选必3 限制酶 提升练-2025-2026学年人教版高中生物选择性必修三

限制酶4.15 1．（25-26高二下·河南洛阳·月考）几种限制酶的识别序列及切割位点（Y=C或T，R=A或G）如表所示。下列叙述错误的是（　　） 限制酶 HindII AluI BamHI Sau3AI 识别序列及切割位点 5′-GTY↑RAC-3′ 5′-AG↑CT-3′ 5′-G↑GATCC-3′ 5′-↑GATC-3′ A．限制酶切割一次可断开2个磷酸二酯键，增加2个游离的磷酸基团 B．HindII可识别不同的核苷酸序列，其切割后产生的是平末端 C．若两种酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA连接酶连接 D．BamHI和Sau3AI切割形成的片段进行重组后，仍能被Sau3AI识别并切割 【答案】C 【详解】A、限制酶作用于双链DNA分子，切割一次会断裂两条单链各1个磷酸二酯键，共断裂2个磷酸二酯键，每个断口新增1个游离磷酸基团，共增加2个游离的磷酸基团，A正确； B、Hind Ⅱ的识别序列中Y=C或T、R=A或G，因此可识别多种不同的核苷酸序列，其切割位点位于识别序列的中轴线处，切割后产生平末端，B正确； C、DNA连接酶只能连接互补的黏性末端或平末端，若两种酶识别序列相同但切割产生的末端不匹配，则无法通过DNA连接酶连接，C错误； D、BamH I和Sau3A I切割后产生的黏性末端均为GATC，二者片段重组后，连接处存在GATC序列，符合Sau3A I的识别序列要求，仍能被Sau3A I识别并切割，D正确。 2．（2025·福建·高考真题）质粒P含有2个EcoRⅠ、1个SacⅠ和1个BamHⅠ的限制酶切割位点。已知BamHⅠ位点位于2个EcoRⅠ位点的正中间，用上述3种酶切割该质粒，酶切产物的凝胶电泳结果如图，其中泳道①条带是未酶切的质粒P，泳道②③④条带为3种单酶切产物，泳道⑤⑥⑦条带为双酶切产物。下列叙述正确的是（    ） A．DNA分子在该凝胶的迁移方向是从电源正极到负极 B．可确认泳道②③条带分别是SacⅠ和EcoRⅠ的单酶切产物 C．泳道⑤条带是SacⅠ和EcoRⅠ的双酶切产物 D．泳道①②说明未酶切质粒的碱基数小于酶切后质粒的碱基数 【答案】C 【详解】A、因为DNA分子带负电，在凝胶中会向电源正极迁移，所以其迁移方向是从电源负极到正极，并非从电源正极到负极，A错误； B、P质粒有两个EcoRI限制酶的切割位点，单酶切后的产物最小，电泳时迁移速度较快，可推知③条带可能是EcoR Ⅰ的单酶切产物（单酶切产生2个片段大小相同），泳道②条带和泳道④条带位置一致，无法区分泳道②条带是SacI还是BamHI的单酶切产物，B错误； C、EcoR I有2个酶切位点，单酶切会产生2个片段，Sac I有1个酶切位点，单酶切会产生1个线性片段。Sac I和EcoR I双酶切，会产生3个片段，观察电泳图谱，泳道⑤有3个条带，可推测泳道⑤为Sac I和EcoR I酶切产物，C正确； D、酶切只是将质粒的环状结构切开，变成线性等结构，碱基总数不会改变，D错误。 故选C。 3．（2021·湖北·高考真题）限制性内切酶EcoRI识别并切割双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（    ） A．6 B．250 C．4000 D．24000 【答案】C 【分析】限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列，切割特定的位点，在特定的碱基之间切割磷酸二酯键。 【详解】据图可知，EcoRI的酶切位点有6个碱基对，由于DNA分子的碱基组成为A、T、G、C，则某一位点出现该序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096≈4000个碱基对可能出现一个限制酶EcoRI的酶切位点，故理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为4000。C符合题意。 故选C。 4．（2008·全国·高考真题）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如下图中箭头所指,如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是                                                    （  ） A．3 B．4 C．9 D．12 【答案】C 【分析】本题分为3种情况，即只有一个酶切位点被切开、有两个酶切位点被切开、三个酶切位点均被切开，再根据提示判断出每一种情况产生的DNA片段的种类，最后排除相同的即可。 【详解】切点有以下多种情况： （1）只切开一个位点，则有三种情况，即切在a、bcd间，则片段为a、bcd两种；切点在ab、cd间，则片段为ab、cd两种。切点在abc、d间，则片段为abc、d两种。 （2）切开两个位点，则有三种情况，即切在a、b、cd间，则片段为a、b、cd三种；切点在a、bc、d间，则片段为a、bc、d三种。切点在ab、c、d间，则片段为ab、c、d三种。 （3）切开三个位点，即切点在a、b、c、d间，则片段为a、b、c、d四种。 综合以上，不重复的片段共有9种。 故选C。 5．（25-26高二下·江西南昌·月考）某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a、b的识别序列和切割位点如图表所示。