第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

基因工程 第3章　 第1节　重组DNA技术的基本工具   [目标导学]　1.分析作为基因工程中三种基本工具各自的作用。2.分析基因工程载体需要具备的条件。3.运用DNA的理化性质，分析DNA的粗提取与鉴定的原理。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 学习任务一　基因工程的诞生和发展及其工具酶 课时作业 巩固提升 备选题库 教师独具 学习任务三　DNA的粗提取与鉴定 基因工程的诞生和发展及其工具酶 学习任务一 1．基因工程的诞生和发展 (1)基因工程的概念 ①操作对象：________。 ②操作水平：____________。 ③结果：创造出更符合人们需要的新的____________和生物产品。 梳理 归纳教材知识 基因　 DNA分子水平 　生物类型 (2)基因工程的诞生和发展 基础理论 技术支持 ①DNA是遗传物质的证明； ②______________的提出和半保留复制的证明； ③中心法则的确立； ④____________的破译 ①基因转移载体和工具酶的发现； ②DNA体外重组的实现； ③重组DNA表达实验的成功； ④DNA测序和合成技术的发明； ⑤PCR技术的发明 DNA双螺旋结构　 遗传密码 2.基因工程的工具酶 (1)限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀” 来源 主要来自____________ 种类 数千种 作用 识别双链DNA分子的__________________，使每一条链中____________的________________断开 结果 产生____________或平末端 原核生物　 特定核苷酸序列 特定部位　 磷酸二酯键　 黏性末端 (2)DNA连接酶——“分子缝合针” ①作用：将________________连接起来，恢复被____________切开的两个核苷酸之间的______________。 ②种类 双链DNA片段 种类 来源 特点 ________ DNA连接酶 ______ ______ 能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶 T4 DNA 连接酶 T4噬菌体 既可以“缝合”双链DNA片段互补的____________，又可以“缝合”双链DNA片段的____________ 限制酶　 磷酸二酯键 E．coli 大肠 杆菌　 黏性末端　 平末端 [正误辨析] (1)基因工程可以实现遗传物质在不同物种间的转移，人们可以定向选育新品种。(　　) (2)限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。(　　) (3)DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来。(　　) (4)限制酶和解旋酶的作用部位相同。(　　) √ × × × 1．思考并回答下列关于基因工程理论基础的问题。 (1)基因工程操作导致的基因重组与有性生殖中的基因重组的主要区别是什么？ 提示：有性生殖中的基因重组是随机的，并且只能在同一物种间进行重组；基因工程可以实现遗传物质在不同物种间进行重组，并且方向性强，可以定向地改变生物的性状。 探究 要点合作突破 (2)为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？ 提示：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。 (3)为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？ 提示：①基因是控制生物性状的独立遗传单位。②遗传信息的传递都遵循中心法则。③生物界共用一套遗传密码。 2．回答下列有关限制性内切核酸酶(限制酶)的问题。 (1)限制酶在原核生物中的主要作用是什么？ 提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具，当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身的安全。 (2)限制酶不切割细菌DNA分子的原因是什么？ 提示：细菌中限制酶之所以不切割自身的DNA，是因为含有某种限制酶细胞的DNA分子可能不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶，也不会使自身的DNA被切割，并且可以防御外源DNA的入侵。 (3)已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为 和 ，分析回答下列问题。 ①在图中画出两种限制酶切割DNA后产生的末端。 ②写出产生的末端种类： a．产生的是____________；b.产生的是__________。 ③限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的________不同，切割位点________(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有__________。 黏性末端　 平末端 碱基序列 不同　 专一性 (4)请判断：DNA片段经限制酶处理后产生的相 同黏性末端，再经过DNA连接酶处理后，形成 的新的识别序列，能否再被所用的限制酶识别。 ①若两个相同黏性末端都是由同种限制酶(EcoRⅠ)切割后所得，________(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶识别(如图)。 ②若两个相同黏性末端是由不同限制酶切割所得，________(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶识别(如图)。 能 不能 [归纳总结] 1．限制酶识别序列的特点 (1)大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。 (2)能被限制酶特异性识别的序列一般都为回文序列，也就是说，在该序列片段，一条链上按5′→3′读取的序列与其互补链上按5′→3′读取的序列完全一致。 2．DNA连接酶作用的特点 即使用不同的限制酶进行切割，但只要切割后产生的黏性末端相同就可用DNA连接酶连接起来。 3．与DNA相关的几种酶的比较 项目 DNA连接酶 限制酶 DNA聚合酶 解旋酶 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 氢键作用 对象 DNA片段 DNA分子 单个的脱氧核苷酸 DNA分子 作用结果 将两个DNA片段连接成完整的DNA分子 切割DNA分子 将单个的脱氧核苷酸连接到DNA单链末端 将双链DNA分子局部解旋为单链 1．以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述正确的是(　　)   A．以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的 B．