3.1重组DNA技术的基本工具（分层作业）生物人教版选择性必修3

3．1  重组DNA技术的基本工具（分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：20min） 知识点1 基因工程的概念及理论基础 1．下列叙述符合基因工程概念的是(　　) A.在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，赋予生物新的遗传特性 B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的大肠杆菌菌株 C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细菌DNA上 【答案】B  【解析】A、基因工程是在生物体外将DNA进行重组形成重组DNA分子，然后导入受体细胞，赋予生物新的遗传特性，A不符合题意； B、将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株，这是基因工程技术的应用，B符合题意； C、用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株，这是诱变育种，与基因工程无关，C不符合题意； D、基因工程是按照人们的意愿，对生物进行的定向改造，而自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细菌DNA上，不符合基因工程的概念，D不符合题意。 故选B。 2.不同生物之间能进行转基因并能获得基因产物，其理论依据不包含(　　) A．这些生物的DNA分子的空间结构和化学成分一致 B．这些生物的DNA分子都遵循碱基互补配对原则 C．这些生物在基因表达时共用一套遗传密码 D．这些生物的基因结构都是相同的 【答案】D 【解析】不同生物的DNA分子的空间结构和化学成分相同，因此不同生物的基因能连接在一起；不同生物的DNA分子都遵循碱基互补配对原则，因此具有相同黏性末端的基因能连接起来；自然界所有生物共用一套遗传密码，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达；真核生物和原核生物的基因结构不同。 故选D。 3．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。下列哪些成果为基因工程的诞生奠定了基础（    ） ①科学家完成人类基因组的测序工作 ②穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术 ③科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达 ④肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移 A． ①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】D 【解析】①、科学家完成人类基因组的测序工作是在基因工程之后，①错误； ②、穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术也是在基因工程问世之后，②错误； ③、科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达，为基因工程奠定基础，③正确； ④、肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移，让重组DNA成为可能，④正确。 故选D。 知识点2 重组DNA技术的基本工具 4.限制酶和DNA连接酶是基因工程中常用的工具酶。下列关于这两类酶的叙述，错误的是（　　） A．限制酶主要从原核生物中分离获得 B．不同限制酶切割DNA产生的末端可能相同 C．DNA连接酶能将两个DNA片段通过磷酸二酯键连接 D．E.coli DNA连接酶可连接黏性末端，不可连接平末端 【答案】D 【解析】 A、限制酶主要从原核生物中分离获得，这是因为原核生物需要通过限制酶抵御外来DNA的入侵，A正确； B、不同限制酶切割DNA产生的末端可能相同，比如同尾酶切割后产生相同的黏性末端，B正确； C、DNA连接酶的作用是催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，从而将片段连接起来，C正确； D、E.coli DNA连接酶既可连接黏性末端，也可连接平末端，只是连接平末端的效率较低，D错误。 故选D。 5．T4噬菌体基因编码的T4DNA连接酶，可连接具有黏性末端和平末端的DNA分子，下列有关T4DNA连接酶的叙述正确的是（　　） A．组成元素为C、H、O、N、P B．在T4噬菌体的核糖体上合成 C．能连接黏性末端和平末端，不具有专一性 D．可降低DNA分子间形成磷酸二酯键所需的活化能 【答案】D  【解析】A、T4DNA连接酶的本质为蛋白质，蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，多数不含P元素，A错误； B、T4噬菌体属于病毒，无细胞结构，不含有核糖体，B错误； C、酶的专一性指一种酶可催化一种或一类化学反应，T4DNA连接酶只能催化DNA片段间磷酸二酯键的形成，虽然可连接两类末端，仍具有专一性，C错误； D、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，DNA连接酶的功能是催化DNA片段间形成磷酸二酯键，因此可降低该反应的活化能，D正确。 故选D。 6． DNA连接酶是基因工程中最常用的工具酶。下列箭头指向处属于DNA连接酶正确连接位点的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C  【解析】DNA连接酶的作用是将限制酶切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，单链DNA中，5′端存在游离的磷酸基团(P)，3′端存在-OH，两个DNA片段之间的磷酸基团(P)和-OH在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键，ABD错误，C正确。 故选C。 7.下列关于基因工程基本工具的叙述，正确的是（　　） A．限制酶只能特异性地识别6个核苷酸序列 B．限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团 C．用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因，便于重组DNA分子的筛选 D．DNA连接酶能连接双链DNA片段互补的黏性末端或平末端，从而恢复被限制酶切开的氢键 【答案】B 【解析】A、大多数限制酶能特异性地识别6个核苷酸序列，A错误； B、限制酶切割双链DNA时，会在两条链上各断开一个磷酸二酯键，共断开2个，每个切口产生1个游离的磷酸基团，总计2个，B正确； C、质粒作为运载体需携带标记基因（如抗生素抗性基因），而非“抗生素合成基因”，C错误； D、DNA连接酶的作用是连接磷酸二酯键，而非恢复氢键。氢键的恢复依赖碱基互补配对，D错误。 故选B。 8.DNA重组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。在此过程中需要使用多种工具酶。下列相关叙述正确的是（    ） A．限制性内切核酸酶主要是从病毒中分离纯化而来 B．限制酶需识别特定的DNA序列后才能对DNA进行切割 C．被SmaⅠ酶切割后的DNA不能用T4 DNA连接酶连接 D．DNA连接酶可以将游离的单个脱氧核苷酸连接成双链结构 【答案】B  【解析】A、限制性内切核酸酶主要是从原核生物中分离纯化而来，A错误； B、限制性内切核酸酶需要识别特定的核苷酸序列进行切割，B正确； C、被SamⅠ酶切割后的DNA片段为平末端，T4 DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端，C错误； D、DNA连接酶可以将DNA片段连接成双链结构，对游离的单个脱氧核苷酸进行连接的是DNA聚合酶，D错误。 