下列有关说法正确的是（　　） 酶a切割产物长度（bp） 酶b再次切割产物长度（bp） 2100； 1400； 1000； 500 1900； 200； 800； 600； 1000； 500 A．酶a与酶b产生的末端相同，因此无序列的特异性 B．酶a与酶b切出的末端不能用DNA连接酶连接 C．该DNA分子中酶a与酶b的识别序列的数目相同 D．若该线性DNA仅用酶b完全切割，得到产物有3种 【答案】D 【详解】A、酶a与酶b都切开特定部位的磷酸二酯键，且产生的末端相同；但酶a的识别序列为AGATCT，酶b的识别序列为GGATCC，因此这两种酶具有序列的特异性，A错误； B、酶a与酶b切出的黏性末端相同，均为GATC，能用DNA连接酶连接，B错误； C、由酶切产物可知，酶a单独切割后会形成4个片段，说明含有3个酶a的酶切位点；酶b再次酶切后，酶a切割得到的2100bp、1400bo片段均被切为两段，，说明有2个酶b的酶切位点，C错误； D、根据C项可知，该DNA片段上有2个酶b的酶切位点，用酶b切割该线性DNA片段得到的切割产物有3种，D正确。 6．（2027高三·全国·专题练习）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 【详解】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。 二、多选题 7．（2025·江苏·高考真题）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 【答案】BD 【分析】“分子手术刀”——限制酶：（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端。 【详解】A 、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； B、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； C、a基因中有2个Hind Ⅲ切割位点，切割后产生3个片段，有3个Alu Ⅰ切割位点，切割后产生4个片段，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； D、因为正常基因 A 和致病基因 a 的 HindⅢ 切割位点数量不同，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。 故选BD。 8．（25-26高二下·江西南昌·月考）限制酶是基因工程中必需的工具之一，下图表示六种限制酶的识别序列及切割位点。下列说法错误的是（　　） 限制酶 识别序列和切割位点 限制酶 识别序列和切割位点 BamH I 5'-G↓GATCC-3' Bgl Ⅱ 5'-A↓GATCT-3' Sau3 A I 5'-↓GATC-3' Kpn I 5'-GGTAC↓C-3' Acc65 I 5'-G↓GTACC-3' EcoR I 5'-G↓AATTC-3' A．限制酶、DNA聚合酶均作用于磷酸二酯键，解旋酶和DNA连接酶均作用于氢键 B．分别用Sau3A Ⅰ和Bgl Ⅱ切割同一种随机序列DNA，前者得到的片段数往往多于后者 C．Acc65 Ⅰ和Kpn Ⅰ切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Kpn Ⅰ切割 D．BamH I和Sau3A I切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Sau3 A I切割 【答案】AC 【详解】A、限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，解旋酶作用于氢键，A错误； B、Sau3A I识别序列为4个碱基，而Bgl II识别序列为6个碱基，而且Sau3A I也能识别Bgl II识别的序列，因此分别用Sau3A I和Bgl II切割随机序列DNA，前者得到的片段数往往多于后者，B正确； C、Acc65 I和KpnI切割形成的黏性末端序列无法配对，而且磷酸端(5'端)也不能与磷酸端(5'端)连接，既然不能连接也就不存在重新切 割，C错误； D、BamH I和Sau3A I切割形成的末端，可以相互连接，连接形成的DNA序列中还存在Sau3A I的识别序列和切割位点，故能再被Sau3A I切割，D正确。 9．（2026·辽宁鞍山·二模）某病由常染色体上的基因A（长度约1000bp）发生隐性突变所致，已知A基因上没有限制酶HindⅢ的识别序列，但突变后的基因可能存在。现有两个家庭的遗传系谱图及与该病相关的基因经HindⅢ酶切后的电泳图。下列叙述正确的是（　　） A．A基因至少产生了3种等位基因 B．Ⅱ2的电泳结果与I2相同的概率为1/3 C．I1和I2的突变基因中，HindⅢ的识别序列位置相同 D．