3.1 重组DNA技术的基本工具同步练习-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

高中生物（人教版） 选择性必修3 分层作业 3.1 重组DNA技术的基本工具 [分值：100分] 第1～10题，每题7分，共70分。 【基础巩固】 1．玉米的PEPC酶固定CO2的能力较水稻的强60倍。我国科学家正致力于将玉米的PEPC基因导入水稻中，以提高水稻产量。下列有关该应用技术的叙述，不正确的是(　　) A．该技术是在DNA水平上进行设计和施工的 B．该技术的操作环境是生物体内 C．该技术的原理是基因重组 D．该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型 2．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．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 3．据图所示，下列有关工具酶功能的叙述，不正确的是(　　) A．限制性内切核酸酶可以切断a处 B．DNA聚合酶可以连接a处 C．解旋酶可以使b处解开 D．DNA连接酶可以连接c处 4．(2025·珠海高二期末)如图所示，两个核酸片段在适宜条件下，经过X酶的催化作用，发生下列变化。下列相关叙述正确的是(　　) A．X酶是DNA聚合酶 B．X酶可以从大肠杆菌中分离得到 C．X酶能催化氢键的形成 D．X酶催化游离的核苷酸合成DNA单链 5．限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列有关说法正确的是(　　) A．DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键 B．限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸 C．E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远高于T4 DNA连接酶 D．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA 6．(2025·徐州高二期中)基因工程中需使用多种工具酶，几种限制酶的切割位点如图所示。下列说法正确的是(　　) A．限制酶能识别特定的核苷酸序列，有专一性，不同的限制酶切割不能产生相同的黏性末端 B．DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的形成 C．限制酶EcoRⅠ进行一次切割，会切断2个磷酸二酯键，形成1个游离的5′端 D．若两种限制酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA连接酶相互连接 7．(2025·济南高二月考)根据噬菌体和宿主的关系，可将噬菌体分为两类：一类噬菌体在宿主细胞内迅速增殖，产生许多子代噬菌体，并最终使宿主细胞破裂，这类噬菌体被称为烈性噬菌体；另一类噬菌体感染宿主后不立即增殖，而是将其核酸整合到宿主的拟核DNA中，随宿主核酸的复制而复制，这类噬菌体被称作温和噬菌体。下列叙述错误的是(　　) A．T2噬菌体属于烈性噬菌体，侵染宿主后会使宿主细胞裂解 B．烈性噬菌体的衣壳蛋白在宿主细胞中合成，受宿主DNA控制 C．温和噬菌体的DNA插入宿主细胞拟核DNA中发生了基因重组 D．根据温和噬菌体的特性，可将其作为基因工程中目的基因的载体 8．(2024·兰州高二期中)作为基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件与其理由对应错误的是(　　) A．能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因 B．具有一个至多个限制酶切割位点，以便于目的基因的插入 C．具有某些标记基因，以便目的基因能够准确定位与其结合 D．对宿主细胞无伤害，以免影响宿主细胞的正常生命活动 【综合练习】 9．(2024·绵阳高二期末)目的基因与质粒连接，导入大肠杆菌，构成基因文库。某同学提取到一份目的基因(两端有SpeⅠ、XbaⅠ识别位点)，计划连接到质粒上。下列分析正确的是(　　) SpeⅠ识别位点 5′－A↓CTAGT－3′ 3′－TGATC↑A－5′ XbaⅠ识别位点 5′－T↓CTAGA－3′ 3′－AGATC↑T－5′ 质粒DNA片段碱基序列 5′－ATTGATCACATCTAGATAC－3′ 3′－TAACTAGTGTAGATCTATG－5′ A.两种限制酶在5′－CTAG－3′处断开氢键，产生相同的黏性末端 B．质粒DNA片段有SpeⅠ识别位点和XbaⅠ识别位点各1处 C．可用T4 DNA连接酶连接经限制酶处理过的目的基因和质粒 D．连接好的重组DNA可以用SpeⅠ或XbaⅠ再次切割出目的基因 10．(2025·泰州高二期末)回文序列是一段特定的核苷酸片段，其特点是一条核苷酸链与其互补链从5′端到3′端的碱基序列相同。短回文序列往往是限制酶的识别位点，下列叙述正确的是(　　) A．回文序列中(A＋T)的数目与(C＋G)的数目相等 B．回文序列可能会存在于质粒中 C．限制酶作用于回文序列的氢键 D．短回文序列均由6个核苷酸组成 11．(14分)(2024·张家口高二期中)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制酶EcoRⅠ识别的序列为—G↓AATTC—，经EcoRⅠ切割后产生的末端类型是______________。 (2)DNA连接酶和限制酶作用的部位都是位于图示中的______。若想将环状DNA分子的一段切割下来，需要破坏______个该化学键。 (3)限制酶不能切割原核细胞自身的DNA，试推测其原因是____________________________ ________________________________________________________________________， 不同生物的DNA分子能拼接起来的原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________(写出两点)。 (4)质粒携带目的基因进入受体细胞后能进行自我复制，是因为其具有______，此外质粒中标记基因的作用是___________________________________________________。 12．(16分)(2021·全国乙，38改编)用重组DNA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。 回答下列问题： (1)题图中______________酶产生的末端为黏性末端，______________酶产生的末端为平末端。 (2)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______________。常用的DNA连接酶有______________和______________，其中后者连接具有平末端的DNA片段的效率更高。 (3)重组DNA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______________________________________ 答案 1.答案　B 解析　由题意可知，该应用技术为基因工程，是在生物体外进行的操作，B错误。 2.答案　D 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，相同的密码子决定相同的氨基酸，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。 3.答案　D 解析　限制酶可以切断脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，即a处，A正确；DNA聚合酶可以连接脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，即a处，B正确；解旋酶可以使氢键断裂，即b处，C正确；DNA连接酶可以连接DNA片段形成磷酸二酯键，即a处，D错误。 4.答案　B 解析　分析题图可知，X酶能将DNA片段连接起来，是DNA连接酶，能催化磷酸二酯键的形成，A、C错误；X酶是DNA连接酶，而催化游离的核苷酸合成DNA单链的酶为DNA聚合酶，D错误。 5.答案　B 解析　DNA连接酶连接的是两个DNA片段，A错误；限制酶只能切割DNA分子，烟草花叶病毒的核酸是RNA，限制酶不能切割，B正确；E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶，C错误；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是不会剪切自身的DNA，D错误。 6.答案　B 解析　不同的限制酶也可能形成相同的黏性末端，A错误；一个限制酶切割一次，会有2个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，有2个游离的5′端，C错误；若两种限制酶的识别序列相同，但由于切割位点可能不同，切割形成的末端可能不同，不一定能通过DNA连接酶相互连接，D错误。 7.答案　B 解析　烈性噬菌体的衣壳蛋白在宿主细胞中合成，受烈性噬菌体自身遗传物质的控制，B错误。 8.答案　C 解析　载体必须具有某些标记基因，便于重组DNA分子的筛选，C错误。 9.答案　C 解析　由限制酶的识别序列和切割位点可知，两种限制酶在5′－CTAG－3′处断开磷酸二酯键，产生相同的黏性末端，A错误；由表可知，质粒DNA片段中有1处XbaⅠ的识别位点，但没有SpeⅠ的识别位点，B错误；SpeⅠ和XbaⅠ识别序列不同，但能切出相同的黏性末端，连接好的重组DNA不能再被SpeⅠ或XbaⅠ切割出目的基因，D错误。 10.答案　B 解析　回文序列是一段特定的核苷酸片段(两条链碱基互补)，回文序列中(A＋C)的数目与(T＋G)的数目相等，(A＋T)的数目与(C＋G)的数目不一定相等，A错误；短回文序列往往是限制酶的识别位点，质粒中可能存在限制酶的识别位点，B正确；限制酶作用于磷酸二酯键，C错误；短回文序列往往是限制酶的识别位点，可能由4、6、8个或其他数量的核苷酸组成，D错误。 11.答案　(1)黏性末端　(2)②　4　(3)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　DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸；双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构　(4)复制原点　便于重组DNA分子的筛选 12.答案　(1)EcoRⅠ、PstⅠ　SmaⅠ、EcoRⅤ　 (2)磷酸二酯键　E．coli DNA连接酶　T4 DNA连接酶　(3)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 解析　(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端。(2)DNA连接酶将两个DNA片段连接，形成磷酸二酯键。常用的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，这两类酶都能将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，但E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶。(3)质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因工程中的载体，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，便于外源DNA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。 1 学科网（北京）股份有限公司 $