课时作业12 重组DNA技术的基本工具（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

课时作业(十二)　重组DNA技术的基本工具 题组一　基因工程及其诞生与发展 1．下列有关基因工程诞生的说法，错误的是(　　) A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能 C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据 D．基因工程必须在同物种间进行 答案　D 解析　1973年，科学家证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA导入受体细胞，并实现了物种间的基因交流，D项错误。 2．科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列关于这一先进技术的理论依据不正确的是(　　) A．所有生物共用一套遗传密码 B．基因能控制蛋白质的合成 C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则 D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 答案　D 解析　题干表述的是目的基因导入受体细胞并得以表达的过程，目的基因在不同生物细胞中能够表达出相同的蛋白质，说明控制其合成的mRNA上的密码子是共用的，相同的密码子决定相同的氨基酸，A项正确；基因是通过转录获得mRNA，进而控制蛋白质的合成，B项正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，只要是双链DNA都遵循碱基互补配对原则，其组成原料都是四种脱氧核苷酸，C项正确；生物之间是否有共同的原始祖先与转基因技术之间没有必然关系，D项错误。 题组二　重组DNA技术的工具酶 3．下列有关基因的“剪刀”——限制酶的叙述，不正确的是(　　) A．用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，水解磷酸二酯键4个 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．E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端 D．用不同限制酶处理含目的基因的片段和质粒，也可能形成重组质粒 答案　C 解析　用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需切割目的基因的两端，因此需水解4个磷酸二酯键，A项正确；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B项正确；E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，C项错误；不同限制酶切割DNA分子可能形成相同的黏性末端，因此用不同限制酶处理含目的基因的片段和质粒，也可能形成重组质粒，D项正确。 4．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列。如图所示为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的识别序列，箭头表示每一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是________(限制酶)，其正确的末端互补序列应该为(　D　) A．BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ；末端互补序列为AATT— B．BamH Ⅰ和Hind Ⅲ；末端互补序列为GATC— C．EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ；末端互补序列为AATT— D．BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ；末端互补序列为GATC— 5．下列有关如图所示的黏性末端的说法，错误的是(　　) 　　 A．甲、乙、丙黏性末端分别是由不同的限制酶切割产生的 B．甲、乙具有相同的黏性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙不能 C．DNA连接酶的作用位点是b处 D．切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段 答案　C 解析　据图可知，切割产生甲、乙、丙黏性末端的限制酶的识别序列与切割位点分别是即甲、乙、丙是由不同的限制酶切割产生的，A项正确；甲、乙黏性末端可相互配对，所以甲、乙可以形成重组DNA分子；甲、丙黏性末端不能相互配对，所以甲、丙无法形成重组DNA分子，B项正确；DNA连接酶可以恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，而b处是氢键，C项错误；甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段为 ，其中没有切割产生甲的限制酶的识别序列及切割位点，所以切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段，D项正确。 题组三　“分子运输车——载体” 6．质粒是基因工程中最常用的外源基因运载工具。下列有关叙述正确的是(　　) A．质粒只分布于原核细胞中 B．在所有的质粒上总能找到一个或多个限制酶切割位点 C．携带外源基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的DNA上才会随后者的复制而复制 D．质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA分子的筛选 答案　D 解析　质粒不只分布于原核生物中，在部分真核生物细胞内也有分布，如酵母菌，A项错误；并不是所有的质粒都能找到限制酶的切割位点而成为合适的运载外源基因的工具，B项错误；重组质粒进入受体细胞后，可以在细胞内自我复制，也可以整合到受体DNA上，随染色体DNA进行同步复制，C项错误。 7．下列关于基因运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由均正确的是(　　) A．能够复制，以便目的基因插入其中 B．具有多个限制酶切割位点，便于目的基因的表达 C．具有某些标记基因，便于重组DNA的筛选 D．对受体细胞无害，便于重组DNA的筛选 答案　C 解析　作为载体必须具备的条件之一是能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A项错误；作为载体要具有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因的插入，B项错误；携带外源DNA片段的载体进入受体细胞后，能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA进行同步复制，所以要对受体细胞无害，以便受体细胞能正常增殖，D项错误。 8．下列有关基因工程中载体的说法，正确的是(　　) A．基因工程中使用的载体只有质粒 B．质粒是细胞质中能够自我复制的环状DNA分子 C．噬菌体可以作为动物基因工程的载体 D．天然质粒均可以直接作为载体将目的基因送入受体细胞 答案　B 解析　基因工程中常用的载体是质粒，此外还有噬菌体、动植物病毒等，A项错误；噬菌体是专门寄生在细菌体内的病毒，不可以作为动物基因工程的载体，C项错误；天然质粒往往不能直接作为载体，要根据不同的目的和需求进行人工改造，D项错误。 题组四　DNA的粗提取与鉴定 9．DNA的粗提取与鉴定实验中所依据的原理是(　　) ①DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同　②DNA易被甲紫溶液染成紫色　③溶解有DNA的NaCl溶液加入二苯胺试剂沸水浴后会呈现蓝色 ④加入体积分数为95%的冷酒精，DNA会从溶液中析出　⑤加入体积分数为70%的冷酒精，DNA会从溶液中析出 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①③⑤ 答案　B 解析　甲紫溶液容易将染色体(质)染成紫色，而不会将DNA染成紫色；在DNA的粗提取实验中应用体积分数为95%的冷酒精提纯，故②⑤不符合题意。 10．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是(　　) A．