故选B。 9．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。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能识别特定核苷酸序列 B．用限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割后产生的均为黏性末端 C．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氢键 D．该技术中所用的质粒载体常有特殊的标记基因便于重组DNA分子的筛选 【答案】C  【解析】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能识别特定核苷酸序列，A正确； B、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，B正确； C、DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，使得目的基因和质粒相连，C错误； D、该技术中所用的质粒载体常有特殊的标记基因便于重组DNA分子的筛选，即可用于筛选含有重组DNA的受体细胞，D正确。 故选C。 10.下表为几种限制酶的识别序列及其切割位点。下列叙述正确的是（　　） 限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名 识别序列和切割位点 BamH I 5'-G↓GATCC-3' Sau3A I 5'-↓GATC-3' Alu I 5'-AG↓CT-3' Sma I 5'-CCC↓GGG-3' Hind Ⅱ 5'-GTY↓RAC-3' 注：Y为C或T，R为A或G。 A．Hind Ⅱ能识别GTTAAC序列，也能识别GTCGAC序列 B．Alu I和Sma I切割后的序列不能通过T4DNA连接酶相连 C．BamH I和Sau3A I两种限制酶可识别相同的序列但切割后形成不同的黏性末端 D．Alu I和Sau3A I破坏的都是识别序列中心轴线处的磷酸二酯键，因而形成平末端 【答案】A  【解析】A、Hind Ⅱ 的识别序列为 5'-GTY↓RAC-3'，其中Y为C或T，R为 A或G。GTTAAC中Y=T、R=A，GTCGAC 中 Y=C、R=G，因此 Hind Ⅱ 能识别这两种序列，A正确； B、Alu Ⅰ（切割后形成平末端）和 Sma Ⅰ（切割后形成平末端）切割后的序列可通过 T4DNA 连接酶相连，T4DNA 连接酶可连接平末端和黏性末端，B错误； C、BamH Ⅰ 识别序列为 5'-G↓GATCC-3'，Sau3A Ⅰ 识别序列为 5'-↓GATC-3'，二者识别序列不同，但切割后可形成互补的黏性末端，C错误； D、Alu Ⅰ 切割识别序列中心轴线处的磷酸二酯键，形成平末端；Sau3A Ⅰ 切割后形成黏性末端，并非平末端，D错误。故选A。 知识点3 DNA的粗提取与鉴定 11.某同学利用洋葱为实验材料，进行DNA粗提取和鉴定实验。下列有关叙述正确的是（　　） A．该同学也可选择猪血细胞为实验材料提取 DNA，但方法可能有所不同 B．向含有 DNA 的粗提取液中加入预冷的体积分数为95%的酒精后，出现的白色丝状物为粗提取的 DNA C．将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于沉淀中 D．鉴定 DNA时，需将DNA溶解在2mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后观察颜色变化 【答案】B  【解析】 A、猪属于哺乳动物，其成熟的红细胞无细胞核和众多细胞器，几乎不含DNA，无法作为提取DNA的实验材料，A错误； B、DNA不溶于预冷的体积分数为95%的酒精，而细胞中多数蛋白质等杂质可溶于该浓度酒精，因此加入酒精后析出的白色丝状物即为粗提取的DNA，B正确； C、洋葱研磨过滤后，DNA溶解在滤液中，4℃静置时不溶性杂质发生沉淀，DNA仍存在于上清液中，C错误； D、鉴定DNA时，加入二苯胺试剂后需要进行沸水浴加热，待冷却后才能观察到蓝色反应，D错误。 故选B。 12.科研人员对某植物叶片DNA进行粗提取与鉴定，采用不同的去杂质操作后，先用相关方法检测DNA情况，再用二苯胺试剂鉴定。下列叙述错误的是（    ） A．DNA鉴定时的沸水浴条件会使DNA部分磷酸二酯键受到破坏 B．用蛋白酶处理叶片研磨液，可去除部分蛋白质杂质，提高DNA纯度 C．不同去杂质操作得到的DNA纯度可能存在差异 D．DNA溶液与二苯胺试剂混合后经沸水浴加热，冷却能观察到蓝色现象 【答案】A 【解析】 A、沸水浴条件下只会使DNA双链间的氢键断裂发生解旋，不会破坏磷酸二酯键，A错误； B、酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质水解，不会分解DNA，因此用蛋白酶处理叶片研磨液可去除部分蛋白质杂质，提高DNA纯度，B正确； C、不同去杂质操作的原理、可去除的杂质种类存在差异，因此最终得到的DNA纯度可能存在不同，C正确； D、DNA与二苯胺试剂混合后，经沸水浴加热再冷却，可观察到溶液呈现蓝色，这是DNA鉴定的特征现象，D正确。 故选A。 13.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的分析，正确的是（    ） A．可选择半成熟的红细胞作为提取细胞中DNA的材料 B．研磨液在4℃下静置，主要目的是降低DNA分子的溶解度 C．在上清液中加入预冷酒精后轻缓搅拌，可避免DNA分子的断裂 D．用二苯胺试剂对粗提取的DNA进行鉴定时无需设置对照实验 【答案】C 【解析】A、提取DNA需要选择DNA含量丰富的细胞，哺乳动物半成熟红细胞已失去细胞核，几乎不含DNA，不适宜作为提取DNA的材料，A错误； B、研磨液在4℃下静置的主要目的是降低DNA酶的活性，防止DNA被降解，同时使杂质沉淀，并非降低DNA的溶解度，B错误； C、在上清液中加入预冷酒精后轻缓搅拌，可避免剧烈搅拌导致DNA分子断裂，便于收集到完整的DNA絮状物，C正确； D、用二苯胺试剂鉴定DNA时需要设置对照实验，可排除其他物质对实验结果的干扰，保证实验结论的科学性，D错误。 故选C。 14.某同学在进行香蕉DNA的粗提取与鉴定实验时，发现最终提取到的DNA总量极少。下列操作不属于该同学提取到的DNA总量极少的原因是（    ） A．所用的实验材料与实验器具都进行了高压灭菌处理 B．研磨液置于4℃冰箱冷却几分钟后，直接取上清液 C．向上清液中加入等体积预冷的体积分数为95%酒精溶液 D．用玻璃棒沿不同方向快速搅拌，使DNA析出形成丝状物老 【答案】C  【解析】A、所用实验材料与器具进行高压灭菌处理。高压灭菌会杀死材料中的细胞，导致细胞内的DNA无法释放出:来，从而使提取到的DNA总量极少，该操作属于原因； B、研磨液置于4°C冰箱冷却几分钟后直接取上清液。常操作中，研磨液冷却后需静置一段时间(或离心)，使细胞碎片等杂质沉淀，再取上清液。直接取上清液可能导致部分DNA随杂质沉淀，无法进入上清液，使提取量减少，该操作属于原因； C、向上清液中加入等体积预冷的体积分数为95%酒精溶液。DNA不溶于酒精，预冷的95%酒精是DNA析出的标准操作，可有效促进DNA沉淀，不会导致DNA总量极少，该操作不属于原因； D、用玻璃棒沿不同方向快速搅拌。正确操作应沿一个方向轻缓搅拌，以避免DNA分子断裂。不同方向快速搅拌会加剧DNA断裂，导致DNA无法形成丝状沉淀，提取量减少，该操作属于原因。 故选C。 15． 如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，下列相关叙述中，正确的是（    ）        A．