②片段是在识别序列为 的限制酶作用下形成的 C．①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子 D．限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键 强化 题点对应训练 D 2．DNA连接酶是重组DNA技术中常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是(　　) A．能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键 B．能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键 C．能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键 D．DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端 C 解析：DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，A错误；DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键，B错误；DNA连接酶能连接同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键，C正确；有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，又能连接DNA片段的平末端，D错误。 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 学习任务二 1．种类：质粒、____________、动植物病毒等。 2．常用载体——质粒 (1)本质：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____________能力的环状双链DNA分子。 梳理 归纳教材知识 噬菌体 自我复制 (2)质粒作为载体所具备的条件及原因 条件 原因 稳定存在并能________________________ 能使目的基因稳定存在且数量可扩增 有一个至多个______________位点 可携带一个或多个外源基因 具有特殊的____________ 便于重组DNA分子的________ 无毒害作用 对受体细胞无毒害作用，避免受体细胞受到损伤 自我复制或整合到受体DNA上　 限制酶切割　 标记基因　 筛选 (3)作用 ①作为运输工具，将外源基因导入________。 ②质粒携带____________在细胞内大量复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。 细胞　 外源DNA片段 [正误辨析] (1)作为载体的质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。 (　　) (2)质粒是环状双链DNA分子，是基因工程常用的载体。(　　) (3)载体(如质粒)和细胞膜中的载体蛋白的成分相同。(　　) (4)DNA重组技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。 (　　) × √ × × 如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，回答下列问题。 探究 要点合作突破 (1)将外源基因直接导入受体细胞可行吗？为什么？ 提示：不可行。因为如果没有载体，导入受体细胞后，目的基因无法进行自我复制，难以稳定存在以及表达。 (2)载体要与外源DNA片段连接，需要具备什么条件？ 提示：具有一个或多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中。 (3)质粒上的一些抗生素抗性基因有什么作用？ 提示：作为标记基因，对重组DNA进行筛选。 (4)根据标记基因的作用，有同学认为在含有某种抗生素的培养基中筛选存活的受体细胞不一定是导入目的基因的受体细胞，这种说法是否合理？说明理由。 提示：合理。因为仅导入载体的和导入目的基因的受体细胞均能在该培养基中存活。 (5)若用家蚕作为某基因表达载体的受体细胞，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用噬菌体作为载体，其原因是什么？ 提示：噬菌体的宿主细胞是细菌，而不是家蚕。 [归纳总结] 1．标记基因的筛选原理 载体上的标记基因一般是某种抗生素的抗性基因，而受体细胞没有抵抗该抗生素的能力。将含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞，抗性基因在受体细胞内表达，受体细胞对该抗生素产生抗性。在含有该抗生素的培养基上，能够生存的是被导入了载体的受体细胞。如图所示。 2．基因工程中的载体与细胞膜上的载体蛋白的作用和本质 3．下列关于作为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 强化 题点对应训练 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错误；作为载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因，便于重组DNA的筛选，C正确；载体要对受体细胞无害，以便受体细胞能正常增殖，D错误。 4．某研究所的研究人员拟将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，目的基因要插入基因B中，且大肠杆菌本身不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是(　　) A.导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒 B．抗生素抗性基因是目的基因表达的必要条件 C．成功导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基上生长 D．能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌不一定符合生产要求 D 解析：导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A错误；抗生素抗性基因是标记基因，是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，与目的基因表达无关，B错误；由于目的基因要插入基因B中，即抗氨苄青霉素基因被破坏，大肠杆菌不能抗氨苄青霉素，因此成功导入重组质粒的大肠杆菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，C错误；能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌可能含有重组质粒或普通质粒，因此不一定符合生产要求，D正确。 DNA的粗提取与鉴定 学习任务三 1．