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 生物技术与工程教师用书word（人教版）

本讲义聚焦重组DNA技术的基本工具这一核心知识点，系统梳理从基因工程理论基础（DNA结构、酶作用原理）到三种工具（限制酶、DNA连接酶、载体）的作用机制，再到DNA粗提取与鉴定实验操作的完整脉络，搭建理论认知-工具解析-实践应用的学习支架。 该资料通过探究式问题设计（如限制酶切割位点分析、载体条件探究）培养科学思维，结合详细实验步骤（如DNA粗提取中研磨、酒精析出操作）支持探究实践，融入质粒载体结构等实例落实生命观念。课中辅助教师清晰讲解重难点，课后通过分层练习题帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第1节　重组DNA技术的基本工具 学习目标 1.简述重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用 生命观念 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新 社会责任 3.进行DNA的粗提取与鉴定 科学探究 一、基因工程及其诞生与发展 1．基因工程的概念 2．基因工程的诞生和发展 (1)基因工程的诞生 (2)基因工程的发展 二、重组DNA技术的基本工具 1．限制性内切核酸酶——“分子手术刀” DNA连接酶对所连接的DNA片段两端的碱基序列没有专一性要求。 2．DNA连接酶——“分子缝合针” 3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1)常用载体——质粒 ①化学本质：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，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。 ②质粒作为载体所具备的条件及原因 (2)其他载体：噬菌体、动植物病毒等。 (3)功能 ①相当于一种运输工具，将外源基因送入受体细胞。 ②携带外源基因在受体细胞内大量复制。 三、DNA的粗提取与鉴定 1．实验原理 (1)DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精。 (2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。 (3)在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 2．实验步骤 ★沸水浴下DNA与二苯胺试剂反应，溶液呈现蓝色 (1)充分研磨的目的是裂解细胞，释放DNA。 (2)在研磨液过滤获得的上清液中加入体积分数为95%的酒精溶液的目的是使DNA析出(填“溶解”或“析出”)，依据的原理是DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精。 (3)用玻璃棒搅拌时沿一个方向搅拌的目的是防止DNA断裂。 随着世界人口不断增加，土地不断减少、沙化等问题相继出现，人类生存面临威胁。20世纪50年代以来兴起的基因工程技术，使人类看到了解决这一紧迫问题的曙光。基因工程技术的产生也带动了社会文明的进步。如今，基因工程已被广泛应用于动植物、医学及环境保护等方面。因此，掌握其原理，了解其发展现状及应用对基因工程技术的进一步发展有重要的意义。结合所学知识判断： (1)限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列(×) (2)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来(×) (3)E.coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(×) (4)限制酶和解旋酶的作用部位相同(×) (5)在溶有DNA的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色(×) 探究点一　重组DNA技术的工具酶 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)限制酶不能(填“能”或“不能”)切割原核细胞自身的DNA，试推测其理由是原核细胞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，该DNA分子将被切成3个片段，共断裂4个磷酸二酯键。 (3)请画出BclⅠ切割后产生的末端。 提示　—T　GATCA—　—ACTAG　T— (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。 提示　能，二者切割后产生的黏性末端相同，可被DNA连接酶连接。 (5)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；③DNA分子都遵循碱基互补配对原则。 1．基因工程的理论基础 2．限制酶与DNA连接酶的比较 种类 限制酶 DNA连接酶 不同 点 作用 使特定部位的磷酸二酯键断裂 在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键 应用 用于提取外源基因和切割载体 用于基因表达载体的构建(详见本章第2节) 关系 氢键是分子间作用力，其断裂和重新形成均与限制酶、DNA连接酶无关。　 3．DNA连接酶与DNA聚合酶的比较 种类 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同点 催化形成磷酸二酯键 不 同 点 模板 不需要模板 需要模板 作用 实质 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 将单个脱氧核苷酸加到已存在的核苷酸链的3′端，形成磷酸二酯键 作用 结果 连接两个DNA片段 形成DNA的子链 1．限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．一个DNA分子中，酶a与酶b的识别序列可能有多个 B．酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接 C．酶a与酶b切断的化学键不完全相同 D．用酶a切割有3个切割位点的环状DNA分子，得到4种切割产物 解析　一个DNA分子中，可能存在一个至多个酶a与酶b的识别序列，A正确；由题图可知，酶a与酶b的识别序列虽然不同，但切出的黏性末端相同(或互补)，互补的黏性末端能相互连接，B错误；酶a与酶b切断的化学键均为相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；用酶a切割有3个切割位点的环状DNA分子，可得到3种切割产物，D错误。 