该实验的正确操作顺序是③→①→②→④→⑤ B．用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近 C．⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA，可使用二苯胺试剂来鉴定，沸水浴冷却后，出现蓝色的试管组别是对照组 D．步骤①的目的是初步分离DNA与蛋白质，析出并获得DNA；步骤④中在2mol/L的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大 【答案】D  【解析】A、DNA的粗提取和鉴定步骤是：加入蒸馏水，破碎细胞→过滤，获取含DNA的滤液→去除滤液中杂质→DNA的析出→鉴定，因此图中表示正确的实验操作顺序是③→②→①→④→⑤，A错误； B、猪血红细胞中没有细胞核，提取不到DNA，用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量不相同，B错误； C、⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA，可使用二苯胺试剂来鉴定，沸水浴冷却后，出现蓝色的试管组别是实验组，C错误； D、步骤①的目的是析出并获得DNA，步骤④中在2mol/L的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大，D正确。 故选D。 （限时：10min） 一、选择题 1.某DNA上具有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的识别位点，该DNA经限制酶Ⅰ切割后得到1400bp（bp指DNA长度单位）的一个DNA片段，该DNA经限制酶Ⅱ切割后会得到长度分别为1000bp和400bp的两个片段，经限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ共同切割后会得到长度分别为600bp和400bp的片段。下列相关叙述错误的是（    ） A．大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 B．限制酶降低了磷酸二酯键断裂所需要的活化能 C．该DNA具有两个游离的磷酸基团 D．限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ在该DNA上的识别位点不同 【答案】C 【解析】A、大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数识别序列由4、5或8个核苷酸组成，A正确； B、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，限制酶切割DNA时断裂的是磷酸二酯键，因此其可降低磷酸二酯键断裂所需的活化能，B正确； C、若该DNA为线性DNA，仅含1个限制酶Ⅰ切割位点时，切割后会得到2个DNA片段，而题干中限制酶Ⅰ切割后仅得到1个1400bp的片段，说明该DNA为环状DNA，环状DNA不存在游离的磷酸基团，C错误； D、若限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的识别位点相同，则二者的切割位置一致，不会出现题干中单独切割和共同切割的结果差异，因此二者在该DNA上的识别位点不同，D正确。 故选C。 2.λ噬菌体为线性双链DNA病毒，每条DNA单链的5′端有一段黏性末端，结构如图所示。λ噬菌体侵入大肠杆菌后，其DNA会自动环化并进行复制。下列叙述错误的是（    ） A．上述环化、复制过程需要DNA连接酶和DNA聚合酶等的参与 B．λ噬菌体的遗传物质中（A+T）/（C+G）的值为1 C．推测大肠杆菌中存在限制酶，可以将λ噬菌体环状DNA切割出黏性末端 D．DNA复制后，新合成的两条子链的碱基序列互补 【答案】B  【解析】A、λ噬菌体线性DNA的黏性末端互补配对后，需要DNA连接酶催化形成磷酸二酯键，将缺口连接成环状DNA；DNA复制需要DNA聚合酶催化脱氧核苷酸聚合，同时还需要解旋酶等参与，A正确； B、DNA双链中A=T、C=G，但(A+T)与(C+G)的数量不一定相等，因此(A+T)/(C+G)的值不一定为1，该比值体现了不同 DNA分子的特异性，从图中序列也可看出，G、C含量明显高于A、T，故(A+T)/(C+G)<1，B错误； C、虽然λ噬菌体自身带有黏性末端用于环化，但在宿主细胞内，如果要将其重新线性化，可能需要宿主提供的限制性内切酶来识别特定序列并切割，产生黏性末端，C正确； D、由于DNA半保留复制，两个子代DNA分子中，各自的新链分别与各自的旧链互补，而两条新合成的子链之间也互为互补链，D正确。 故选B。 3． 微生物DNA分子中腺嘌呤会被甲基化酶修饰，腺嘌呤的甲基化会影响不同限制酶的切割情况，下表是腺嘌呤甲基化前后某些限制酶切割的情况。下列叙述错误的是（    ） 限制酶 识别序列 甲基化前 甲基化后 TaqⅠ 5'-T↓CGA-3' 切割 不切割 DpnⅠ 5'-GA↓TC-3' 不切割 切割 ClaⅠ 5'-AT↓CGAT-3' 切割 不切割 BamHⅠ 5'-G↓GATCC-3' 切割 切割 A．DNA腺嘌呤的甲基化并不会改变生物基因的碱基序列 B．限制酶ClaⅠ所识别的酶切位点，也能被限制酶TaqⅠ识别并切割 C．用表格中四种限制酶分别处理同一DNA片段，甲基化后可被切割的位点总数，不一定比甲基化前少 D．限制酶切割的特异性由其识别的碱基序列决定，与碱基修饰无关 【答案】D 【解析】A、DNA腺嘌呤的甲基化属于表观遗传修饰，仅在腺嘌呤分子上连接甲基基团，不会改变基因的碱基排列序列，A正确； B、限制酶ClaⅠ的识别序列为5'-ATCGAT-3'，该序列中包含TaqⅠ的识别序列5'-TCGA-3'，无甲基化修饰时该位点可被TaqⅠ识别并切割，B正确； C、若处理的DNA片段仅含DpnⅠ的识别位点，甲基化前DpnⅠ无法切割，甲基化后可正常切割，此时甲基化后可被切割的位点总数多于甲基化前，因此总数不一定比甲基化前少，C正确； D、由表格可知，TaqⅠ、DpnⅠ、ClaⅠ对相同碱基序列的切割情况随腺嘌呤甲基化发生改变，说明限制酶切割的特异性不仅和识别的碱基序列有关，也与碱基修饰有关，D错误 故选D。 4.下图分别表示某种质粒和含目的基因的DNA片段，利用相关工具酶将二者构建成基因表达载体并导入受体菌。几种可供使用的限制酶识别序列及其切割位点如下表所示。下列关于构建基因表达载体时限制酶的选择及其相关叙述，错误的是（　　） 　 限制酶识别序列及切割位点 EcoR Ⅰ 5'-G↓AATTC-3' BamH Ⅰ 5'-G↓GATCC-3' Bcl Ⅰ 5'-T↓GATCA-3' Sau3A Ⅰ 5'-↓GATC-3' Sma Ⅰ 5'-CCC↓GGG-3' A．若单独使用Sma Ⅰ，则目的基因表达的产物可能不相同 B．若单独使用Sma Ⅰ，则含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长 C．若选择BamH Ⅰ和Sma Ⅰ切割质粒，能在四环素培养基中生长的受体菌一定含有目的基因 D．若用EcoR Ⅰ和Bcl Ⅰ切割质粒，则需用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割含目的基因的DNA 【答案】C 【解析】A、若单独使用Sma Ⅰ，用同一种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA片段后，目的基因可能会反向连接到质粒上，因此目的基因表达的产物可能不相同，A正确； B、若单独使用Sma Ⅰ切割质粒和含目的基因的DNA片段，会破坏质粒上的氨苄青霉素抗性基因，使含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长，B正确； C、若选择BamH Ⅰ和Sma Ⅰ切割质粒和含目的基因的DNA片段，重组质粒上含有正常的四环素抗性基因：能在四环素培养基中生长的受体菌有可能获得了重组质粒，也有可能获得的是普通质粒，C错误； D、含目的基因的DNA片段上没有Bcl Ⅰ的识别序列，不能使用Bcl Ⅰ切割含目的基因的DNA片段，但Sau3A Ⅰ切割DNA后产生的黏性末端与Bcl Ⅰ相同，故若用EcoR Ⅰ和Bcl Ⅰ切割质粒，则需用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割含目的基因的DNA片段，D正确。 