实验原理 (1)提取思路 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在____________________方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。 梳理 归纳教材知识 物理和化学性质 (2)提取原理 ①DNA____________酒精，但某些蛋白质________酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于_____ mol/L的NaCl溶液。 (3)鉴定原理 在一定温度下，DNA遇______________会呈现________。 不溶于　 溶于　 2 二苯胺试剂 蓝色 2．方法步骤 酒精 1．哺乳动物的红细胞适合用来提取DNA吗？请说明理由。 提示：哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不适合作材料提取DNA。 2．实验过程要充分地搅拌和研磨，如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？ 提示：研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，导致看不到丝状物或沉淀物，用二苯胺试剂鉴定不显示蓝色。 探究 要点合作突破 3．实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌？为什么？ 提示：搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，搅拌要轻缓，并向一个方向搅拌，以便获得较完整的DNA分子。 [归纳总结] 1．以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止血液凝固。 2．加入酒精后用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成丝状物。 3．析出DNA时必须用“冷酒精”。预冷的酒精具有以下优点：①可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解；②抑制分子运动，使DNA易形成沉淀析出；③低温有利于增加DNA分子的柔韧性，减少其断裂。 4．实验中出现的丝状物的主要成分是DNA，实际上每一根“丝”都是由许多DNA分子聚集在一起形成的，应用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌，避免破坏DNA。 5．粗提取的DNA中可能含有少量的蛋白质等。 6．为减少DNA的损失，过滤过程一般使用纱布过滤。 7．二苯胺试剂要现用现配，否则会影响鉴定的效果。 5．下列关于利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA的叙述，正确的是 (　　) A．洋葱细胞吸水破裂后会释放DNA B．离心后上清液中加入75%冷酒精，出现的白色丝状物就是纯净的DNA C.将晾干的白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象 D．可利用DNA在低温下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴 强化 题点对应训练 C 解析：洋葱是植物细胞，其细胞壁有保护和支撑的作用，不会吸水涨破，A错误；在上清液中加入等体积的体积分数为95%的冷酒精，白色丝状物是粗提取的DNA，B错误；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较大，所以将晾干的白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，C正确；DNA在沸水浴条件下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应，D错误。 6．研究人员比较了不同储藏条件对棉叶DNA纯度及提取率(提取率越高，获得的DNA越多)的影响，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A.提纯DNA时可加入75%酒精去除蛋白质等物质 B．新鲜棉叶提取的DNA纯度最高，但提取DNA的量不是最多的 C．用二苯胺试剂鉴定，蓝色最深的是冷冻3 d处理后提取的DNA D．DNA不溶于酒精，在NaCl溶液中的溶解度随溶液浓度的不同而不同 答案：A 解析：DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，所以DNA的粗提取和鉴定实验中，提纯DNA时，加入预冷的、体积分数为95%的酒精溶液是为了溶解蛋白质，形成含杂质较少的DNA丝状物，A错误；新鲜棉叶提取的DNA纯度最高，但DNA提取率不高，因此新鲜棉叶提取DNA的量不是最多的，B正确；冷冻3 d处理提取的DNA量是最多的，因此用二苯胺试剂鉴定，颜色最深的是冷冻3 d处理后提取的DNA，C正确；DNA在不同NaCl溶液中的溶解度不同，D正确。 课堂小结 备选题库 教师独具 1．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．几乎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 2 3 1 4 D 5 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，几乎所有生物共用一套遗传密码，A正确；基因通过转录获得mRNA，进而控制蛋白质的合成，B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错误。 2 3 1 4 5 2．3种限制酶对DNA分子的识别序列和切割位点(图中箭头所示)依次 ↓ ↓ ↓ 为限制酶1－GATC－、限制酶2－CCGCGG－、限制酶3－GGATCC－。下列叙述错误的是(　　) A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点 B．限制酶2和限制酶3识别的序列都包含6个碱基对 C．限制酶1和限制酶3切割出的黏性末端相同 D．能够识别和切割RNA分子的酶只有限制酶2 2 3 1 4 D 5 解析：酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A正确；限制酶2和3识别的序列分别是－CCGCGG－和－GGATCC－，均包含6个碱基对，B正确；限制酶1和3剪出的黏性末端相同，均为GATC，C正确；限制酶只能识别和切割DNA分子内一小段核苷酸序列，D错误。 2 3 1 4 5 3．下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是(　　) A．T4 DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来 B．E.coli DNA连接酶连接双链DNA片段平末端的效率要高于T4 DNA连接酶 C．DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸 2 3 1 4 C 5 解析：T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，A错误；E.coli DNA连接酶连接双链DNA片段平末端的效率要远远低于T4 DNA连接酶，B错误；DNA连接酶能使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，从而将它们连接起来，C正确，D错误。 2 3 1 4 5 4．质粒是基因工程中最常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是(　　) A．质粒是只存在于细菌细胞质中能自我复制的小型环状双链DNA分子 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．携带目的基因的重组质粒只有整合到受体细胞的染色体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便于重组DNA的筛选 2 3 1 4 D 5 解析：质粒不只分布于原核生物中，在真核生物如酵母菌细胞内也有分布，A错误；并不是所有的质粒上都能找到限制酶的切割位点而成为适合运载目的基因的工具，B错误；重组质粒进入受体细胞后，可以在细胞内自我复制，或整合到受体染色体DNA上后复制，C错误；质粒上的抗性基因常作为标记基因便于重组DNA的筛选，D正确。 2 3 1 4 5 5．通过重组 DNA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。如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是 ↓ －GGATCC－，请回答下列问题。 2 3 1 4 5 (1)从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是____________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中时需要的酶是__________。 (2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。 (3)人体蛋白质基因能“插入”羊的染色体内，原因是___________，“插入”时用的工具是________。 2 3 1 4 5 答案：(1)限制酶　DNA连接酶　 (2) (3)不同生物的基因的结构和化学组成是相同的　载体 2 3 1 4 5 解析：(1)限制酶可以识别并切割特定的脱氧核苷酸序列，可从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因。人的蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中时需要DNA 连接酶。 (2)图示限制酶识别的序列为GGATCC，并且在G与G之间切开，因此形成的黏性末端为反向重复的，其过程图见答案。 (3)羊的染色体的主要成分是DNA和蛋白质，其 DNA 上的基因与人体蛋白质基因的结构是相同的，因此人体蛋白质基因能“插入”羊的染色体内。“插入”时用的工具是载体。 2 3 1 4 5 课时作业 巩固提升 [基础巩固练] 1．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程。实施该工程的最终目的是(　　) A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向地对DNA分子进行人工“剪切” C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向地改造生物的遗传性状 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：基因工程的内容就是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内，目的是使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地改造生物的遗传性状，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2．下列有关基因工程的叙述，正确的是(　　) A．限制酶只存在于原核生物中，只能识别DNA分子的特定核苷酸序列 B．只有同种限制酶切割的末端才能连接，不同限制酶切割的末端不能连接 C．基因工程中，只能利用天然质粒，质粒上的标记基因用于重组DNA的筛选 D.质粒是独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外的环状双链DNA 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：限制酶主要来自原核生物，只能识别DNA分子的特定核苷酸序列，A错误；不同限制酶切割后，若黏性末端相同也能连接，B错误；基因工程中用到的质粒多是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，C错误；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，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 3．下列关于DNA连接酶作用的叙述，正确的是(　　) A．DNA连接酶的基本组成单位是脱氧核苷酸 B．将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的骨架上连接起来，重新形成磷酸二酯键 C．连接DNA链上碱基之间的氢键 D．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 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：DNA连接酶的基本组成单位是氨基酸，A错误；DNA聚合酶能将单个的脱氧核苷酸连接到主链上，B错误；DNA连接酶能将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键，不能连接DNA链上碱基之间的氢键，C错误，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 4．