Ⅱ3和Ⅱ4的电泳结果只有1个条带，二者均为纯合子 【答案】AB 【详解】A、从电泳图看，Ⅰ1的条带为750bp、250bp（说明其突变基因被Hind Ⅲ切成两段），Ⅰ2的条带为900bp、100bp（说明其突变基因被Hind Ⅲ切成两段，但切点位置不同），正常基因A是1000bp（无切点），因此，A基因至少产生了3种等位基因，A正确； B、若酶切结果900+100为a基因，酶切结果750+250为a1基因，甲家族Ⅰ1（Aa1）×Ⅰ2（Aa）→ Ⅱ2（正常女性）的基因型可能为 AA（1/3）、 Aa（1/3）或Aa1（1/3），所以Ⅱ2的电泳结果与I2相同的概率为1/3，B正确； C、Ⅰ1的突变基因酶切为750bp+250bp，Ⅰ2的突变基因酶切为900bp+100bp，说明二者突变基因中Hind Ⅲ的识别序列位置不同，C错误； D、乙家族中，Ⅰ3和Ⅰ4电泳均只出现1个条带，但二者生育了患病女儿，说明Ⅰ3和Ⅰ4的基因型均为杂合子，只是他们的致病基因没有Hind Ⅲ酶切位点，Ⅱ3、Ⅱ4的电泳结果只出现1个条带，不能说明二者均为纯合子，也可能为杂合子，只是他们的致病基因没有Hind Ⅲ酶切位点，D错误。 10．（2026·辽宁·二模）某常染色体隐性遗传病是由A基因（长度约1000bp）突变导致的，已知A基因上没有限制酶EcoR Ⅰ的识别序列，但突变后的基因可能存在EcoR Ⅰ的识别序列。现有甲、乙两个家族的遗传系谱图及与该病相关的基因经EcoR Ⅰ酶切后的电泳图（如图所示）。下列分析正确的是（    ） A．Ⅰ3和Ⅰ4携带的致病基因相同，Ⅱ3不携带致病基因 B．Ⅱ2的电泳结果与Ⅰ1的电泳结果相同的概率为1/3 C．EcoR Ⅰ酶切割一个致病基因时会水解两个磷酸二酯键 D．A基因可产生不同突变型主要体现了基因突变的随机性 【答案】BC 【详解】A、乙家族中，Ⅰ3和Ⅰ4电泳均只出现1个条带，但二者生育了患病女儿，说明Ⅰ3和Ⅰ4的基因型均为杂合子，只是他们的致病基因没有EcoR Ⅰ酶切位点，但二者携带的致病基因可能相同也可能不同；Ⅱ3可能携带致病基因，A错误； B、由电泳结果可知，Ⅰ1和Ⅰ2携带的致病基因不同，分别用a1、a2表示，则Ⅰ1的基因型为Aa1，Ⅰ2的基因型为Aa2，Ⅱ2的基因型为1/3Aa1、1/3Aa2、1/3AA，即Ⅱ2的电泳结果与Ⅰ1的电泳结果相同的概率为1/3，B正确； C、据图分析，突变后产生的致病基因上有1个EcoR I酶识别位点，EcoR I酶切割DNA分子的双链，水解两个磷酸二酯键，C正确； D、A基因可产生不同突变型主要体现了基因突变的不定向性，D错误。 11．（25-26高二下·河南洛阳·月考）图中甲、乙分别表示质粒和含目的基因的DNA片段，几种可供选择使用的限制酶识别序列及其切割位点如下： (1)限制酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间___________的断开。 (2)图中甲质粒经Sau3AI完全切割后可得到___________种DNA片段。 (3)若将图乙的目的基因正确插入图甲的质粒，需要选择哪两种酶对质粒进行切割？___________。 (4)图甲中的tet和AmpR在载体上可作为___________，作用是___________。分别使用含四环素培养基和氨苄青霉素的培养基进行培养，导入重组质粒的菌落的生长情况是___________。 【答案】(1) 磷酸二酯键 (2) 3种 (3) Bcl I和EcoRI (4) 标记基因 对目的基因进行筛选 在四环素培养基上可以生长，在氨苄青霉素培养基上不能生长 【详解】（1）限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且作用于每条链中特定部位两个核苷酸之间的磷酸二酯键，使其断开。 （2）Sau3AⅠ的识别序列为-GATC-，观察图甲质粒，其上有三个Sau3AⅠ的酶切位点，分别位于不同位置，经Sau3AⅠ完全切割后，可得到3种DNA片段。 （3）根据图乙可知，目的基因的左侧使用Sau3AⅠ切割，右侧使用EcoRI切割。要将图乙目的基因正确插入图甲质粒，需保证目的基因两端的黏性末端能与质粒切割后的黏性末端互补配对。 Sau3AⅠ和BclⅠ切割产生的黏性末端相同，且能与目的基因两端的黏性末端互补，所以选择EcoRI和BclⅠ对质粒进行切割。 （4）图甲中的tet和AmpR在载体上可作为标记基因，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 由于目的基因插入后破坏了tet基因，保留了AmpR基因，所以在含四环素培养基上不能生长，在含氨苄青霉素培养基上能生长，即导入重组质粒的菌落的生长情况是在含四环素培养基上不能生长，在含氨苄青霉素培养基上能生长。 12．（2025·山东·高考真题）种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。 (1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为_____。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaI和_____对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是_____。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_____进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为_____bp，则一定为正向重组质粒。 (2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为_____（填“4”“6”或“8”）个碱基对的限制酶，且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段_____，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_____（填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”）。 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因，_____（填“能”或“不能”）确定该植株的表型为野生型。 【答案】(1) 复制原点 XbaI DNA聚合酶 SmaI和SpeI 550bp (2) 4 环化 测序和序列比对 (3) 不能 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成； （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等； （3）将目的基因导入受体细胞； （4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）DNA复制的起点是复制原点，因此Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。根据SmaI限制酶识别序列可知，酶切形成的是平末端，若质粒仅用SmaI酶切，抗除草剂基因和质粒可以正向接入也可以反向接入，且无法区分，为了确定是否是正向重组质粒，因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶，抗除草剂因需要插入到启动子和终止子之间，因此不能选择BamHI，因为该限制酶会破坏终止子，因此可选择XbaI和SmaI进行酶切，XbaI酶切会形成黏性末端，需要用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核苷酸单体将产生的黏性末端补平（可使重组质粒最小，同时PstI酶切后产生的黏性末端无法用DNA聚合酶抹平，因为DNA聚合酶只能从3'延伸子链）。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌。重组的T-DNA片段上含有一个SmaI酶切位点和一个SpeI酶切位点，可以选择用SmaI和SpeI进行酶切，转录的方向是从模板的3'→5'，和质粒对应的方向相同，经过两种酶的酶切后并电泳呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为550bp，若反向接，较短的条带长度近似为200bp。 （2）由于后续PCR难以扩增大片段DNA，所以最好选择识别序列为4个碱基的限制酶，原因是识别序列越短，酶切位点越多，切割产生的片段可能越小，更有利于后续的PCR扩增。由于引物是根据已知序列设计的，但此时需要扩增未知序列，因此可以将图乙的片段环化，这样就可以利用现有引物扩增出未知序列。为了确定未知序列是否是同一基因，需要准确比对其上的碱基序列，因此对同一个基因的操作为测序和序列比对。 （3）突变植株成功导入野生型基因，但野生型基因未必可以正常表达，因此不能确定该植株的表型为野生型。 13．（2024·重庆·高考真题）大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小），然后克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。 (1)基因S启动子的基本组成单位是____________。 (2)通过基因工程方法,将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据题19图所示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是____________；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ。原因是____________。 (3)为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有______________。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是______________。 (4)用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是_______________。 【答案】(1)脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸） (2) EcoRⅠ 酶切后形成的片段黏性末端相同，易自我环化；不能保证目标片段与载体正向链接（可能会反向链接） (3) 酶切后的空载体片段，启动子D+基因S片段      PCR (4)品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 启动子的基本组成单位 基因的结构 启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于启动DNA的转录，是一段DNA片段，其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸 电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有哪些成分 PCR及琼脂糖凝胶电泳 电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D+基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D+基因S”片段 检测转入是否成功的技术 检测目的基因是都导入受体细胞的方法 在分子水平上检测目的基因是否转入成功可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于启动DNA的转录，是一段DNA片段，其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。 （2）①根据图示信息可知，“启动子D＋基因S”的DNA序列上存在EcoR Ⅰ的识别序列，若使用限制酶EcoR Ⅰ，会使目的基因序列被破坏； ②根据图中限制酶的识别序列可知，酶Spe Ⅰ和Xba Ⅰ切割产生的黏性末端相同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响目的基因在受体细胞中的表达。 （3）①DNA电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D+基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D+基因S”片段； ②在分子水平上检测目的基因是否转入成过可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA。 （4）根据（4）题目信息可知，再生植株YZ-1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株YZ-2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年春高二下学期选必3同步提升练——限制酶 1．几种限制酶的识别序列及切割位点（Y=C或T，R=A或G）如表所示。下列叙述错误的是（　　） 限制酶 HindII AluI BamHI Sau3AI 识别序列及切割位点 5′-GTY↑RAC-3′ 5′-AG↑CT-3′ 5′-G↑GATCC-3′ 5′-↑GATC-3′ A．限制酶切割一次可断开2个磷酸二酯键，增加2个游离的磷酸基团 B．HindII可识别不同的核苷酸序列，其切割后产生的是平末端 C．若两种酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA连接酶连接 D．BamHI和Sau3AI切割形成的片段进行重组后，仍能被Sau3AI识别并切割 2．质粒P含有2个EcoRⅠ、1个SacⅠ和1个BamHⅠ的限制酶切割位点。已知BamHⅠ位点位于2个EcoRⅠ位点的正中间，用上述3种酶切割该质粒，酶切产物的凝胶电泳结果如图，其中泳道①条带是未酶切的质粒P，泳道②③④条带为3种单酶切产物，泳道⑤⑥⑦条带为双酶切产物。下列叙述正确的是（    ） A．DNA分子在该凝胶的迁移方向是从电源正极到负极 B．可确认泳道②③条带分别是SacⅠ和EcoRⅠ的单酶切产物 C．泳道⑤条带是SacⅠ和EcoRⅠ的双酶切产物 D．泳道①②说明未酶切质粒的碱基数小于酶切后质粒的碱基数 3．限制性内切酶EcoRI识别并切割双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（    ） A．6 B．250 C．4000 D．24000 4．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如下图中箭头所指,如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是                                                    （  ） A．3 B．4 C．9 D．12 5．某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a、b的识别序列和切割位点如图表所示。下列有关说法正确的是（　　） 酶a切割产物长度（bp） 酶b再次切割产物长度（bp） 2100； 1400； 1000； 500 1900； 200； 800； 600； 1000； 500 A．酶a与酶b产生的末端相同，因此无序列的特异性 B．酶a与酶b切出的末端不能用DNA连接酶连接 C．该DNA分子中酶a与酶b的识别序列的数目相同 D．若该线性DNA仅用酶b完全切割，得到产物有3种 6．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 7．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 8．限制酶是基因工程中必需的工具之一，下图表示六种限制酶的识别序列及切割位点。下列说法错误的是（　　） 限制酶 识别序列和切割位点 限制酶 识别序列和切割位点 BamH I 5'-G↓GATCC-3' Bgl Ⅱ 5'-A↓GATCT-3' Sau3 A I 5'-↓GATC-3' Kpn I 5'-GGTAC↓C-3' Acc65 I 5'-G↓GTACC-3' EcoR I 5'-G↓AATTC-3' A．限制酶、DNA聚合酶均作用于磷酸二酯键，解旋酶和DNA连接酶均作用于氢键 B．