故选C。 5.研究人员选择分别在 20℃、-20℃条件下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤和DNA 鉴定结果如图1、图2所示。下列说法正确的是（　　） A．该实验常利用DNA在酒精中溶解度较大的特性来提取DNA B．“DNA的粗提取与鉴定”实验需要在无菌条件下进行 C．图1中，过滤后DNA主要存在于沉淀中，需用高浓度 NaCl溶液重新溶解 D．图2中，低温时蓝色深度更高，原因可能是低温抑制了酶的活性，DNA降解速率更慢 【答案】D 【解析】A、该实验提取DNA的原理是DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质可溶于酒精，利用该特性使DNA析出，A错误； B、“DNA的粗提取与鉴定”实验不需要无菌条件，B错误； C、研磨破碎细胞后，DNA释放后溶解在研磨液中，过滤后DNA主要存在于滤液中，C错误； D、二苯胺鉴定DNA时，蓝色深浅与DNA含量正相关；低温会抑制降解DNA的酶的活性，DNA降解速率更慢，最终提取得到的DNA更多，因此蓝色深度更高，D正确。 故选D。 二、非选择题 6.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题： (1)一个图1所示的质粒经SmaⅠ切割前后，分别含有________、________个游离的磷酸基团。 (2)要用图1中的质粒和图2中外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止__________________________________________________________。 (4)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入______________酶。 (5)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了____________________。 【答案】 (1) 0　 2 (2) SmaⅠ会破坏质粒的抗生素抗性基因和外源DNA中的目的基因 (3) 质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 (4) DNA连接 (5) 筛选含有目的基因的细胞　 【详解】 (1)质粒切割前的环状DNA分子，所有磷酸基团均参与形成磷酸二酯键，不含游离的磷酸基团。从图1可以看出质粒上只含有一个SmaⅠ的切割位点，因此切割后质粒变成线性DNA分子，含2个游离的磷酸基团。 (2)质粒中抗生素抗性基因为标记基因，由图可知标记基因和外源DNA的目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点，都可以被SmaⅠ破坏。 (3)只使用EcoRⅠ，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，会导致质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化。 (4)需要DNA连接酶催化质粒和目的基因连接，获得重组质粒。 (5)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是鉴别和筛选含有目的基因的细胞。 7.某生物兴趣小组开展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，剪碎后分成两组，一组置于、另一组置于条件下保存。 粗提取： 第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入研磨液，充分研磨，用两层纱布过滤，取滤液备用； 第二步：先向6只小烧杯中分别注入滤液，再加入体积分数为95%的酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上； 第三步：取6支试管，分别加入等量的质量浓度为溶液溶解上述絮状物。 检测：在上述试管中各加入二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。 材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄 （“”越多表示颜色越深） 分析上述实验过程，回答下列问题： (1)该探究性实验的课题名称是：__________。 (2)DNA粗提取第二步中所用的酒精必须经过__________才能使用。 (3)表中的颜色为__________，颜色的深浅代表了__________。 (4)DNA检测时沸水浴加热的目的是__________，同时说明DNA对高温有较强的__________。 (5)根据实验结果，得出结论并分析。 ①结论1：与相比，相同实验材料在条件下保存时，的提取量较多。 ②结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，__________。 (6)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和均不相溶，且对影响极小。为了进一步提高纯度，依据氯仿的特性，在粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：__________，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使析出。 【答案】 (1)探究不同材料和不同保存温度对提取量的影响 (2)（充分）预冷 (3) 蓝色 DNA含量的多少 (4)加速颜色反应 耐受性 (5) DNA的提取量不同（或从蒜黄提取的DNA量最多、从辣椒提取的DNA量最少等，合理即可） (6)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间后，吸取上清液（要点答全2分，只答出与等量氯仿混合、吸取上清液其中的一点不得分） 【分析】实验原理：提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 【详解】 （1）由表格可知该实验的变量是不同材料和不同保存温度，因此该探究性实验课题名称是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。 （2）酒精预冷更有利于DNA的析出，第二步中所用酒精必须经过充分预冷才能使用。 （3）在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此，表中的颜色应该为蓝色，颜色的深浅代表DNA含量的多少。 （4）DNA检测时沸水浴加热的目的是加速颜色反应，同时说明DNA对高温有较强的耐受性。 （5）①因为低温抑制了相关酶的活性，使DNA降解速度减慢，所以与20℃相比，相同实验材料在-20℃条件下保存，DNA的提取量较多。②根据实验结果可知：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，DNA的提取量不同（或从蒜黄提取的DNA量最多、从辣椒提取的DNA量最少，合理即可）。 （6）氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小，所以为了进一步提高DNA纯度，可将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间后，吸取上清液，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。 （限时：8min） 1、 选择题 1.科学家利用图示的RNA干扰技术流程，设计了一种针对某害虫关键基因M的生物防治策略。他们将靶向基因M的双链RNA（dsRNA）导入害虫体内，最终导致基因M“沉默”。下列叙述正确的是（　　） A．图中Dicer是一种限制性内切核酸酶，负责将双链RNA切割成小片段核酸 B．将dsRNA导入害虫体内后，基因M的mRNA会与小核酸在核糖体上发生结合 C．图中dsRNA中的一条链与基因M的mRNA序列互补 D．基因M沉默后，害虫细胞内所有基因的转录过程都会受到抑制 【答案】C 【解析】A、限制性内切核酸酶（限制酶）的底物是双链 DNA，作用是识别特定的 DNA 序列并切割 DNA；而 Dicer 酶的底物是双链 RNA（dsRNA），属于 RNA 酶，不是限制酶，A错误； B、siRNA（小核酸）与 mRNA 的结合，发生在细胞质基质中（RISC 复合体中），目的是阻断 mRNA 与核糖体的结合，抑制翻译过程；核糖体是翻译的场所，mRNA 若与核糖体结合，会正常翻译，与 RNA 干扰的机制矛盾，B错误； C、RNA 干扰的核心原理是：siRNA（来自 dsRNA 的一条链）与靶基因 M 的 mRNA碱基互补配对，从而引导 RISC 降解 mRNA 或阻断翻译；因此 dsRNA 中必然有一条链的序列，与基因 M 的 mRNA 完全互补，才能实现靶向结合，C正确； D、RNA 干扰是基因特异性的，仅靶向基因 M 的 mRNA，只抑制基因 M 的翻译过程，不会影响其他基因的转录和翻译；转录的抑制通常由转录因子、表观修饰等调控，与 RNA 干扰无关，D错误。 故选C。 2．紫外线照射可使双链 DNA 一条链上的相邻胸腺嘧啶之间形成二聚体（T—T），导致DNA 损伤。上述损伤DNA 进行复制时，由于损伤部位不能成为模板而使子链产生缺口，可通过分子重组，从未损伤母链的对应部位切出相应的部分，将缺口填满，母链缺口则在相关酶的作用下完成修补。若干代以后，损伤的DNA链逐渐被“稀释”，最后不影响正常的生理过程，损伤也就得到了修复。下列叙述正确的是（    ） A．T—T的出现涉及磷酸二酯键的断裂和重新形成 B．通过上述修复过程，损伤DNA 中的T-T被切除 C．该修复过程涉及 DNA 聚合酶和DNA 连接酶的作用 D．用3H标记的核苷酸培养，该损伤DNA修复n代后未标记单链数为2 【答案】C 【解析】AB、据题意可知，T-T二聚体是同一条DNA链上相邻胸腺嘧啶的碱基之间形成共价键，不涉及磷酸二酯键的断裂和重新形成，同时在题述修复过程中，损伤DNA的T-T也并没有被切除，AB错误； C、该修复过程中，填补缺口时需要DNA聚合酶催化合成脱氧核苷酸链，连接DNA片段的磷酸二酯键需要DNA连接酶，C正确； D、用³H标记的核苷酸培养，该损伤DNA 修复n代后，一共有2n+1条单链，除损伤的母链外，其他单链均带有标记，所以未标记单链数为1，被标记单链数为2n+1-1，D错误。 故选C。 2、 非选择题 3.Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如图。 据图回答： (1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析，转录形成的mRNA中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有________个。 (2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是________。 A．引入短肽编码序列不能含终止子序列 B．引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列 C．引入短肽不能改变A链氨基酸序列 D．引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性 (3)在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成________种DNA片段。质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________________________________________（答出两点即可） (4)检测转化的乳酸菌发现，信号肽—重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是___________________________。 (5)Ⅰ型糖尿病也可以通过核移植技术进行治疗。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是_____________法，还有人采用梯度离心，紫外光短时间照射、化学物质处理等方法，这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核________，从而达到去核的目的。 【答案】 （1）6 （2）ABCD （3）3 ①自我复制；②带有特殊的标记基因③具有一个至多个限制酶切点 （4） 核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁 （5）显微操作 DNA变性 【分析】 乳酸菌是原核细菌，要表达人体的人胰岛素抗原，必须通过基因工程技术才能实现。图示中将人胰岛素编码序列进行了改造，再与一小段短肽编码序列结合形成重组人胰岛素编码序列，进而构成重组表达载体。 【详解】 （1）从图示可知，改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换，则其转录形成的mRNA中，也会有7个核苷酸发生改变，而且之间存在间隔，一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成，由图可知，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。 （2）要确保等比例表达A、B肽链，则需A、B肽链一起合成，即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端，在其中间加入一段短肽编码序列后，序列中间不能出现终止子，所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子，同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能，ABCD正确。 故选ABCD。 （3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶切位点分别有2个和1个，当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后，会形成3个缺口，得到3种不同的DNA片段。质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：①自我复制；②带有特殊的标记基因；③具有一个至多个限制酶切点。 （4）乳酸菌属于原核细胞，其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后，到细胞质基质中加工，再将其运输到细胞膜上，进而转移到细胞壁。 （5）目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法，还有人采用其他方法，如梯度离心，紫外光短时间照射，化学物质处理等，这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核目的。