下列有关如图所示的黏性末端的说法，不正确的是(　　)   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，但甲与丙的黏性末端不互补 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、乙黏性末端互补结合形成的核苷酸序列 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：切割产生甲的限制酶的识别序列为GAATTC，切割产生乙的限制酶的识别序列为CAATTG，切割产生丙的限制酶的识别序列为CTTAAG，由此可见，甲、乙、丙的黏性末端是由三种限制酶催化产生的，A正确；甲、乙的黏性末端相同，因此可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子；但甲、丙的黏性末端不同，它们之间不能形成重组DNA分子，B正确；DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，b处是氢键，C错误；切割甲的限制酶的识别序列为GAATTC，而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为GTTAAG和CAATTC，因此切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 5．如图表示DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，下列表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用图解的正确顺序是(　　)   A．①②③④　　　　　　　 B．②①④③ C．①④②③ D．①④③② 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：①表示将一个DNA片段切割成两个，并且形成了黏性末端，需要用限制酶；②表示将两个DNA片段连接起来，需要用DNA连接酶；③表示解旋过程，需要用解旋酶；④表示DNA复制过程，需要用DNA聚合酶。C正确，A、B、D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 6．质粒是某些生物细胞中的有机分子，下列相关叙述错误的是(　　) A．质粒能够自主复制 B．质粒的基本组成单位是核糖核苷酸 C．质粒中不含游离的磷酸基团 D．质粒常作为基因工程的运载工具 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：质粒是一种具有自主复制能力的小型的双链环状DNA分子，其基本单位是脱氧核苷酸，A正确，B错误；质粒是一种环状双链DNA分子，不含游离的磷酸基团，C正确；质粒常作为基因工程的运载工具，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 7．质粒是基因工程中常用的分子载体。下列有关质粒的说法，正确的是(　　) A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种环状单链DNA分子 B．质粒的复制和表达都遵循中心法则和碱基互补配对原则 C．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行 D．大多数天然质粒都不需要人工改造，可以直接作为载体使用 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：质粒是存在于许多细菌以及酵母菌(真核细胞)中的有自主复制能力的小型环状双链DNA分子，A错误；质粒的本质是DNA，质粒的复制和表达都遵循中心法则，也遵循碱基互补配对原则，B正确；细菌质粒可以自我复制，也可整合到宿主细胞的DNA上，随受体DNA同步复制，C错误；天然的质粒通常不能直接作为载体，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，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 8．下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的是(　　) A．取材时可选用鸡血、洋葱、香蕉等富含DNA的材料进行实验 B．将白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中，离心后弃去上清液 C．可将洋葱置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来 D．鉴定DNA时，将丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，混匀后即呈蓝色 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A 解析：DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度较大，将白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，离心后应保留上清液，B错误；将洋葱置于清水中，由于细胞壁的支持和保护作用，植物细胞不会吸水涨破，C错误；鉴定DNA时，将丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，混匀后将试管置于沸水中加热，冷却后会出现蓝色，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 [素能培优练] 9．某线性DNA分子含有5 000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 酶a切割产物(bp) 酶b再次切割产物(bp) 2 100；1 400；1 000；500 1 900；200；800；600；1 000；500 A.酶a与酶b切断的化学键相同 B．酶a与酶b切出的黏性末端能相互连接 C．酶a与酶b切割该DNA分子位点分别有3个和5个 D．限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需要消耗两个水分子 答案：C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：限制酶作用的化学键都是磷酸二酯键，A正确；由图可以看出酶a和酶b切割后产生的黏性末端相同，它们之间能相互连接，B正确；由表格可以看出，酶a可以把原有DNA切成4段，说明该DNA分子上有3个切口，即酶a的切割位点有3个；酶b把大小是2 100 bp的DNA切成大小分别为1 900 bp和200 bp两个片段，再把大小是1 400 bp的DNA切成大小分别为800 bp和600 bp两个片段，说明酶b在该DNA分子上有2个切口，即b酶的切割位点有2个，C错误；限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 10．如图是四种不同质粒的示意图，其中Ori为复制必需的序列，AmpR为氨苄青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因，箭头表示限制酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是(　　)   A．基因AmpR和TetR是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因 B．质粒是指细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和动植物病毒的DNA C．限制酶的作用部位是DNA分子上两个特定的核苷酸之间的氢键 D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：等位基因指位于一对同源染色体相同位置上控制同一性状不同形态的基因，基因AmpR和TetR在同一个DNA分子上，不是等位基因，A错误；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之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子，动植物病毒的DNA不是质粒，B错误；限制酶的作用部位是DNA分子上两个特定的核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；质粒4被酶切后，氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏，因此用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 11．如图表示某种质粒和人的胰岛素基因，其中a表示标记基因，b表示胰岛素基因，E1表示某限制酶的切割位点，现用该种限制酶分别切割质粒和胰岛素基因，后用DNA连接酶连接切割后的质粒和胰岛素基因，下列选项不可能出现的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：根据题意和图示分析可知，因质粒和胰岛素基因都有两个限制酶E1的切割位点，所以用限制酶E1可以将a和b都切下来，A表示质粒与标记基因a重新连接，B表示质粒与胰岛素基因b连接，D表示质粒切除标记基因后的自我连接，只有C是不可能出现。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 12．限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使特定部位的磷酸二酯键断开。修饰酶能对DNA或RNA的碱基进行修饰，防止DNA或RNA被限制酶破坏。某些噬菌体能寄生在特定大肠杆菌体内进行繁殖。下列叙述正确的是(　　) A．不能被噬菌体侵染的大肠杆菌，细胞膜上可能没有噬菌体可识别的特异性受体 B．能被噬菌体侵染的大肠杆菌，体内无核糖体，不能合成破坏外源DNA的限制酶 C．能寄生于大肠杆菌的噬菌体，DNA上一定没有大肠杆菌限制酶的识别位点 D．能寄生于大肠杆菌的噬菌体，DNA上不可能存在与大肠杆菌相同的修饰物 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A 解析：不能被噬菌体侵染的大肠杆菌，细胞膜上可能没有噬菌体可识别的特异性受体，使得噬菌体不能对其识别并侵染，A正确；大肠杆菌为原核生物，体内有核糖体，B错误；如果噬菌体的DNA上有修饰酶的识别位点，修饰酶能对DNA的碱基进行修饰，防止DNA被限制酶破坏，即使其DNA上有大肠杆菌限制酶的识别位点，其DNA也能在大肠杆菌内复制和表达，使得噬菌体能寄生于大肠杆菌，C错误；能寄生于大肠杆菌的噬菌体，DNA上可能存在与大肠杆菌相同的修饰物，防止其被大肠杆菌内的限制酶识别并破坏，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 13．用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 回答下列问题。 (1)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是____________。 (2)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中______________；质粒DNA分子上有________________________，便于外源DNA的插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是__________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)磷酸二酯键 (2)自我复制　一个至多个限制酶的切割位点　用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。 (2)质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶的切割位点，便于目的基因的插入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 14．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。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (1)a代表的物质和质粒的化学本质相同，都是________________(填中文名字)。自然情况下大肠杆菌能发生的可遗传变异有____________。 (2)下列常在基因工程中用作载体的是________(填字母)。 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 (3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上被称为________，其作用是_________________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)脱氧核糖核酸　基因突变 (2)C (3)标记基因　便于重组DNA的筛选 (4)　 －ACGCGT－　DNA连接酶 (5) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)a代表的物质是拟核中的DNA分子，质粒是细胞质中的DNA分子，二者都是环状DNA分子，能够自我复制、具有遗传效应、具有双螺旋结构等。大肠杆菌属于原核生物，发生的可遗传变异是基因突变。 (2)大肠杆菌的质粒是基因工程中常用的载体。 (3)质粒上的氨苄青霉素抗性基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 例如：EcoRⅠ限制酶识别的DNA序列为，为回文序列。 解析：图中①④是同一种限制酶切割形成的，因此以上DNA片段是由3种限制酶切割后产生的，A错误；②片段是在识别序列为的限制酶作用下形成的，B错误；①④连接形成重组DNA分子需要的是DNA连接酶，C错误。 (4)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____________；切割形成以上片段的限制酶的识别序列是__________________。可使用________________把质粒和目的基因连接在一起。 (5)某种限制酶识别的序列及切点为，那么含该序列的DNA片段被切割后形成的结果是________________。 (4)根据碱基互补配对原则，目的基因的切割末端应为；目的基因与质粒形成重组DNA需要用到DNA连接酶。切割形成以上片段的限制酶的识别序列是－ACGCGT－。 (5)某种限制酶识别的序列及切点为，那么含该序列的DNA片段被切割后形成的结果是。 $$