三个相邻碱基决定一个氨基酸，称为一个密码子。 【详解】（1）突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死，说明突变型1应为杂合子，C1对C为显性，突变型1自交1代，子一代中基因型为1/3CC、2/3CC1，子二代中3/5CC、2/5CC1，F3成年植株中黄色叶植株占2/9。 （2）突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇-GAGAG-3＇变为5＇-GACAG-3＇，突变位点前对应氨基酸数为726/3=242，则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。 （3）突变型1应为杂合子，由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切、电泳结果，II应为C1酶切、电泳结果，从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳，其结果为图中Ⅲ。 （4）用突变型2（C2_）与突变型1（CC1）杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2（C2C）与突变型1（CC1）杂交，子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1，与题意不符。故C2是隐性突变。 7．（2023·湖北·高考真题）某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。    回答下列问题： (1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞） （填“需要”或“不需要”）通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是 。 (2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对 和 生长具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 。 (4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 。    【答案】(1) 不需要 使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合 (2) 未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞 (3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞 (4)④ 【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。 【详解】（1）浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。 （2）在杂交瘤细胞筛选过程中，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 （3）单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原-抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。 （4）DNA连接酶能连接DNA片段，脱氧核苷酸的磷酸基团位于5'端，-OH位于3'端，①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误；DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键，即将一条脱氧核苷酸5'端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链的3'端的-OH相连，④符合题意。 故选④。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.1 重组DNA技术的基本工具 【三层刷题，基础+提升+真题，步步高升】 班级：___________ 姓名：___________ 用时：___________（建议用时：60min） 一、单选题 1．以下关于基因工程的操作工具，说法正确的是（    ） A．DNA和RNA均可使用限制酶进行切割 B．切割质粒的限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列 C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D．载体的作用是将目的基因导入受体细胞使之稳定存在并表达 2．如图所示三个DNA片段依次表示EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点。下列有关叙述错误的是（    ） A．三种限制酶切割产生的末端的长度大小相同 B．这三种限制酶切割后形成的都是黏性末端 C．BamHⅠ和Sau3AⅠ切割DNA片段形成的末端不能彼此连接 D．图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后，会增加两个游离的磷酸基团 3．DNA连接酶是基因工程的必需工具，下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是（    ） A．DNA连接酶可以将任意的两个DNA片段连接成一个重组DNA分子 B．DNA连接酶发挥作用时需要识别特定的脱氧核苷酸序列 C．DNA连接酶可以催化两个脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成 D．E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能连接黏性末端和平末端 4．如图是“DNA的粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图,下列相关叙述错误的是（    ） A．图1中的溶液a和图2中的溶液b的成分不同，溶液b是 2 mol·L-1的NaCl溶液 B．图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而某些蛋白质等杂质不溶于酒精 C．图2所示实验的结果是试管1不变蓝，试管2变蓝色 D．图2所示实验中设置试管1的目的是作为对照实验 5．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验中的选材或操作的叙述，正确的是（    ） A．可选择鸡或者兔的成熟红细胞作为实验材料来获取DNA B．利用DNA溶于酒精，而某些蛋白质不溶于酒精的特性，可以初步分离DNA与蛋白质 C．研磨液倒入离心管中进行离心5min，然后取沉淀物置于烧杯中 D．将DNA与二苯胺试剂混合均匀，进行沸水浴后，待其冷却观察颜色反应 6．酒精是高中生物学实验中的常用试剂，下列关于酒精的使用相关描述正确的（　　） A．