第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-【精讲精练】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程知能达标训练（人教版）

[基础达标练] 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 解析　1973年，科学家证明质粒可以作为基因工程的载体，打破了物种间的障碍，实现了物种间的基因交流，D错误。 答案　D 2．(2025·黑龙江哈师大附中月考改编)下列有关基因工程中限制酶的描述，正确的是(　　) A．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性 B．限制酶只能识别和切割DNA，不能识别RNA C．限制酶与DNA连接酶的作用部位不相同 D．限制酶只能从原核生物中提取 解析　一种限制酶能识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子，既可以切割目的基因又可以切割质粒，体现了酶的专一性，A错误；限制酶与DNA连接酶的作用部位相同，都是磷酸二酯键，C错误；限制酶主要从原核生物中提取，D错误。 答案　B 3．下列关于DNA连接酶和DNA聚合酶的叙述中，正确的是(　　) A．两者催化同一种化学键的形成 B．两者催化同一种化学键的断裂 C．两者都参与目的基因与载体的结合 D．两者都参与遗传信息的表达 解析　DNA连接酶和DNA聚合酶都是催化相邻核苷酸之间形成磷酸二酯键；在基因工程中目的基因和载体是两个DNA片段，要用DNA连接酶连接；两者都不参与遗传信息表达中的转录和翻译过程。 答案　A 4．作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由正确的是(　　) A．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 B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合 D．对受体细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择 解析　作为载体必须具备的条件之一是能够在宿主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正确；作为载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点，以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，以便重组DNA分子的筛选，C错误；对受体细胞无伤害不是便于重组DNA的鉴定和选择的原因，D错误。 答案　A 5．(2024·大连育明中学期末)下列有关重组DNA技术基本工具的叙述正确的是(　　) A．DNA聚合酶是构建重组DNA分子必需的工具酶 B．不同的限制酶切割产生的黏性末端可能相同 C．相同黏性末端连接形成的DNA片段，一定会被原限制酶识别 D．运载体质粒常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因 解析　DNA连接酶是构建重组DNA分子必需的工具酶，A错误；假设限制酶甲识别GAATTC碱基序列，并在GA之间切割，限制酶乙识别CAATTG碱基序列，在C与A之间切割，形成的黏性末端是相同的，限制酶甲与限制酶乙形成的黏性末端连接后，形成的碱基序列为CAATTC，另一条链为GAATTG，不能被限制酶甲和乙识别，B正确，C错误；载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因，D错误。 答案　B 6．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 解析　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；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有些蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。 答案　B 7．(2025·山东莱州一中月考)如图表示DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，下列选项中，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 解析　限制酶能识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，形成黏性末端或平末端。DNA聚合酶在DNA复制过程中，以母链为模板，将单个脱氧核苷酸连接成与模板链互补的新链，从而形成新的子代DNA分子。DNA连接酶能将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。解旋酶能将DNA两条链之间的氢键打开，形成两条单链。题图中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。 答案　C 8．基因工程在操作过程中需要限制酶、DNA连接酶、载体三种工具。以下有关基本工具的叙述，正确的是(　　) A．所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸组成 B．所有DNA连接酶均能连接黏性末端和平末端 C．真正被用作载体的质粒都是天然质粒 D．原核生物内的限制酶可切割入侵的DNA分子而保护自身 解析　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、5或8个核苷酸组成；DNA连接酶包括E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，前者只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来；在基因工程操作中真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。 答案　D [素能提升练] 9．(多选)EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶识别的序列均由6个核苷酸组成，但切割后产生的结果不同，其识别序列和切割位点(图中箭头处)分别如下图所示，据图分析下列叙述正确的是(　　) A．所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸序列组成 B．SmaⅠ限制酶切割后产生的是平末端 C．用连接酶连接平末端和黏性末端的连接效率一样 D．细菌细胞内限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵 解析　不是所有限制酶的识别序列均由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序列组成；据图可知，SmaⅠ限制酶在它识别序列的中心轴线处将DNA片段切开，产生的是平末端；以T4 DNA连接酶为例，其连接平末端的效率相对较低；细菌细胞内的限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵，是一套完善的防御体系。 答案　BD 10．(多选)(2025·江苏卷)图示人体正常基因A突变为致病基因a及HindⅢ切割位点。AluⅠ限制酶识别序列及切割位点为，下列相关叙述正确的有(　　) A．基因A突变为a是一种碱基增添的突变 B．用两种限制酶分别酶切A基因后，形成的末端类型不同 C．用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小一致 D．产前诊断时，该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定 解析　对比A基因和a基因的序列，A基因中“AAGCTT”变为a基因中“AAGCTG”，是碱基替换(T→G)，并非碱基增添，A错误；HindⅢ切割产生黏性末端，AluⅠ切割后产生的是平末端，二者末端类型不相同，B正确；观察图中a基因，HindⅢ有2个切割位点，切割后会产生1个片段，AluⅠ有3个切割位点，切割后会产生2个片段，一个片段长度是200 bp左右，另一个是400 bp左右，用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小不一致，C错误；因为正常基因A和致病基因a的HindⅢ切割位点不同，所以产前诊断时，该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定，D正确。 答案　BD 11．根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制酶切割DNA分子后产生的DNA片段，其末端类型通常有________和________。 (2)质粒载体用限制酶X(识别的序列由6个核苷酸组成)切割后产生的片段如下： 该酶识别的序列为__________________，切割的部位是________。 (3)为使切割后的载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外，还可用限制酶Y切割，两种酶共同的特点是______________________________。 (4)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，其中后者只能连接一种末端。 (5)基因工程中除质粒外，______________和________也可作为载体。 解析　(2)将图中片段两端的黏性末端对接后可以看出限制酶X识别的序列为6个核苷酸组成的—GAATTC—，互补链是—CTTAAG—，切割的位点为G和A之间的磷酸二酯键。(3)质粒载体可以用限制酶X切割，也可以用另一种限制酶Y切割，说明限制酶Y与限制酶X切割后形成的黏性末端相同。(4)基因工程使用的DNA连接酶，按来源可分为E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，其中只能连接黏性末端的是E.coli DNA连接酶。 答案　(1)黏性末端　平末端 (2)　G和A之间的磷酸二酯键 (3)两种限制酶切割后形成的黏性末端相同 (4)T4　E．coli　(5)噬菌体　动植物病毒 12．(2025·天津南开区测试改编)某生物兴趣小组开展DNA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)将DNA的粗提取物溶于2 mol/L的NaCl溶液中，加入________试剂，在________条件下进行鉴定，结果如下表： 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)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　(1)鉴定DNA时可用二苯胺试剂，在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。(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)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　(1)二苯胺　沸水浴　(2)(保存)温度　(3)①多　蒜黄　②(核酸水解)酶 学科网（北京）股份有限公司 $