分别用Sau3A Ⅰ和Bgl Ⅱ切割同一种随机序列DNA，前者得到的片段数往往多于后者 C．Acc65 Ⅰ和Kpn Ⅰ切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Kpn Ⅰ切割 D．BamH I和Sau3A I切割产生的片段，经DNA连接酶连接后能重新被Sau3 A I切割 9．某病由常染色体上的基因A（长度约1000bp）发生隐性突变所致，已知A基因上没有限制酶HindⅢ的识别序列，但突变后的基因可能存在。现有两个家庭的遗传系谱图及与该病相关的基因经HindⅢ酶切后的电泳图。下列叙述正确的是（　　） A．A基因至少产生了3种等位基因 B．Ⅱ2的电泳结果与I2相同的概率为1/3 C．I1和I2的突变基因中，HindⅢ的识别序列位置相同 D．Ⅱ3和Ⅱ4的电泳结果只有1个条带，二者均为纯合子 10．某常染色体隐性遗传病是由A基因（长度约1000bp）突变导致的，已知A基因上没有限制酶EcoR Ⅰ的识别序列，但突变后的基因可能存在EcoR Ⅰ的识别序列。现有甲、乙两个家族的遗传系谱图及与该病相关的基因经EcoR Ⅰ酶切后的电泳图（如图所示）。下列分析正确的是（    ） A．Ⅰ3和Ⅰ4携带的致病基因相同，Ⅱ3不携带致病基因 B．Ⅱ2的电泳结果与Ⅰ1的电泳结果相同的概率为1/3 C．EcoR Ⅰ酶切割一个致病基因时会水解两个磷酸二酯键 D．A基因可产生不同突变型主要体现了基因突变的随机性 三、非选择题 11．图中甲、乙分别表示质粒和含目的基因的DNA片段，几种可供选择使用的限制酶识别序列及其切割位点如下： (1)限制酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间___________的断开。 (2)图中甲质粒经Sau3AI完全切割后可得到___________种DNA片段。 (3)若将图乙的目的基因正确插入图甲的质粒，需要选择哪两种酶对质粒进行切割？___________。 (4)图甲中的tet和AmpR在载体上可作为___________，作用是___________。分别使用含四环素培养基和氨苄青霉素的培养基进行培养，导入重组质粒的菌落的生长情况是___________。 12．种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。 (1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为_____。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaI和_____对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是_____。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_____进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为_____bp，则一定为正向重组质粒。 (2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为_____（填“4”“6”或“8”）个碱基对的限制酶，且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段_____，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_____（填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”）。 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因，_____（填“能”或“不能”）确定该植株的表型为野生型。 13．大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小），然后克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。 (1)基因S启动子的基本组成单位是____________。 (2)通过基因工程方法,将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据题19图所示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是____________；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ。原因是____________。 (3)为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有______________。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是______________。 (4)用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是_______________。 试卷第4页，共5页 试卷第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $