第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物选择必修3 生物技术与工程练习手册（人教版）

N 高中生物学选择性必修3（人教版） N第3章 基因工程 第1节重组DNA技术的基本工具 基)础练)习 知识点一基因工程 A.限制性内切核酸酶也可以识别和剪切 1.下列关于基因工程的叙述，错误的是 RNA ( B.限制性内切核酸酶可以从某些原核生 A.基因工程的原理是基因重组，能按照 物中提取 人们的意愿定向改造生物的性状 C.限制性内切核酸酶的活性受温度和pH B.基因工程是在分子水平的设计施工， 等因素的影响 需要限制酶、DNA连接酶和载体 D.一种限制性内切核酸酶只能识别一种 C.限制酶可识别特定的核苷酸序列，并 特定的脱氧核苷酸序列 在特定的切点上切割DNA分子 4.下图是几种不同限制性内切核酸酶切割 D.基因工程常用的载体质粒中含有两个 DNA分子后形成的部分片段。下列叙述 游离的磷酸基团 中，正确的是() ①…CTGCA②G ③.…TG④.G 知识点□重组DNA技术的基本工具 …G …CTTAA …AC …CTGCA 2.下列关于基因工程操作工具的说法，正确 A.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是 的是（) 磷酸二酯键 A.质粒只分布于原核细胞中 B.①~④DNA片段是由4种限制酶切割后 B.常用相同的限制酶处理目的基因和质粒， 产生的 从而获得相同的黏性末端 C.①和④两个片段是在DNA聚合酶的作 C.DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键， 用下形成的重组DNA分子 是基因工程中的“分子手术刀” F--- D.细菌细胞内含有的限制酶能对自身的 D.②片段是在酶切位点为CTTAA GAATT 的 DNA进行剪切 限制酶作用下形成的 3.在基因工程操作中限制性内切核酸酶是不 5.结合下图判断，有关基因工程中工具酶的 可缺少的工具。下列关于限制性内切核酸 功能的叙述，正确的是() 酶的叙述，错误的是（) 32)练 第3章基因工程。 B.在裂解液中加入NaCI溶液并调至 2mol/L,可以析出DNA C.冷却过的酒精加入DNA溶液中，可降 低DNA在其中的溶解度 D.高温会使二苯胺分解，鉴定DNA时应 A.切断a处的酶简称内切酶，被称为 严格控制在室温条件下进行 “基因手术刀” 7.某实验小组进行“DNA的粗提取与鉴定” B.连接a处的酶为DNA聚合酶，被称为 实验，如下为实验流程：取材→破碎细 基因的“针线 胞→获得滤液→去除杂质→进一步提纯→ C.RNA聚合酶可通过识别基因中的特定 DNA鉴定。下列相关叙述正确的是() 碱基序列与DNA分子结合 A.取材时可选用猪血、洋葱、香蕉、菜 D.DNA连接酶的作用点是b处 花等富含DNA的材料进行实验 B.提取DNA时，加入等体积的体积分数 知识点三DNA的粗提取与鉴定 为95%的冷酒精，可以提取出DNA 6.“在DNA的粗提取与鉴定”实验中，试 C.提纯时在滤液中加入2mol/L的NaCI 剂的种类、浓度和使用方法均有严格的规 溶液后会出现白色丝状物DNA 定。下列相关操作正确的是() D.DNA鉴定时可通过是否加入二苯胺试 A.用蒸馏水裂解猪血细胞可导致猪血细 剂设置对照实验来观察实验现象 胞吸水涨破可获得DNA 提升练)习 一、不定项选择题 C.质粒上必须有标记基因才可作为载体 1.在重组DNA技术中，将外源基因送入受 D.限制性内切核酸酶一般不仅仅能切割 体细胞的载体可以是() 外源DNA,也能切割自身的DNA分子 A.大肠杆菌 B.动物病毒 3.下图是4种限制酶所识别的DNA分子序 C.植物病毒 D.噬菌体 列和切割位点示意图（↓表示切割位点）。 2.下列关于基因工程中基本工具的说法，正 下列相关叙述错误的是( 确的是() 限制酶1：-GATC 限制酶2：-CATG A.基因工程中的工具酶有限制性内切核 酸酶和DNA连接酶 限制酶3：-GGATCC-限制酶4：-CCGCGC B.DNA连接酶可将任意的DNA片段通 A.这4种限制酶都能识别并切割含有 过形成磷酸二酯键连接起来 GTAC序列的DNA片段 练 33 N 高中生物学选择性必修3（人教版） B.限制酶1和3切割出的黏性末端上的 (1)EcoR I限制酶和SmaI限制酶的化学 碱基不能互补配对 本质是 其单体是 C.限制酶3和4识别的序列都是由6个 (2)EcoR I限制酶识别的碱基序列是 脱氧核苷酸对组成的 EcoR I限制酶和SmaI限制酶 D.限制酶2和4切割出的黏性末端只能 的识别序列不相同，说明限制酶具有 由T4DNA连接酶拼接 性。 二、非选择题 (3)由图2可知，当限制酶在它识别序列 4.下图中的图1和图2分别表示的是EcoR I 的 切开时，产生的末端是平 限制酶和SmaI限制酶的作用示意图。请 末端；要将图1中的末端连接起来， 思考回答下列问题： 需要用 切点 驯 (4)1970年，科学家在细菌中发现了第 中轴线切点 黏性末端 一个限制酶，而在该细菌中没有此限 图1 制酶的识别序列，推测该限制酶在细 8&弧一l68品·8Ⅷ 菌细胞中的作用可能是 中轴线（切点） 平末端 图2 34)练6.C【解析】体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了 类似囊胚的结构（类囊胚），证实了食蟹猴胚胎干细胞具 有分化潜能，A正确；实验过程中使用的培养基需含有 糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；类囊 胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移 植，C错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应 的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚 的后续发育，D正确。 7.(1)外植体过滤(2)克隆DNA合成抑制 剂微生物侵害(3)丙先培养大量细胞，改变条 件使细胞停止生长，大量产生X(4)器官代谢途 径关键酶发酵 【解析】(1)植物体的器官和组织、细胞都可以作 为外植体，经脱分化形成愈伤组织，将愈伤组织进行振 荡培养，使其分散成小的细胞团或单细胞，然后用适当 孔径的不锈钢筛网过滤，除去大的细胞团和残渣，离心 除去小的残渣，得到单细胞悬浮液。(2)分离获得的 单细胞进行克隆培养，并通过添加DNA合成抑制剂， 处于S期的细胞立刻被抑制，洗去TR后可恢复正常分 裂，而处于其他时期的细胞不受过量TR影响或营养缺 陷培养方法获取细胞周期同步、遗传和代谢稳定、来源 单一的细胞群。将微生物菌体或其产物作为诱导子加人 到培养基中，模拟了微生物侵害的条件。(3)由题可 第3章 >m第1节重组DNA技术的基本工具 基础练习 1.D【解析】基因工程是指按照人类的愿望，将不 同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转 入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。 可定向改造生物的遗传性状，依据的原理是基因重组， A正确；基因工程是在分子水平上对DNA(或基因) 进行设计施工的，需要限制酶、DNA连接酶和载体 B正确：限制酶具有专一性，可识别特定的核苷酸序 列，并在特定的切点上切割DNA分子，C正确；质粒 为环状的DNA分子，不含有游离的磷酸基团，D 错误。 2.B【解析】质粒不仅分布于原核生物中，在真核 生物酵母菌细胞内也有分布，A错误；构建基因表达载 体时，常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质 粒，以产生相同的黏性末端，B正确；DNA聚合酶用于 DNA的复制，不用于基因工程，而DNA连接酶能够催 化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子手术刀”，C 参考答案与解析。 知X只在细胞生长停止后才能合成，所以图丙符合。所 以要获得大量X的方法，是先培养大量细胞，改变条件 使细胞停止生长从而大量产生X。(4)由题可知，多 种次生代谢产物在根部合成与积累，所以要对根进行培 养，为了方便进行次生代谢物的收集，可以通过器官培 养替代细胞悬浮培养生产次生代谢产物。要大量获得次 生代谢物可以通过基因工程，将相关基因转入酵母菌体 内，然后通过发酵工程获得，基因工程的前提是要了解 生物体合成某次生代谢产物的代谢途径和关键酶。 8.(1)不需要使细胞接触处的磷脂分子重新排 布，细胞膜打开，细胞发生融合(2)未融合的亲本 细胞融合且具有同种核的细胞(3)通过抗体检测 呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞 【解析】(1)浆细胞是高度分化的细胞，不能增 殖，所以不需要通过原代培养来扩大细胞数量。脂溶性 物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞 膜打开，细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程 中，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未 融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡， 只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛 选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗 原一抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需 的杂交瘤细胞。 基因工程 错误：细菌内的限制酶能限制异源DNA的侵人并使之 失活，即能将外源DNA切断，从而保护自身的遗传特 性，D错误。 3.A【解析】限制性内切核酸酶只能识别和切割 DNA序列，A错误；限制性内切核酸酶主要从某些原核 生物中提取，B正确：限制性内切核酸酶具有酶的特 性，其活性受温度和pH等因素的影响，C正确；限制 性内切核酸酶具有专一性，只能识别一种特定的脱氧核 苷酸序列，D正确。 4.A【解析】限制酶和DNA连接酶作用的部位都 是磷酸二酯键，其中限制酶能将磷酸二酯键切断，而 DNA连接酶能将磷酸二酯键连接起来，A正确；图中只 有①④是同一种限制酶切割形成的，因此①-~④DNA片 段是由3种限制酶切割后产生的，B错误；由于①④具 有相同的黏性末端，所以能用DNA连接酶连接起来， 形成重组DNA分子，C错误；②片段是在酶切位点为 :GAATTCH CTTAAG 的限制酶作用下形成的，D错误。 49 高中生物学选择性必修3（人教版） 5.C【解析】a为磷酸二酯键，可被限制性内切核 酸酶切断，而限制性内切核酸酶简称为限制酶，又被称 为“分子手术刀”，A错误；a为磷酸二酯键，可被 DNA连接酶连接起来，而DNA连接酶称为分子缝合 针，DNA聚合酶不是基因工程的工具酶，B、D错误； RNA聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列（启动 子)与DNA分子结合，催化转录过程，C正确。 6.C【解析】猪是哺乳动物，其血细胞中主要是红 细胞，成熟红细胞无细胞核，不能提取DNA,一般用 鸡血提取，A错误；DNA在2molL的氯化钠溶液中 溶解度较高，在裂解液中加入NaC溶液并调至2mol/L, 不能析出DNA,B错误：利用DNA不溶于酒精，但 细胞中的其他物质可溶于酒精的特点，可将冷却过的 酒精加人DNA溶液中以降低DNA在其中的溶解 度，C正确；DNA遇二苯胺呈蓝色，需进行沸水浴， D错误。 7.B【解析】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核。 不能用猪血做DNA提取的实验，A错误；提取DNA 时，加入等体积的体积分数为95%的冷酒精，可以提取 出DNA,利用了DNA不溶于酒精的原理，B正确；提 纯时在滤液中加人与滤液体积相等、冷却的酒精溶液后 会出现白色丝状物DNA,但是加人2mol/L的NaCI溶 液，会使DNA溶于NaCI中，C错误；DNA鉴定时可 通过两支试管都加入二苯胺试剂后，比较两支试管溶 液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝，D 错误。 提升练习 1.BCD【解析】大肠杆菌一般不作为外源基因送入 受体细胞的载体，A错误；常用的载体有质粒、噬菌体 的衍生物、动植物病毒等，基因工程中所用的载体是在 天然载体的基础上改造的，B、C、D正确。 2.AC【解析】限制性核酸内切酶和DNA连接酶是 基因工程的工具酶，A正确：DNA连接酶只能催化具有 互补黏性末端或平末端的DNA片段之间形成磷酸二酯 键，B错误；质粒上必须有标记基因才可作为载体，便 于筛选含有目的基因的受体细胞，C正确；限制性内切 核酸酶的作用是不切割自身DNA分子，只切割外源 DNA,以保护自身DNA的安全，D错误。 3.ABD【解析】据图分析可知，限制酶3和4不能 识别并切割含有GTAC序列的DNA片段，A错误； 据图可知，限制酶1和3切割出的黏性末端相同，均为 -GATC,黏性末端上的碱基能互补配对，B错误；据图 可知，限制酶3和4识别的序列都是由6个脱氧核苷酸 对组成的，C正确：限制酶2和4切割出的末端分别 是黏性末端和平末端，不能由T4DNA连接酶拼接，D 50 错误。 4.(1)蛋白质氨基酸(2)GAATTC专一 (3)中轴线E.coli DNA连接酶或T4DNA连接酶 (4)切割外来DNA,起到防御作用 【解析】(1)EcoR I限制酶和SmaI限制酶的化学 本质是蛋白质，蛋白质是生物大分子，其单体是氨 基酸。(2)分析题图1可知，EcoR I限制酶识别的碱 基序列是GAATTC,SmaI限制酶的识别序列是 CCCGGG,EcoR I限制酶和SmaI限制酶的识别序列不 相同，说明限制酶具有专一性。(3)由图2可知，当 限制酶在它识别序列的中轴线切开时，产生的末端是平 末端：DNA连接酶可以连接两个DNA片段，要将图1 中的末端再连接起来，需要用E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶。(4)1970年，科学家在细菌中发现了第 一个限制酶，而在该细菌中没有此限制酶的识别序列， 推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是切割外来 DNA,起到防御作用。 。"第2节基因工程的基本操作程序 基础练习 1.C【解析】限制酶只能专一地切割DNA,而烟草 花叶病毒的核酸是RNA,所以不可用限制酶切割烟草 花叶病毒的核酸，A错误；不同的限制酶可能选择一样 的DNA特定序列处进行切割，也能切出相同的黏性末 端，所以并不是必须用相同的限制酶处理目的基因和载 体，B错误；DNA连接酶连接具有相同末端的DNA片 段形成磷酸二酯键，C正确；载体上必须有标记基因， 用于检测目的基因是否导入受体细胞从而进行筛选，D 错误。 2.B【解析】需要耐高温的DNA聚合酶，但不需要 解旋酶，A错误：用PCR方法扩增目的基因时，只要知 道目的基因前后的序列用以设计引物就可以，不必知道 基因的全部序列，B正确；95℃时DNA的氢键断开， 两条链解开螺旋，C错误；两引物分别与DNA的两条 互补单链结合，是子链延伸的起点，其引物间碱基序列 不能互补配对，否则会形成引物二聚体，不能有效扩增 目的基因，D错误。 3.B【解析】PCR技术要求两种引物分别和目的基 因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链，故所用的 引物组成为图乙中引物甲和引物丙，A正确；构建基因 表达载体时至少保留一个标记基因的完整，便于目的基 因的检测和筛选，图甲中BamH I同时切割两种标记基 因，不能选用BamH I剪切，B错误；图乙中目的基因 左侧只能选BclI，而质粒上没有目的基因右侧Samu3AI 的切点，两者都有HidⅢ的切点，为了防止目的基因