第3章 第1节 重组 DNA 技术的基本工具-【成才之路·练案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步新课程学习指导(人教版)

【解析】(1)对供体母牛的要求是遗传性状优良和生产能力 强的个体，胚胎移植时，供、受体母牛必须处在相同的发情期， 然后用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理。(2)对胚 胎进行质量检查时，胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段。(3)⑤ 过程产生的犊牛的遗传物质并不是来源于⑥，所以它们的遗 传物质不相同，而且移入的胚胎在孕育过程中的遗传特性不 发生变化。 练案[12] 学业考达标练 1.B一种限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并 在特定位点上切割DNA分子，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。 2.ADNA连接酶连接的是两条DNA链上的磷酸和脱氧核糖， 形成磷酸二酯键，不需要识别特定的脱氧核苷酸序列，A正 确，D错误：DNA连接酶可以连接互补的黏性末端两条链主链 上的磷酸和脱氧核糖，所以一种DNA连接酶可以连接多种黏 性末端，B错误；DNA连接酶连接的是两个DNA片段，DNA聚 合酶是将单个脱氧核苷酸加到某个DNA链末端，形成磷酸 酯键，C错误。 3.A质粒为小型环状DNA分子，不仅存在于细菌中，也存在于 某些真核生物中，但病毒中没有质粒，A错误；质粒作为载体 时，应具有标记基因和一个至多个限制酶切割位点，B正确： 质粒为小型环状DNA分子，存在于细胞核或拟核外的细胞质 基质中，C正确；质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主 细胞内复制，D正确 4.B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一起析 出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。 5.D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，A正确：工具酶（限制酶和DNA连接酶） 和载体的发现使基因工程的实施成为可能，B正确：遗传密码 的破译为基因的分离和合成提供了理论依据，与基因工程直 接相关，C正确；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，实现物种间的基因交流，D 错误。 6.D图中①④是同一种限制酶切割形成的，因此以上DNA片 段是由3种限制酶切割后产生的，A错误；②片段是在识别序 列为GAATTC 的限制酶作用下形成的，B错误：①④连接形成 CTTAAG 重组DNA分子需要的是DNA连接酶，C错误。 7.CE.coli DNA连接酶能连接黏性末端而T4DNA连接酶能 连接具有相同黏性末端的DNA片段和具有平末端的DNA片 段，但T4DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率低 于T4DNA连接酶连接黏性末端的能力。DNA连接酶能使两 个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 8.(1)4质粒载体一质粒载体连接物目的基因一目的基因连 接物质粒载体一目的基因连接物 (2)EcoR I Sma I 【解析】(1)含目的基因的DNA分子上含有2个EcoR I和1 个PstI的酶切位点，3个切点全部切开，则形成4种DNA片 段。质粒与含目的基因的DNA片段都用EcoR I酶切，目的基 因两端和质粒载体切口处的黏性末端相同，只考虑两个DNA 2 片段相连，则会形成3种连接产物，即质粒载体与质粒载体相 连、质粒载体与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。 (2)为了防止任意连接，可选用EcoR I和SmaI两种酶同时 切割。 选择考提升练 1.D该题的关键词是“最终目的”，A、B、C三项都是基因工程 的技术手段，这些手段的目的是定向改造生物的遗传性状，故 选D。 2.A①细菌能在含氨苄青毒素和四环素的培养基上生长，说明 氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因没有被破坏，所以插 入点是c:②细菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能 在含四环素的培养基上生长，说明其氨苄青霉素抗性基因正 常而四环素抗性基因被破坏，故插入点为b:③细菌不能在含 氨苄青霉素的培养基上生长，能在含四环素的培养基上生长， 说明其氨苄青霉素抗性基因被外源基因插人而破坏，故插入 点为a。 3.C插人的目的基因破坏了lacZ基因，不能合成将无色染料 X-gl变成蓝色的酶，但没有破坏氨苄青霉素抗性基因，能在 含氨苄青毒素和无色染料X-gl的培养基中生存且不会将无 色染料变成蓝色的菌落即含有目的基因的大肠杆菌。 4.D由于Y表示C或T,R表示A或G,说明一种限制酶能识 别一种或多种特定的脱氧核苷酸序列，A错误；限制酶的切割 位点不一定在识别序列的内部，如Sau3AI,B错误；由表可 知，BamH I和Sau3AI切割后形成的黏性末端相同，说明不 同限制酶切割后可形成相同的黏性末端，C错误；限制酶切割 后可形成平末端，如SamI,D正确。 5.B家兔属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞 核，不能用于DNA的粗提取，A错误；DNA含量高并且材料易 得的生物都可以作为提取DNA的材料，所以菠菜也可以作为 提取DNA的材料，C错误；鉴定DNA时，将丝状物溶于2mol/L 的NaCl溶液后加入二苯胺试剂，进行沸水浴，冷却后溶液呈 蓝色，D错误。 6.D梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制，克 里克提出中心法则，D错误。 7.ADNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度较大，将白色丝状 物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，离心后应保 留上清液，B错误：将洋葱置于清水中，由于细胞壁的支持和 保护作用，植物细胞不会吸水涨破，C错误；鉴定DNA时，将 丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加人二苯胺试剂，混匀 后置于沸水中加热，冷却后会出现蓝色，D错误。 8.(1)重组DNA分子的鉴定和筛选（或鉴别目的基因是否导人 受体细胞) (2) -G AATTC-目的基因G AATTC- -CTTAA G—…CTTAA G (3)磷酸二酯两种限制酶(BamH I和BglⅡ)切割得到的黏 性末端相同 (4)能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素pBR322质粒 【解析】(1)构建人工质粒时要有抗性基因作为标记基因， 用于重组DNA分子的鉴定和筛选或便于鉴别目的基因是否 导入受体细胞。(2)EcoR I只能识别核酸序列一GAATTC一， 并只能在G与A之间切割。根据限制酶的识别序列和切割 位点进行解答。(3)DNA连接酶的作用是恢复磷酸二酯键； 由题干分析可知，两种限制酶(BamH I和BglⅡ)切割得到的 黏性末端相同，这样才能进行相应的碱基互补配对。(4)与图 三空圈相对应的图二中的菌落表型是能抗氨苄青霉素，但不 能抗四环素；图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是能抗氨苄 青霉素和四环素的人工质粒，即pBR322质粒。 50练案[12] 第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具 学业考达标练 5.下列有关基因工程诞生的说法，错误的是 一、选择题 () A.基因工程是在生物化学、分子生物学和微 1.下列有关基因工程中限制酶的描述，正确的是 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 A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切 为可能 割质粒，因此不具备专一性 C.遗传密码的破译为基因的分离和合成提供 B.限制酶只能识别和切割DNA,不能识 了理论依据 别RNA D.基因工程必须在同物种间进行 C.限制酶与DNA连接酶的作用部位不相同 6.以下是几种不同限制酶切割DNA分子后形成 D.限制酶只能从原核生物中提取 的部分片段。下列叙述正确的是 () 2.下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是 ①.CTGCA②…G ③.TG④…G …G …CTTAA …AC ..-CTCCA A.DNA连接酶不需要识别特定的脱氧核苷酸 A.以上DNA片段是由4种限制酶切割后产 序列 生的 B.一种DNA连接酶只能连接一种黏性末端 B.②片段是在识别序列为CAATT C.将单个脱氧核苷酸加到某DNA片段末端， CTAA的限制酶作 用下形成的 形成磷酸二酯键 C.①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可 D.连接两条DNA链上碱基之间的氢键 形成重组DNA分子 3.质粒是基因工程最常用的载体，下列有关质粒 D.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸 的说法错误的是 二酯键 A.质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有 7.下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是 B.质粒作为载体时，应具有标记基因和一个 至多个限制酶切割位点 A.T4DNA连接酶只能将双链DNA片段互补 C.质粒为小型环状DNA分子，存在于细胞核 的黏性末端之间连接起来 或拟核（区）外的细胞质基质中 B.E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA D.质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿 片段的效率高于T4DNA连接酶 主细胞内复制 C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核 4.(2022·山东等级考)关于“DNA的粗提取与 苷酸之间的磷酸二酯键 鉴定”实验，下列说法错误的是 ( D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双 A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了 链延伸 防止DNA降解 二、非选择题 B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 8.根据图表的内容回答下列问题。 C.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现 Sma I EcoR I Pst I Sma I EcoR】 蓝色 质粒载体 EcoR 控制多肽链合 D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质 成的DNA片段 191 几种限制酶的识别序列及其切割位点 细菌在含氨苄青霉素的 细菌在含四环素的培 限制酶 Sma I EcoR I Pst I 培养基上的生长状况 养基上的生长状况 ① 能生长 能生长 切割 CCCGGC GAATTC CTGCAG ② 能生长 不能生长 位点 GGGCCC CTTAAG GACGTC 个 ③ 不能生长 能生长 (1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点 A.