在脂肪的鉴定实验中，在花生子叶薄片上滴1-2滴体积分数为70%的酒精溶液，可洗去被染玻片标本上的苏丹Ⅲ染液浮色 B．在土壤动物种群丰富度研究实验中，将50%的酒精作为防腐剂使用 C．DNA 的粗提取与鉴定实验中，在含有 DNA 的氯化钠滤液中加入冷却的、体积分数为95%的酒精溶液50mL，提取含杂质较少的DNA D．在观察植物细胞有丝分裂的实验时，用体积分数95%的酒精进行解离 7．下列关于生物学实验操作或方法的叙述，错误的是（    ） 选项 实验内容 操作或方法 A 检测生物组织中的还原糖 向组织样液中加入斐林试剂，50~65℃温水加热 B 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 用台盼蓝染液对酵母菌进行染色，辨别细胞死活 C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 用溴麝香草酚蓝溶液检测培养液中CO2的产生 D DNA的粗提取与鉴定 将白色丝状物溶于酒精，再加入二苯胺试剂，沸水浴 A．A B．B C．C D．D 8．伯格首先在体外进行了DNA改造的研究，成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列相关叙述正确的是（    ） A．不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性末端 B．DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键 C．当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是平末端 D．E·coliDNA连接酶能连接DNA片段的黏性末端和平末端，且连接平末端的效率较高 9．采用限制酶 1 和酶2分别切割某种表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因，再用E、coli DNA连接酶连接，可以构建重组DNA。以下分析错误的是（    ） A．组成表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因的基本单位都是脱氧核苷酸 B．表达产物能够降解除草剂的基因和几丁质酶基因都具有双螺旋结构 C．分别用限制酶1和酶2切割后两种基因产生的黏性末端可发生碱基互补配对 D．重组后的DNA片段，还可用酶1或酶2在连接位点进行切割 10．孤独症谱系障碍与SHANK3基因的分子缺陷密切相关，我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，对猕猴的SHANK3基因进行编辑，首次获得该病的模型猴。CRISPR/Cas9基因编辑系统的Cas9蛋白通过识别特定核苷酸序列、切除SHANK3基因部分序列，使其失去作用。说法错误的是（    ）    A．Cas9是一种限制酶，断开SHANK3基因中特定部位的磷酸二酯键 B．自然条件下精子在雌性动物的生殖道内获得受精能力，在输卵管中完成受精作用 C．对母猴乙注射促性腺激素进行同期发情处理，使其生殖器官的生理变化与母猴甲同步 D．对卵母细胞、受精卵、早期胚胎的培养，都需要一定的CO2浓度维持培养液的pH 二、非选择题 11．下图为DNA分子的切割和连接过程。    (1)EcolⅠ是一种 酶,其识别序列是 ,切割位点是 与 之间的 键。切割结果产生的DNA片段末端形式为 。 (2)不同来源的DNA片段结合,在这里需要的酶应是 连接酶,此酶的作用是在 与 之间形成 键,而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是 。 12．如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 (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作为载体的是________。 A．苏云金杆菌抗虫基因 B．土壤农杆菌环状RNA分子 C．大肠杆菌的质粒 D．动物细胞的染色体 1、 单选题 1．已知限制酶BamHI和BglⅡ的识别位点分别是-G↓GATCC-、-A↓GATCT-。下列有关说法错误的是（    ） A．上述两种限制酶切割出的末端只能用E.coliDNA连接酶进行“缝合” B．限制酶的识别序列可能由4个、6个、8个或其他数目的核苷酸组成 C．若用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，可提高重组质粒构建的成功率 D．上述两种限制酶切割出的末端之间相互连接后可能不会再被两种限制酶识别 2．下表是几种限制酶的识别序列及切割位点（Y=C或T，R=A或G）。下列相关叙述正确的是（　　） 限制酶 HindⅡ AluⅠ BamHⅠ Sau3AⅠ 识别序列及切割位点       5'-GTY↓RAC-3'     5'-AG↓CT-3'     5'-G↓GATCC-3'   5'-↓GATC-3' A．限制酶切割一次需切断2个磷酸二酯键，增加2个游离的磷酸基团 B．一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，并在特定位点切割 C．AluⅠ切割后的DNA片段只可用E.coliDNA连接酶连接 D．BamHⅠ和Sau3AⅠ切割形成的片段进行重组后，BamHⅠ和Sau3AⅠ均不能识别并切割 3．多种实验材料都可用于DNA的粗提取与鉴定，如花菜、猪肝、鸡血细胞等。下列相关叙述错误的是（    ） A．以花菜为材料研磨时，可加入蒸馏水和胰蛋白酶促使细胞破裂 B．猪红细胞的细胞核已经退化不含有核DNA，不能作为该实验的材料 C．溶液析出白色丝状物后，应用玻璃棒沿着一个方向搅拌，缓慢卷起丝状物 D．可将丝状物在不同浓度的NaCl溶液中反复溶解和析出以提高DNA的纯度 4．选择适当的实验材料和实验方法有助于实验结论的得出。下列实验设计不合理的是（    ） 实验方法 实验目的 A 大肠杆菌先后培养在有无放射性同位素标记的培养基 探究DNA的复制方式 B 假连翘的枝条用不同浓度的2，4-D溶液处理 探究植物生长调节剂促进生根的最适浓度 C 黑藻叶肉细胞先后用蔗糖溶液和清水进行引流 探究植物细胞的吸水和失水 D 洋葱研磨液先后用酒精和NaCl溶液进行处理 进行DNA的粗提取 A．A B．B C．C D．D 5．如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的部分操作流程。下列相关叙述正确的是（    ）    A．将图1中的研磨液过滤后保留沉淀 B．图2过程，用玻璃棒进行快速交叉搅拌会使DNA析出更快 C．图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 mol/L的NaCl溶液 D．图3对提取后的DNA进行鉴定，两支试管中均要加入二苯胺试剂 6．下列关于质粒的叙述，正确的是（　　） A．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的 B．质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 C．质粒是能够自主复制的小型环状DNA分子 D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 7．