具体的实验操作是，通过显微操作去除卵母细胞中的核，由于MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极体。 4.Léri-Weill软骨骨生成障碍综合征（LWD）可影响身高。某女性LWD患者经基因检测，其一条X染色体上SHOX基因发生碱基替换突变，使相关蛋白表达量不足，导致软骨生成障碍，身材矮小。通过对其家系成员进行基因检测，该女性Ⅲ-5（如图1）致病基因源自其外祖父Ⅰ-1，外祖母Ⅰ-2不携带致病基因。图中各家系成员染色体数目正常，且患病成员的致病基因均有同一位点的碱基替换突变。 回答下列问题。 (1)LWD的致病基因为____性基因，理由是____。 (2)选用某种限制酶对Ⅲ-5四位亲属的SHOX基因中某区域进行酶切，图2甲为经酶切后的电泳结果，图2乙为该段中含突变（或未突变）位点的部分序列，图2丙为选用的限制酶。据图分析，未突变的正常序列是____（填“a”或“b”），使用的限制酶是____。 (3)根据基因突变的特点分析，可排除Ⅱ-3患病原因是自身基因突变，理由是____。 (4)Ⅰ-1的基因型最可能为____，Ⅱ-3的基因型最可能为____。（致病基因用A或a表示） 【答案】 (1) 显 女性Ⅲ-5（或Ⅱ-5）（为杂合子，）一条X染色体上携带致病基因即患病（或答：如致病基因为隐性基因，则女性Ⅲ-5的父亲Ⅱ-6也是患者） (2) a RsaⅠ (3) 基因突变具有不定向性、随机性，且突变频率低，Ⅱ-3与Ⅰ-1致病基因均在同一位点出现相同碱基替换的概率小 (4)XAYa XaYA 【分析】伴性遗传：性染色体上的基因在遗传时总是与性别相关联的现象。 【详解】 （1）LWD的致病基因为显性，理由是女性Ⅲ-5（或Ⅱ-5）（为杂合子，）一条X染色体上携带致病基因即患病（或答：如致病基因为隐性基因，则女性Ⅲ-5的父亲Ⅱ-6也是患者）。 （2）据图2，正常个体的序列（a）均能被酶切，而患者的序列只有部分能被酶切，说明突变（C→A）导致限制酶RsaⅠ能识别的序列GTAC变为不能识别的序列GTAA。 （3）排除Ⅱ-3患病原因是自身基因突变，理由是基因突变具有不定向性、随机性，且突变频率低，Ⅱ-3与Ⅰ-1致病基因均在同一位点出现相同碱基替换的概率小。 （4）根据Ⅱ-1、Ⅱ-2表型正常，而Ⅱ-5患病，推测Ⅰ-1的基因型最可能为XAYa ，Ⅰ-1的致病基因传递给Ⅱ-3的原因是：Ⅰ-1减数分裂产生配子时，X和Y染色体发生片段交换（互换）而导致Y染色体上出现致病基因，故Ⅱ-3的基因型为XaYA。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3．1  重组DNA技术的基本工具（分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：20min） 1.B  2.D 3.D  4.D 5.D 6.C 7. B 8.B 9.C 10.A  11.B 12.A 13.C 14. C 15.D （限时：10min） 1.C 2.B 3.D  4.C 5.D 6.【答案】 (1) 0　 2 (2) SmaⅠ会破坏质粒的抗生素抗性基因和外源DNA中的目的基因 (3) 质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 (4) DNA连接 (5) 筛选含有目的基因的细胞　 7.【答案】 (1)探究不同材料和不同保存温度对提取量的影响 (2)（充分）预冷 (3) 蓝色 DNA含量的多少 (4) 加速颜色反应 耐受性 (5) DNA的提取量不同（或从蒜黄提取的DNA量最多、从辣椒提取的DNA量最少等，合理即可） (6)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间后，吸取上清液（要点答全2分，只答出与等量氯仿混合、吸取上清液其中的一点不得分） （限时：8min） 1.C 2.C 3.【答案】 （1）6 （2）ABCD （3）3 ①自我复制；②带有特殊的标记基因③具有一个至多个限制酶切点 （4）核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁 （5）显微操作 DNA变性 4.【答案】 (1) 显 女性Ⅲ-5（或Ⅱ-5）（为杂合子，）一条X染色体上携带致病基因即患病（或答：如致病基因为隐性基因，则女性Ⅲ-5的父亲Ⅱ-6也是患者） (2) a RsaⅠ (3)基因突变具有不定向性、随机性，且突变频率低，Ⅱ-3与Ⅰ-1致病基因均在同一位点出现相同碱基替换的概率小 (4)XAYa XaYA / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3．1  重组DNA技术的基本工具（分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：20min） 知识点1 基因工程的概念及理论基础 1．下列叙述符合基因工程概念的是(　　) A.在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，赋予生物新的遗传特性 B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的大肠杆菌菌株 C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细菌DNA上 2.不同生物之间能进行转基因并能获得基因产物，其理论依据不包含(　　) A．这些生物的DNA分子的空间结构和化学成分一致 B．这些生物的DNA分子都遵循碱基互补配对原则 C．这些生物在基因表达时共用一套遗传密码 D．这些生物的基因结构都是相同的 3．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。下列哪些成果为基因工程的诞生奠定了基础（    ） ①科学家完成人类基因组的测序工作 ②穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术 ③科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达 ④肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移 A． ①② B．②③ C．①④ D．③④ 知识点2 重组DNA技术的基本工具 4.限制酶和DNA连接酶是基因工程中常用的工具酶。下列关于这两类酶的叙述，错误的是（　　） A．限制酶主要从原核生物中分离获得 B．不同限制酶切割DNA产生的末端可能相同 C．DNA连接酶能将两个DNA片段通过磷酸二酯键连接 D．E.coli DNA连接酶可连接黏性末端，不可连接平末端 5．T4噬菌体基因编码的T4DNA连接酶，可连接具有黏性末端和平末端的DNA分子，下列有关T4DNA连接酶的叙述正确的是（　　） A．组成元素为C、H、O、N、P B．在T4噬菌体的核糖体上合成 C．能连接黏性末端和平末端，不具有专一性 D．可降低DNA分子间形成磷酸二酯键所需的活化能 6． DNA连接酶是基因工程中最常用的工具酶。下列箭头指向处属于DNA连接酶正确连接位点的是（　　） A． B． C． D． 7.下列关于基因工程基本工具的叙述，正确的是（　　） A．限制酶只能特异性地识别6个核苷酸序列 B．限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团 C．用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因，便于重组DNA分子的筛选 D．DNA连接酶能连接双链DNA片段互补的黏性末端或平末端，从而恢复被限制酶切开的氢键 8.DNA重组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。在此过程中需要使用多种工具酶。下列相关叙述正确的是（    ） A．限制性内切核酸酶主要是从病毒中分离纯化而来 B．