用蒸馏水使家兔的红细胞涨破，可获取富含DNA的滤液 B．DNA不溶于95%的冷酒精，但可溶于2 mol/L的NaCl溶液 C．新鲜的洋葱和猪肝可作为实验材料提取DNA，而菠菜不能用于提取DNA D．鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中并进行沸水浴 答案　B 解析　兔属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，不能用于DNA的粗提取，A项错误；DNA含量高，并且材料易得的生物都可以作为提取DNA的材料，所以菠菜也可以作为提取DNA的材料，C项错误；鉴定DNA时，将丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液后加入二苯胺试剂，进行沸水浴，冷却后溶液呈蓝色，D项错误。 11．质粒是基因工程中最常用的载体。某细菌质粒上的标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上生长情况也不同，如图所示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c三点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析，其中分析正确的是(　　) 选项 实验现象 实验推论 在含青霉素培养 基上生长情况 在含四环素培养 基上生长情况 目的基因 插入的位置 A 能生长 能生长 a B 不能生长 能生长 b C 能生长 不能生长 c D 不能生长 不能生长 c 答案　B 解析　根据题意和图示分析可知：a点位置在抗四环素基因上，如果外源基因插入a点，会破坏此基因的结构，导致细菌在含有四环素的培养基上不能生长；b点位置在抗青霉素基因上，如果外源基因插入b点，会破坏此基因的结构，导致细菌在含有青霉素的培养基上不能生长，由此可知B项正确。 12．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．当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端 C．DNA连接酶、解旋酶、RNA聚合酶和逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键 D．相同的黏性末端间能够按照碱基互补配对的原则通过氢键相连接，但这个过程必须在DNA连接酶的催化条件下进行 答案　B 解析　不同的限制酶切割也可能会产生相同的黏性末端，A项错误；当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，B项正确；DNA连接酶、RNA聚合酶、逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键，但解旋酶的作用对象是氢键，C项错误；DNA连接酶的作用对象是磷酸二酯键，而不是氢键，D项错误。 13．下表为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断，以下说法正确的是(　　) 限制酶 名称 识别序列和 切割位点 限制酶 名称 识别序列和 切割位点 BamHⅠ KpnⅠ EcoRⅠ Sau3AⅠ HindⅡ SmaⅠ (注：Y＝C或T，R＝A或G) A．一种限制酶可能识别2种核苷酸序列 B．限制酶切割后一定形成黏性末端 C．不同的限制酶切割DNA分子形成的黏性末端一定不同 D．限制酶的切割位点在识别序列内部 答案　A 解析　HindⅡ的识别序列为，其中Y＝C或T，R＝A或G，则识别序列可能为—GTCGAC—或—GTTAAC—，由此可知，一种限制酶可能识别2种核苷酸序列，A项正确；限制酶切割后可能形成黏性末端，如BamHⅠ、EcoRⅠ、KpnⅠ、Sau3AⅠ，也可能形成平末端，如HindⅡ、SmaⅠ，B项错误；不同限制酶切割DNA分子后可能形成相同的黏性末端，如BamHⅠ和Sau3AⅠ，C项错误；限制酶的切割位点可能在识别序列内部，如BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅡ、KpnⅠ、SamⅠ，也可能在识别序列外部，如Sau3AⅠ，D项错误。 14．根据基因工程的有关知识，回答下列问题。 (1)在基因工程中使用的载体除质粒外，还有__________________等；真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过________的。 (2)作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件包括： ①携带外源DNA片段进入受体细胞后，能在细胞中进行________，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。 ②具有____________________________，以便外源DNA插入其中。 ③具有_____________________，如______________________________等，以便重组DNA分子的筛选。 (3)有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段分别用限制酶HindⅢ、XbaⅠ、EcoRⅤ和XhoⅠ进行切割。各限制酶的识别序列和切割位点如下。 ①哪种限制酶切割B片段产生的DNA片段能与限制酶SpeⅠ切割A片段产生的DNA片段相连接？为什么？___________________________________。 ②不同的限制酶切割双链DNA分子可能产生相同的黏性末端，这在基因工程操作中有什么意义？ ______________________________________________。 答案　(1)噬菌体、动植物病毒　人工改造　(2)①自我复制　②多个限制性内切核酸酶切割位点　③特殊的标记基因　四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因　(3)①限制酶XbaⅠ；因为限制酶XbaⅠ切割B片段产生的黏性末端与限制酶SpeⅠ切割A片段产生的黏性末端相同　②用不同的限制酶切割，如果产生相同的黏性末端，把两个DNA片段连接后，原来的酶切位点将不存在，不能被原来的限制酶所识别，有利于保持重组DNA分子的稳定性 15．某生物兴趣小组开展DNA的粗提取的相关探究活动。具体步骤如下： 材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ℃、另一组置于－20 ℃条件下保存24 h。 (1)DNA粗提取结果如表。 材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄 20 ℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋ －20 ℃ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋ (注：“＋”越多表示蓝色越深) (2)该探究性实验课题的名称可能是“探究不同材料和不同____对DNA提取量的影响”。 (3)DNA的鉴定可用________试剂在__________条件下进行。 (4)根据实验结果分析： ①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，DNA的提取量更________(填“多”或“少”)。 结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从________中提取的DNA量最多。 ②针对结论1，请提出合理的解释：低温抑制了__________的活性，DNA降解速度减慢。 解析　(2)根据表格可知该实验的自变量是温度和不同材料，因此该探究性实验课题的名称可能是“探究不同材料和不同(保存)温度对DNA提取量的影响”。(3)鉴定DNA时可用二苯胺试剂，在沸水浴加热的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。(4)①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，与二苯胺试剂进行沸水浴加热后蓝色更深，说明DNA的提取量更多。结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多，因此其与二苯胺试剂进行沸水浴加热后蓝色最深。②出现结论1的原因是低温抑制了(核酸水解)酶的活性，DNA降解速度减慢。 答案　(2)(保存)温度　(3)二苯胺　沸水浴加热　(4)多　蒜黄　(核酸水解)酶 学科网（北京）股份有限公司 $$