图1为某单基因遗传病的系谱图（不考虑基因突变），图2为用限制酶M处理该家系部分成员的相关基因后进行电泳的结果。下列叙述正确的是（    ） A．该遗传病的致病基因是位于常染色体上的隐性基因 B．致病基因序列中存在两个限制酶M的切割位点 C．Ⅲ-1的相关基因经酶M切割后电泳检测结果与Ⅰ-1或Ⅰ-2一致 D．Ⅱ-3与Ⅱ-4不可能生育出患该遗传病的女孩 8．大肠杆菌经溶菌酶处理后，拟核DNA 就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间后，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。分别用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述正确的是（　　）    A．将白色丝状物加入4 mL 二苯胺试剂中沸水浴，以利于发生颜色反应 B．电泳鉴定时，被染色的质粒还需要通过紫外灯才能看到结果 C．电泳鉴定 DNA 利用了 DNA 在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理 D．根据电泳结果，质粒上一定有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点 二、非选择题 9．BamHⅠ和BclⅠ是两种限制酶，其识别序列及切割位点如下表所示。探究下列问题： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ 识别序列及切割位点 (1)限制酶 (填“能”或“不能”)切割原核细胞自身的DNA，试推测其理由是 。 (2)若某链状DNA分子中含有两个BamHⅠ的识别序列，该DNA分子将被切成 个片段，共断裂 个磷酸二酯键。 (3)请画出BclⅠ切割后产生的末端 。 (4)BamHⅠ和BclⅠ切割后产生的黏性末端能否被DNA连接酶连接 ？说明你的理由 。 (5)为什么不同生物的DNA分子能拼接起来 ？ 10．如图是研究人员培育能生产人血清白蛋白牛乳的转基因母牛的过程。回答下列问题： (1)获能后的精子与卵细胞相遇时，首先它释放出 ，以溶解卵细胞膜外的一些结构。判断卵细胞受精的标志通常是 。 (2)过程②利用的技术是 ，过程⑤的操作的其优势是 。在进行⑤之前需要对胚胎进行性别鉴定，题中应选择性染色体组成为 的胚胎进行操作。 (3)研究人员将早期胚胎进行分割后进行⑤操作，结果接受分割胚胎的其中一头健康母牛发生流产。从胚胎分割的角度分析，造成这种现象的原因可能是 。 (4)核移植的受体是去核的卵母细胞，卵母细胞中的核是指 ，选用去核卵母细胞做受体不仅因为其体积大易操作，卵黄中营养物质丰富最主要原因为 。 (5)过程①中的质粒作为常用的载体，需要具备的条件是 。(答出2点)。 1．（2024·贵州·高考真题）生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是（    ） A．稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数 B．进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割 C．获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养 D．使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端 2．（2024·湖南·高考真题）某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　） A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 3．（2022·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（    ） A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 4．（2021·山东·高考真题）粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（    ） A．加入适量的木瓜蛋白酶 B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟 C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精 D．加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L 5．（2021·湖北·高考真题）限制性内切酶EcoRI识别并切割双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（    ） A．6 B．250 C．4000 D．24000 二、非选择题 6．（2022·湖南·高考真题）中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题: (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占 。 (2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇-GAGAG-3＇变为5＇-GACAG-3＇，导致第 位氨基酸突变为 ，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理 。（部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺） (3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的DNA片段），其结果为图中 （填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。   (4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变? （填“能”或“否”），用文字说明理由 。 7．（2023·湖北·高考真题）某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。    回答下列问题： (1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞） （填“需要”或“不需要”）通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是 。 (2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对 和 生长具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 。 (4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 。    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$