限制酶需识别特定的DNA序列后才能对DNA进行切割 C．被SmaⅠ酶切割后的DNA不能用T4 DNA连接酶连接 D．DNA连接酶可以将游离的单个脱氧核苷酸连接成双链结构 9．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。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能识别特定核苷酸序列 B．用限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割后产生的均为黏性末端 C．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氢键 D．该技术中所用的质粒载体常有特殊的标记基因便于重组DNA分子的筛选 10.下表为几种限制酶的识别序列及其切割位点。下列叙述正确的是（　　） 限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名 识别序列和切割位点 BamH I 5'-G↓GATCC-3' Sau3A I 5'-↓GATC-3' Alu I 5'-AG↓CT-3' Sma I 5'-CCC↓GGG-3' Hind Ⅱ 5'-GTY↓RAC-3' 注：Y为C或T，R为A或G。 A．Hind Ⅱ能识别GTTAAC序列，也能识别GTCGAC序列 B．Alu I和Sma I切割后的序列不能通过T4DNA连接酶相连 C．BamH I和Sau3A I两种限制酶可识别相同的序列但切割后形成不同的黏性末端 D．Alu I和Sau3A I破坏的都是识别序列中心轴线处的磷酸二酯键，因而形成平末端 知识点3 DNA的粗提取与鉴定 11.某同学利用洋葱为实验材料，进行DNA粗提取和鉴定实验。下列有关叙述正确的是（　　） A．该同学也可选择猪血细胞为实验材料提取 DNA，但方法可能有所不同 B．向含有 DNA 的粗提取液中加入预冷的体积分数为95%的酒精后，出现的白色丝状物为粗提取的 DNA C．将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于沉淀中 D．鉴定 DNA时，需将DNA溶解在2mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后观察颜色变化 12.科研人员对某植物叶片DNA进行粗提取与鉴定，采用不同的去杂质操作后，先用相关方法检测DNA情况，再用二苯胺试剂鉴定。下列叙述错误的是（    ） A．DNA鉴定时的沸水浴条件会使DNA部分磷酸二酯键受到破坏 B．用蛋白酶处理叶片研磨液，可去除部分蛋白质杂质，提高DNA纯度 C．不同去杂质操作得到的DNA纯度可能存在差异 D．DNA溶液与二苯胺试剂混合后经沸水浴加热，冷却能观察到蓝色现象 13.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的分析，正确的是（    ） A．可选择半成熟的红细胞作为提取细胞中DNA的材料 B．研磨液在4℃下静置，主要目的是降低DNA分子的溶解度 C．在上清液中加入预冷酒精后轻缓搅拌，可避免DNA分子的断裂 D．用二苯胺试剂对粗提取的DNA进行鉴定时无需设置对照实验 14.某同学在进行香蕉DNA的粗提取与鉴定实验时，发现最终提取到的DNA总量极少。下列操作不属于该同学提取到的DNA总量极少的原因是（    ） A．所用的实验材料与实验器具都进行了高压灭菌处理 B．研磨液置于4℃冰箱冷却几分钟后，直接取上清液 C．向上清液中加入等体积预冷的体积分数为95%酒精溶液 D．用玻璃棒沿不同方向快速搅拌，使DNA析出形成丝状物老 15．如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析， 下列相关叙述中，正确的是（    ）        A．该实验的正确操作顺序是③→①→②→④→⑤ B．用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近 C．⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA，可使用二苯胺试剂来鉴定，沸水浴冷却后，出现蓝色的试管组别是对照组 D．步骤①的目的是初步分离DNA与蛋白质，析出并获得DNA；步骤④中在2mol/L的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大 （限时：10min） 一、选择题 1.某DNA上具有限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的识别位点，该DNA经限制酶Ⅰ切割后得到1400bp（bp指DNA长度单位）的一个DNA片段，该DNA经限制酶Ⅱ切割后会得到长度分别为1000bp和400bp的两个片段，经限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ共同切割后会得到长度分别为600bp和400bp的片段。下列相关叙述错误的是（    ） A．大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 B．限制酶降低了磷酸二酯键断裂所需要的活化能 C．该DNA具有两个游离的磷酸基团 D．限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ在该DNA上的识别位点不同 2.λ噬菌体为线性双链DNA病毒，每条DNA单链的5′端有一段黏性末端，结构如图所示。λ噬菌体侵入大肠杆菌后，其DNA会自动环化并进行复制。下列叙述错误的是（    ） A．上述环化、复制过程需要DNA连接酶和DNA聚合酶等的参与 B．λ噬菌体的遗传物质中（A+T）/（C+G）的值为1 C．推测大肠杆菌中存在限制酶，可以将λ噬菌体环状DNA切割出黏性末端 D．DNA复制后，新合成的两条子链的碱基序列互补 3．微生物DNA分子中腺嘌呤会被甲基化酶修饰，腺嘌呤的甲基化会影响不同限制酶的切割情况，下表是腺嘌呤甲基化前后某些限制酶切割的情况。下列叙述错误的是（    ） 限制酶 识别序列 甲基化前 甲基化后 TaqⅠ 5'-T↓CGA-3' 切割 不切割 DpnⅠ 5'-GA↓TC-3' 不切割 切割 ClaⅠ 5'-AT↓CGAT-3' 切割 不切割 BamHⅠ 5'-G↓GATCC-3' 切割 切割 A．DNA腺嘌呤的甲基化并不会改变生物基因的碱基序列 B．限制酶ClaⅠ所识别的酶切位点，也能被限制酶TaqⅠ识别并切割 C．用表格中四种限制酶分别处理同一DNA片段，甲基化后可被切割的位点总数，不一定比甲基化前少 D．限制酶切割的特异性由其识别的碱基序列决定，与碱基修饰无关 4.下图分别表示某种质粒和含目的基因的DNA片段，利用相关工具酶将二者构建成基因表达载体并导入受体菌。几种可供使用的限制酶识别序列及其切割位点如下表所示。下列关于构建基因表达载体时限制酶的选择及其相关叙述，错误的是（　　） 　 限制酶识别序列及切割位点 EcoR Ⅰ 5'-G↓AATTC-3' BamH Ⅰ 5'-G↓GATCC-3' Bcl Ⅰ 5'-T↓GATCA-3' Sau3A Ⅰ 5'-↓GATC-3' Sma Ⅰ 5'-CCC↓GGG-3' A．若单独使用Sma Ⅰ，则目的基因表达的产物可能不相同 B．若单独使用Sma Ⅰ，则含有目的基因的受体菌不能在氨苄青霉素培养基中生长 C．若选择BamH Ⅰ和Sma Ⅰ切割质粒，能在四环素培养基中生长的受体菌一定含有目的基因 D．若用EcoR Ⅰ和Bcl Ⅰ切割质粒，则需用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割含目的基因的DNA 5.研究人员选择分别在 20℃、-20℃条件下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤和DNA 鉴定结果如图1、图2所示。