①是c:②是b:③是a 完全切开，采用EcoR I和PstI酶切含有 B.①是a和b;②是a:③是b 目的基因的DNA,能得到 种DNA C.①是a和b:②是b:③是a 片段。如果将质粒载体和含目的基因的 D.①是c;②是a;③是b DNA片段只用EcoR I酶切，酶切产物再3.在基因工程中，筛选含有目的基因的受体细胞 加入DNA连接酶，其中由两个DNA片段 过程特别重要。图中pUC18是一种常用质 之间连接形成的产物有 粒，其中ori为复制原点，AmpR为氨苄青霉素 抗性基因，lacZ基因能合成某种酶，该酶能将 无色染料X-gal变成蓝色。已知目的基因插入 的位置如图所示，为快速筛选出获得目的基因 (2)为了防止目的基因和质粒载体酶切后的 的大肠杆菌，平板培养基内除了大肠杆菌生长 末端任意连接，酶切时应该选用的酶是 所必需的营养物质和琼脂，还必须加入 选择考提升练 目的基因 一、选择题 lacZ 1.科学家经过多年的努力，创立了一种新兴生物 pUCI8ri 技术—基因工程。实施该工程的最终目的 Amp 是 ( A.氨苄青霉素 A.定向提取生物体的DNA分子 B.无色染料X-gal B.定向地对DNA分子进行人工“剪切” C.氨苄青霉素和无色染料X-gal C.在生物体外对DNA分子进行改造 D.定向地改造生物的遗传性状 D.氨苄青霉素或无色染料X-gl 2.某细菌质粒如图所示，通过标记基因可以推知 4.如表为常用的限制酶及其识别序列和切割位 外源基因插入的位置，图示中的a、b、c是外源 点，据表分析以下说法正确的是 ( ) 基因插入位置，请根据表中提供的细菌生长情 限制酶 BamH I EcoR I HindⅡ 况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插 识别序列和 切割位点 GGATCC GAATTC GTYRAC 入点，正确的一组是 限制酶 Kpn I Sau3A I Sma I 识别序列和 切割位点 GGTACO GATC CCCGGG ■氨苄青霉素抗性基因 ☐四环素抗性基因 注：Y表示C或T,R表示A或G。 192 A.一种限制酶只能识别一种脱氧核苷酸序列 Amp氨苄青霉 B.限制酶的切割位点一定位于识别序列的 素抗性基因 内部 Tetr四环素抗 EcoR I 性基因 C.不同限制酶切割后形成的黏性末端均不同 BamH I 图二 Amp' pBR322 Tet D.限制酶切割后形成的不一定都是黏性末端 5.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙 复制原点 述，正确的是 图一 图三 A.用蒸馏水使家兔的红细胞涨破，可获取富 4 (1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便 含DNA的滤液 B.DNA不溶于95%的冷酒精，但溶于2mol/L 的NaCl溶液 (2)pBR322分子中有单个EcoR I限制酶作用 C.新鲜的洋葱和猪肝可作为实验材料提取 位，点，EcoR I只能识别序列一GAATTC-一， DNA,而菠菜不能用于提取DNA 并只能在G与A之间切割。若在某目的 D.鉴定DNA时，应将丝状物直接加入二苯胺 基因的两侧各有1个EcoR I的切点，请画 试剂中并进行沸水浴 出目的基因两侧被限制酶EcoR I切割后 6.下列关于转基因技术的叙述，错误的是 所形成的黏性末端： A.能将不同物种优良性状集中到一起，定向 (3)pBR322分子中另有单个的BamH I限制 地改造生物的遗传性状 酶作用位点，现将经BamH I处理后的质 B.所有生物共用一套遗传密码是基因工程能 粒与用另一种限制酶BgⅡ处理得到的目 够最终成功的重要前提 的基因，通过DNA连接酶的作用恢复 C.艾弗里等人通过实验证明遗传物质是DNA 键，成功地获得了重组质粒，这 可以说是基因工程的先导 说明 D.沃森、克里克解开了DNA复制、转录和翻译 过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向 7.下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的 是 ( (4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无 A.取材时可选用鸡血、洋葱、香蕉等富含DNA Amp和Tet的大肠杆菌，将大肠杆菌在含 的材料进行实验 氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二 B.将白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液 的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使 中，离心后弃去上清液 绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环 C.可将洋葱置于清水中，细胞吸水破裂后将 素的培养基上培养，得到如图三的结果 DNA释放出来 D.鉴定DNA时，将丝状物溶于2mol/L的 (空圈表示与图二对照无菌落的位置)。 NaCl溶液中，再加入二苯胺即呈蓝色 与图三空圈相对应的图二中的菌落表型 二、非选择题 8.目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然 细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工 图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是 质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其 主要结构如图一所示。 —193