选择性必修3 第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-【新课程暑假作业】2024-2025学年高二生物暑假作业

积 累 · 整 合 应 用 · 拓 展 高二生物 第 周 年 月 日 1. 重组 DNA 技术至少需要三种 “ 分子工具 ”： 、 、 。 2. 限制酶能够识别双链 DNA 分子的 ， 并且使每一条链中特定部位 的 键断开 。 DNA 分子经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形 式 ： 和 。 3. DNA 连接酶主要有两类 ： 一类是从大肠杆菌中分离得到的 ， 称为 酶 ， 这种酶能将具有 末端的 DNA 片段连接起来 ； 一类是从 T4 噬菌体中 分离出来的 ， 称为 酶 ， 这种酶能将具有 末端的 DNA 片段连接起来 。 4. 质粒 DNA 分子上有一个至多个 ， 供外源 DNA 片段插入其中 。 基因工程中所用的质粒上通常有人工插入的 基因 ， 便于重组 DNA 分子的筛选 。 1. 关于还原糖 、 蛋白质和 DNA 的鉴定实验 ， 下列叙述正确的是 （ ） A. 在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂 ， 温水浴后液体由蓝色变成砖红色 B. 在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂 ， 液体由蓝色变成紫色 C. 提取 DNA 时 ， 在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐 ， 充分研磨 ， 过滤并弃去滤液 D. 将 DNA 粗提物溶解在 2 mol/L NaCl 溶液中 ， 加入二苯胺试剂 ， 沸水浴后液体由无色 变成蓝色 2. ada （ 酸脱氨酶基因 ） 通过质粒 pET-28b 导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶 。 下 列叙述错误的是 （ ） A. 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B. 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C. 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个 ada D. 每个人的 ada 至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 3. 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 积累 · 整合 应用 · 拓展 第 3 章 基 因 工 程 第 1 节 重组 DNA 技术的基本工具 33 暑 假 作 业 新课程 第 周 年 月 日 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. 用 XhoⅠ 和 SalⅠ 两种限制性核酸内切酶分别处理同一 DNA 片段 ， 酶切位点及酶切产 物分离结果如图 。 以下叙述不正确的是 （ ） A. 如图中两种酶识别的核苷酸序列不同 B. 如图中酶切产物可用于构建重组 DNA C. 泳道 ① 中是用 SalⅠ 处理得到的酶切产物 D. 图中被酶切的 DNA 片段是单链 DNA 5. 某一质粒载体如图所示 ， 外源 DNA 插入到 Amp R 或 Tet R 中会导致相应的基因失活 （ Amp R 表示氨苄青霉素抗性基因 ， Tet R 表示四环素抗性基因 ）。 有人将此质粒载体用 BamHⅠ 酶切后 ， 与用 BamHⅠ 酶切获得的目的基因混合 ， 加入 DNA 连接酶进 行连接反应 ， 用得到的混合物直接转化大肠杆菌 ， 结果大肠杆 菌有的未被转化 ， 有的被转化 。 被转化的大肠杆菌有三种 ， 分别是含有环状目的基因 、 含有 质粒载体 、 含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌 。 回答下列问题 ： （ 1 ） 质粒载体作为基因工程的工具 ， 应具备的基本条件有 （ 答出两点即可 ）。 而作为基因表达载体 ， 除满足上述基 本条件外 ， 还需具有启动子和终止子 。 （ 2 ） 如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选 ， 在上述四种大肠杆菌细胞中 ， 未被转化 的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的 ， 其原因是 ； 并且 和 的细胞也是不能区分的 ， 其原因是 。 在上述筛选的基础上 ， 若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌 的单菌落 ， 还需使用含有 的固体培养基 。 复制原点 启动子 BamHⅠ Tet R Amp R ① ② XhoⅠ SalⅠ SalⅠ SalⅠ XhoⅠ 图 1 酶切位点图 图 2 电泳结果示意图 34 积 累 · 整 合 应 用 · 拓 展 高二生物 第 周 年 月 日 （ 3 ） 基因工程中 ， 某些噬菌体经改造后可以作为载体 ， 其 DNA 复制所需的原料来自 。 6. GDNF 是一种神经营养因子 ， 对损伤的神经细胞具有营养和保护作用 。 研究人员构建 了含 GDNF 基因的表达载体 （ 如图 1 所示 ）， 并导入到大鼠神经干细胞中 ， 用于干细胞基因治 疗的研究 。 请回答下列问题 ： （ 1 ） 在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中 ， 使用胰蛋白酶的目的是 。 （ 2 ） 构建含 GDNF 基因的表达载体时 ， 需选择图 1 中的 限制酶进行酶切 。 （ 3 ） 经酶切后的载体和 GDNF 基因进行连接 ， 连接产物经筛选得到的载体主要有三种 ： 单个载体自连 、 GDNF 基因与载体正向连接 、 GDNF 基因与载体反向连接 （ 如图 1 所示 ）。 为 鉴定这三种连接方式 ， 选择 HpaⅠ 酶和 BamHⅠ 酶对筛选的载体进行双酶切 ， 并对酶切后的 DNA 片段进行电泳分析 ， 结果如图 2 所示 。 