下列说法正确的是（　　） A．该实验常利用DNA在酒精中溶解度较大的特性来提取DNA B．“DNA的粗提取与鉴定”实验需要在无菌条件下进行 C．图1中，过滤后DNA主要存在于沉淀中，需用高浓度 NaCl溶液重新溶解 D．图2中，低温时蓝色深度更高，原因可能是低温抑制了酶的活性，DNA降解速率更慢 二、非选择题 6.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题： (1)一个图1所示的质粒经SmaⅠ切割前后，分别含有________、________个游离的磷酸基团。 (2)要用图1中的质粒和图2中外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是 ____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止__________________________________________________________。 (4)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入______________酶。 (5)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了____________________。 7.某生物兴趣小组开展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，剪碎后分成两组，一组置于、另一组置于条件下保存。 粗提取： 第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入研磨液，充分研磨，用两层纱布过滤，取滤液备用； 第二步：先向6只小烧杯中分别注入滤液，再加入体积分数为95%的酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上； 第三步：取6支试管，分别加入等量的质量浓度为溶液溶解上述絮状物。 检测：在上述试管中各加入二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表。 材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄 （“”越多表示颜色越深） 分析上述实验过程，回答下列问题： (1)该探究性实验的课题名称是：__________。 (2)DNA粗提取第二步中所用的酒精必须经过__________才能使用。 (3)表中的颜色为__________，颜色的深浅代表了__________。 (4)DNA检测时沸水浴加热的目的是__________，同时说明DNA对高温有较强的__________。 (5)根据实验结果，得出结论并分析。 ①结论1：与相比，相同实验材料在条件下保存时，的提取量较多。 ②结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，__________。 (6)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和均不相溶，且对影响极小。为了进一步提高纯度，依据氯仿的特性，在粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：__________，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使析出。 （限时：8min） 1、 选择题 1.科学家利用图示的RNA干扰技术流程，设计了一种针对某害虫关键基因M的生物防治策略。他们将靶向基因M的双链RNA（dsRNA）导入害虫体内，最终导致基因M“沉默”。下列叙述正确的是（　　） A．图中Dicer是一种限制性内切核酸酶，负责将双链RNA切割成小片段核酸 B．将dsRNA导入害虫体内后，基因M的mRNA会与小核酸在核糖体上发生结合 C．图中dsRNA中的一条链与基因M的mRNA序列互补 D．基因M沉默后，害虫细胞内所有基因的转录过程都会受到抑制 2．紫外线照射可使双链 DNA 一条链上的相邻胸腺嘧啶之间形成二聚体（T—T），导致DNA 损伤。上述损伤DNA 进行复制时，由于损伤部位不能成为模板而使子链产生缺口，可通过分子重组，从未损伤母链的对应部位切出相应的部分，将缺口填满，母链缺口则在相关酶的作用下完成修补。若干代以后，损伤的DNA链逐渐被“稀释”，最后不影响正常的生理过程，损伤也就得到了修复。下列叙述正确的是（    ） A．T—T的出现涉及磷酸二酯键的断裂和重新形成 B．通过上述修复过程，损伤DNA 中的T-T被切除 C．该修复过程涉及 DNA 聚合酶和DNA 连接酶的作用 D．用3H标记的核苷酸培养，该损伤DNA修复n代后未标记单链数为2 2、 非选择题 3.Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如图。 据图回答： (1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析，转录形成的mRNA中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有________个。 (2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是________。 A．引入短肽编码序列不能含终止子序列 B．引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列 C．引入短肽不能改变A链氨基酸序列 D．引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性 (3)在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成________种DNA片段。质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________________________________________（答出两点即可） (4)检测转化的乳酸菌发现，信号肽—重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是___________________________。 (5)Ⅰ型糖尿病也可以通过核移植技术进行治疗。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是_____________法，还有人采用梯度离心，紫外光短时间照射、化学物质处理等方法，这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核________，从而达到去核的目的。 4.Léri-Weill软骨骨生成障碍综合征（LWD）可影响身高。某女性LWD患者经基因检测，其一条X染色体上SHOX基因发生碱基替换突变，使相关蛋白表达量不足，导致软骨生成障碍，身材矮小。通过对其家系成员进行基因检测，该女性Ⅲ-5（如图1）致病基因源自其外祖父Ⅰ-1，外祖母Ⅰ-2不携带致病基因。图中各家系成员染色体数目正常，且患病成员的致病基因均有同一位点的碱基替换突变。 回答下列问题。 (1)LWD的致病基因为____性基因，理由是____。 (2)选用某种限制酶对Ⅲ-5四位亲属的SHOX基因中某区域进行酶切，图2甲为经酶切后的电泳结果，图2乙为该段中含突变（或未突变）位点的部分序列，图2丙为选用的限制酶。据图分析，未突变的正常序列是____（填“a”或“b”），使用的限制酶是____。 (3)根据基因突变的特点分析，可排除Ⅱ-3患病原因是自身基因突变，理由是____。 (4)Ⅰ-1的基因型最可能为____，Ⅱ-3的基因型最可能为____。（致病基因用A或a表示） / 学科网（北京）股份有限公司 $