答案　A 2．(多选)(2024·北京密云区期末)下列各种酶及其作用对应关系正确的是(　　) A．限制酶——识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开 B．RNA聚合酶——与基因的特定位点结合，催化遗传信息的翻译 C．DNA连接酶——将分开的DNA片段通过特定末端连接在一起 D．DNA聚合酶——将单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链上 解析　限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，A正确；RNA聚合酶与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录，B错误；DNA连接酶将两个DNA片段连接在一起，在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，C正确；DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链上，形成磷酸二酯键，D正确。 答案　ACD 探究点二　基因工程的载体 分析质粒载体结构模式图，探究下列问题： (1)质粒上的××抗性基因在基因工程中的作用是作为标记基因，便于重组DNA分子的筛选。 (2)将外源基因直接导入受体细胞可行吗？为什么？ 提示　不可行；直接把外源基因导入受体细胞，外源基因在细胞内不能进行复制、转录和稳定保存。 (3)为使外源基因插入质粒中，质粒需具备什么条件？ 提示　质粒应有一个至多个限制性内切核酸酶的切割位点，供外源基因插入其中。 1．载体上标记基因的标记原理 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如图所示： 2．基因工程载体需具备的条件 (1)能自我复制：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同步复制。 (2)有切割位点：有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因插入其中。 (3)具有标记基因：具有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。 (4)无毒害作用：对受体细胞无毒害作用，否则受体细胞将受到损伤甚至死亡。 说明：一般来说，天然载体不能同时满足所有条件，要对其进行人工改造才可以使用。 3．基因工程中的载体与细胞膜上的载体蛋白的区别 种类 基因工程中的载体 细胞膜上的载体蛋白 作用 携带外源基因进入受体细胞，并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 运载要进出细胞的特定物质 本质 通常是DNA 蛋白质 3．(2025·天津高二检测)下列关于质粒的叙述，正确的是(　　) A．质粒和真核细胞DNA的基本组成单位不同 B．质粒的复制过程是在受体细胞外独立进行的 C．质粒是存在于所有细胞中蛋白质合成的场所 D．质粒是细胞质中能够自我复制的环状DNA分子 解析　质粒是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，组成单位与真核细胞的DNA完全相同，都是脱氧核苷酸；质粒作为基因工程的载体，可以进入受体细胞进行自我复制；细胞中蛋白质合成的场所是核糖体。 答案　D 4．质粒是基因工程中最常用的载体，质粒上有标记基因(如下图所示)，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，细菌在培养基上的生长情况也不同。下图表示外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请据下表细菌生长情况，推测①②③三种重组细菌与外源基因插入点相对应的一组是(　　) 重组细菌 含氨苄青霉素的培养基 含四环素的培养基 ① 能生长 能生长 ② 能生长 不能生长 ③ 不能生长 能生长 A．①是a，②是c，③是b B．①是c和b，②是b，③是c C．①是c和b，②是c，③是b D．①是a，②是b，③是c 解析　第①组细菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏，细菌能在含四环素的培养基上生长，说明抗四环素基因没有被破坏，由此可知，外源基因插入的位置是a；第②组细菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏，细菌不能在含四环素的培养基上生长，说明抗四环素基因被破坏，由此可知，外源基因插入位置是c；第③组细菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因被破坏，细菌能在含四环素的培养基上生长，说明抗四环素基因没有被破坏，由此可知，外源基因插入的位置是b。 答案　A 　　　　　　　　　　　　探究点三　DNA的粗提取与鉴定 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当方法进行提取；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈蓝色，因此可利用二苯胺试剂鉴定DNA。探究下列问题： 取材研磨→过滤取上清液→析出DNA→鉴定DNA (1)研磨洋葱时加入的研磨液有什么作用？为什么要求充分研磨？ 提示　加入研磨液有利于DNA的释放；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，影响实验结果，可能导致看不到丝状沉淀物或用二苯胺试剂鉴定不显示蓝色等。 (2)现有猪血和鸡血适量，能否用来提取DNA？用血细胞作材料可采用何种方法使细胞中的DNA释放？ 提示　不能选用猪血，因为猪属于哺乳动物，其成熟的红细胞没有细胞核及众多细胞器，不含DNA；可选用鸡血作为提取DNA的材料。在鸡血中加入蒸馏水，使血细胞吸水涨破，从而使细胞中的DNA释放。 (3)上清液中加入预冷的酒精溶液有何作用？为什么要求玻璃棒沿着一个方向搅拌？ 提示　DNA不溶于酒精，加入预冷的酒精溶液有利于DNA的析出。预冷的酒精溶液具有以下优点：一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子运动，易于形成沉淀析出；三是低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。玻璃棒沿着一个方向搅拌可防止丝状DNA破碎，可以完整地缠在玻璃棒上。 DNA的粗提取与鉴定实验成功的关键点 (1)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)，可选用鸡血细胞作材料。 (2)二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。 (3)提取植物细胞的DNA，在研磨时加入NaCl的目的是溶解DNA。 (4)在DNA进一步提纯时，选用预冷的体积分数为95%的酒精的作用是溶解杂质和析出DNA。 5．(2024·山东卷)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是(　　) A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 解析　研磨后，可以将研磨液过滤到烧杯中，在4 ℃ 冰箱中放置几分钟后，再取上清液，可以不使用离心机，A正确，B错误。鉴定过程中的沸水浴加热可使DNA双螺旋结构发生改变，C错误。该实验中，为排除二苯胺加热后可能变蓝对实验结果造成干扰，可设置加二苯胺不加DNA的对照组，D错误。 答案　A 6．(2025·南通质检)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是(　　) A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料 B．DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水 C．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝 D．向洋葱研磨液的上清液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物 解析　酵母和菜花细胞中均含有较多的DNA，均可作为提取DNA的材料，A正确；DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水，B正确；利用DNA与二苯胺沸水浴加热呈蓝色的特征，可用于DNA的鉴定，C正确；向洋葱研磨液的上清液中加预冷的酒精溶液(体积分数为95%)搅拌，可见玻璃棒上有白色絮状物，D错误。 答案　D [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．科学家经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术——基因工程。实施该工程的最终目的是(　　) A．定向对DNA分子进行人工“剪切” B．在生物体外对DNA分子进行改造 C．定向改造生物的遗传性状 D．定向提取生物体的DNA分子 解析　实施基因工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状，C正确。 答案　C 2．如图表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙述错误的是(　　) A．甲、乙、丙都属于黏性末端 B．甲、乙片段可形成重组DNA分子，但甲、丙不能 C．DNA连接酶的作用位点在乙图中b处 D．切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子 解析　由图可知，甲、乙、丙都属于黏性末端，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，C错误；切割甲的限制酶的识别序列为GAATTC∥CTTAAG，而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为GAATTG∥CTTAAC，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。 答案　C 3．(2025·山东莱州一中月考改编)以洋葱为材料进行DNA的粗提取与鉴定实验，相关叙述错误的是(　　) A．可将洋葱换成哺乳动物的血液进行该实验 B．向含DNA的滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液，有利于去除杂质 C．向含DNA的滤液中加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，有利于获得较纯净的DNA D．用二苯胺试剂鉴定DNA时进行沸水浴，有利于显色反应的发生 解析　哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体等，DNA含量少，不宜作为该实验的材料，A错误；在2 mol/L的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大，进而可去除不溶的杂质，B正确；DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，向含DNA的滤液中加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，有利于获得较纯净的DNA，C正确；DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下反应呈蓝色，D正确。 答案　A 4．以下有关重组DNA技术的基本工具的说法中，正确的是(　　) A．一种限制性内切核酸酶只能识别某种特定的脱氧核苷酸序列 B．质粒是基因工程中唯一的载体 C．载体必须具备的条件之一是具有多个限制性内切核酸酶切割位点，以便与外源基因连接 D．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键 解析　限制性内切核酸酶具有专一性，一种限制性内切核酸酶只能识别某种特定的脱氧核苷酸序列。质粒是最常用的载体，除质粒外，噬菌体、动植物病毒等也可作载体。载体必须具备的条件之一是具有一个至多个限制性内切核酸酶切割位点。而不是必须具备多个限制性内切核酸酶切割位点。DNA连接酶的作用是恢复被限制性内切核酸酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 答案　A 5．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 解析　图中a为大肠杆菌拟核中的遗传物质DNA。质粒是能自我复制的小型环状DNA分子，具有多个限制酶切点，便于连接多种目的基因；具有标记基因，便于检测目的基因是否导入受体细胞。DNA连接酶可将具有相同末端的质粒和目的基因连接起来。大肠杆菌的质粒是基因工程中最常用的载体，载体的本质为DNA，抗虫基因属于目的基因，不属于载体，染色体的主要成分为DNA和蛋白质，不属于载体。 答案　(1)DNA　①能够自我复制　②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 [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 $