图中第 泳道显示所鉴定的载体是正向 连接的 。 （ 4 ） 将正向连接的表达载体导入神经干细胞后 ， 为了检测 GDNF 基因是否成功表达 ， 可 用相应的 与提取的蛋白质杂交 。 当培养的神经干细胞达到一定的密度时 ， 需进行 培养以得到更多数量的细胞 ， 用于神经干细胞移植治疗实验 。 7. 图 1 中的三个 DNA 片段上依次表示出了 EcoRⅠ 、 BamHⅠ 和 Sau3AⅠ 三种限制性内 切酶的识别序列与切割位点 ， 图 2 为某种表达载体示意图 （ 载体上的 EcoRⅠ 、 Sau3AⅠ 的切 点是唯一的 ）。 图 1 图 2 注 ： bp 表示碱基对 ； 载体和基因片段上 的小箭号表示相关限制酶的酶切位点 启动子 GDNF 基因 （ 700 bp ） HpaⅠ XhoⅠ 1 0 0 b p 600 bp BamHⅠ 酶切 连接 载体 （ 6000 bp ） （ 6700 bp ） 重组载体 重组载体 载体自连 正向连接 反向连接 （ 6700 bp ） 载体 （ 6000 bp ） XhoⅠ XhoⅠ 6000 bp 6000 bp 6500 bp 700 bp 200 bp 载体酶切电泳分析图谱 ① ③② 注 ： 表示电泳条带 ①②③ 表示电泳泳道 35 暑 假 作 业 新课程 第 周 年 月 日 根据基因工程的有关知识 ， 回答下列问题 ： （ 1 ） 经 BamHⅠ 酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被 酶切后的 产物连接 ， 理由是 。 （ 2 ） 若某人利用图 2 所示的表达载体获得了甲 、 乙 、 丙三种含有目的基因的重组子 ， 如 图 3 所示 。 这三种重组子中 ， 不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有 ， 不能表达的原因是 。 （ 3 ） DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶 ， 常见的有 和 ， 其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是 。 8. 根据基因工程的有关知识 ， 回答下列问题 ： （ 1 ） 限制性内切酶切割 DNA 分子后产生的片段 ， 其末端类型有 和 。 （ 2 ） 质粒运载体用 EcoRⅠ 切割后产生的片段如下 ： 为使运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 种限制性内切酶切割 ， 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 ） 反转录作用的模板是 ， 产物是 。 若要在体外获得大 量反转录产物 ， 常采用 技术 。 （ 5 ） 基因工程中除质粒外 ， 和 也可作为运载体 。 图 1 图 2 图 3 甲 乙 丙 目的基因 目的基因 目的基因 — GAATTC — — GGATCC — — GATC — — CTTAAC — — CCTAGG — — CTAG — EcoRⅠ Sau3AⅠ 启动子 复制原点 终止子 抗生素抗性基因 AATTC …… G G …… CTTAA 36 积 累 · 整 合 应 用 · 拓 展 高二生物 第 3 章 基 因 工 程 第 1 节 重组 DNA 技术的基本工具 积累 · 整合 略 应用 · 拓展 1. D 2. C 3. B 4. D 5. （ 1 ） 能自我复制 ； 具有标记基因 （ 2 ） 二者均不含有氨苄青霉素抗性基因 ， 在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组 质粒 （ 或含有重组质粒 ） 二者均含有氨苄青霉素抗性基因 ， 在该培养基上均能生长 四环素 （ 3 ） 受体细胞 6. （ 1 ） 使细胞分散开 （ 2 ） XhoⅠ （ 3 ） ② （ 4 ） 抗体 传代 7. （ 1 ） Sau3AⅠ 限制酶 Sau3AⅠ 与 BamHⅠ 切割后形成的黏性末端相同 （ 2 ） 甲 、 丙 在基因表达载体中 ， 启动子应位于目的基因的首端 ， 终止子应位于目的基因的尾端 ， 这样目的基因 才能表达 。 图中甲 、 丙均不符合 ， 所以不能表达目的基因的产物 （ 3 ） E.coli DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶 8. （ 1 ） 平末端 黏性末端 （ 2 ） 切割产生的 DNA 片段末端与 EcoRⅠ 切割产生的相同 （ 3 ） T4 大肠杆菌 （ 4 ） mRNA （ 或 RNA ） cDNA （ 或 DNA ） PCR （ 5 ） 动植物病毒 噬菌体 第 2 节 基因工程的基本操作程序 积累 · 整合 略 应用 · 拓展 1. A 2. C 3. C 4. BD 5. ABC 6. D 7. B 8. A 9. D 10. BD 11. （ 1 ） 基因组文库 cDNA 文库 （ 2 ） 解旋酶 加热至 90~95 ℃ 氢键 （ 3 ） Taq 酶热稳定性高 ， 而大肠杆菌 DNA 聚合酶在高温下会失活 12. （ 1 ） 逆转录 DNA 聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸 （ 2 ） 引物 （ 目的基因或 A 基因 ） 模板 （ 3 ） 基因表达载体 （ 4 ） 使其处于能吸收环境中 DNA 分子的生理状态 13. （ 1 ） 基因 A 有内含子 ， 在大肠杆菌中 ， 其初始转录产物中与内含子对应的 RNA 序列不能被切除 ， 无法表 达出蛋白 A （ 2 ） 噬菌体 噬菌体的宿主是细菌 ， 而不是家蚕 （ 3 ） 繁殖快 ； 容易培养 （ 4 ） 蛋白 A 的抗体 （ 5 ） DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 14. （ 1 ） 平 （ 2 ） 胸腺嘧啶 （ T ） DNA 连接 （ 3 ） B A 类菌落含有 P0 C 类菌落未转入质粒 （ 4 ） 乙 、 丙 目的基因反向连接 15. （ 1 ） 体外重组的质粒可以进入体细胞 ； 真核生物基因可在原核细胞中表达 （ 2 ） 转化 外壳蛋白 （ 噬菌体蛋白 ） 细菌 （ 3 ） 蛋白酶缺陷型 蛋白酶 73