12 重组DNA技术的基本工具 课后作业-（新教材）2019新人教版高中生物选择性必修三.doc

1、1/8课时分层作业课时分层作业(十二十二)(建议用时：建议用时：40 分钟分钟)题组一题组一基因工程及其诞生和发展基因工程及其诞生和发展1科学家经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术科学家经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术基因工程。实施基因工程。实施该工程的最终目的是该工程的最终目的是()A定向提取生物体的定向提取生物体的 DNA 分子分子B定向地对定向地对 DNA 分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”C在生物体外对在生物体外对 DNA 分子进行改造分子进行改造D定向地改造生物的遗传性状定向地改造生物的遗传性状D该题的关键词是该题的关键词是“最终目的最终目的”，A、B、C 三项都是基因工程

2、的技术手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，故选段，这些手段的目的是定向改造生物的遗传性状，故选 D 项。项。2下列叙述符合基因工程概念的是下列叙述符合基因工程概念的是()A在细胞内将在细胞内将 DNA 进行重组，赋予生物新的遗传特性进行重组，赋予生物新的遗传特性B将人的干扰素基因重组到质粒上后导入大肠杆菌将人的干扰素基因重组到质粒上后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素获得能产生人干扰素的菌株的菌株C用紫外线照射青霉菌，使其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发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株菌株D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细

3、菌后其自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌整合到细菌 DNA上上B基因工程是在生物体外将基因工程是在生物体外将 DNA 进行重组，赋予生物以新的遗传特性进行重组，赋予生物以新的遗传特性，A 错误错误；B 项符合基因工程的概念项符合基因工程的概念；C 项属于诱变育种项属于诱变育种；D 项外源基因导入细菌项外源基因导入细菌不是人为操作的，不属于基因工程的范畴。不是人为操作的，不属于基因工程的范畴。题组二题组二基因工程的工具酶基因工程的工具酶3下列有关限制性内切核酸酶的叙述，正确的是下列有关限制性内切核酸酶的叙述，正确的是()A用限制性内切核酸酶切割一个用限制性内切核酸酶切割

4、一个 DNA 分子中部，获得一个目的基因时，分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有被水解的磷酸二酯键有 2 个个B限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在 DNA 中出现的概率就越中出现的概率就越大大2/8CCATG和和GGATCC序列被限制酶切出的黏性末端可序列被限制酶切出的黏性末端可用用DNA 连接酶连接连接酶连接D只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形才能形成重组质粒成重组质粒B用限制性内切核酸酶切割一个用限制性内切核酸酶切割一个 DNA 分子中部，获得一个目

5、的基因时分子中部，获得一个目的基因时，需要切割目的基因的两侧，因此要断裂需要切割目的基因的两侧，因此要断裂 4 个磷酸二酯键，即被水解的磷酸二酯个磷酸二酯键，即被水解的磷酸二酯键有键有 4 个个，A 错误错误；限制性内切核酸酶识别序列越短限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在则该序列在 DNA 中出现中出现的概率就越大，的概率就越大，B 正确；正确；CATG和和GGATCC序列被限制酶切出的序列被限制酶切出的黏性末端不同，分别为黏性末端不同，分别为 CATG 和和 GATC，不能用，不能用 DNA 连接酶连接，连接酶连接，C 错误；错误；用不同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的用不同的限制性

6、内切核酸酶处理含目的基因的 DNA 片段和质粒片段和质粒，若产生的黏性若产生的黏性末端相同，也能形成重组质粒，末端相同，也能形成重组质粒，D 错误。错误。4下列关于下列关于 DNA 连接酶作用的叙述，正确的是连接酶作用的叙述，正确的是 ()A将单个核苷酸加到某个将单个核苷酸加到某个 DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键片段的末端，形成磷酸二酯键B将断开的将断开的 2 个个 DNA 片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C连接连接 2 条条 DNA 链上碱基之间的氢键链上碱基之间的氢键D只能将双链只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端连接起来，而不能将两者之间

7、的片段互补的黏性末端连接起来，而不能将两者之间的平末端进行连接平末端进行连接BDNA 连接酶和连接酶和 DNA 聚合酶都是催化聚合酶都是催化 2 个脱氧核苷酸分子之间形成磷个脱氧核苷酸分子之间形成磷酸二酯键酸二酯键。 但但 DNA 连接酶是连接酶是在在 2 个个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键片段之间形成磷酸二酯键， 将将 2 个个 DNA片段连接成重组片段连接成重组 DNA 分子；分子；DNA 聚合酶是将单个的核苷酸分子加到已存在的聚合酶是将单个的核苷酸分子加到已存在的核酸片段上形成磷酸二酯键，合成新的核酸片段上形成磷酸二酯键，合成新的 DNA 分子。分子。5下图为下图为 DNA 分子的某一

8、片段分子的某一片段，其中其中分别表示某种酶的作用部位分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是则相应的酶依次是()ADNA 连接酶、限制酶、解旋酶连接酶、限制酶、解旋酶B限制酶、解旋酶、限制酶、解旋酶、DNA 连接酶连接酶C解旋酶、限制酶、解旋酶、限制酶、DNA 连接酶连接酶D限制酶、限制酶、DNA 连接酶、解旋酶连接酶、解旋酶C解旋酶可催化碱基之间氢键解旋酶可催化碱基之间氢键()的断裂的断裂， 限制酶可使两个核苷酸之间的限制酶可使两个核苷酸之间的3/8磷酸二酯键磷酸二酯键()断开，而断开，而 DNA 连接酶则催化磷酸二酯键连接酶则催化磷酸二酯键()的形成。的形成。6根据图表的内容回答问题：根

9、据图表的内容回答问题：几种限制酶识别序列切割位点几种限制酶识别序列切割位点(1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开，采用假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开，采用 EcoR和和 Pst酶切含有目的基因的酶切含有目的基因的 DNA，能得到，能得到_种种 DNA 片段。如果将质粒载体和片段。如果将质粒载体和含目的基因的含目的基因的 DNA 片段只用片段只用 EcoR酶切酶切， 酶切产物再加入酶切产物再加入 DNA 连接酶连接酶，其中其中由两个由两个 DNA 片段之间连接形成的产物有片段之间连接形成的产物有_、_、_。(2)为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接，酶切时应该

10、为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接，酶切时应该选用的酶是选用的酶是_、_。解析解析(1)含目的基因含目的基因的的 DNA 分子上含分子上含有有 2 个个 EcoR和和 1 个个 Pst的酶切的酶切位点，位点，3 个切点全部切开，则形成个切点全部切开，则形成 4 种种 DNA 片段。质粒与含目的基因的片段。质粒与含目的基因的 DNA片段都用片段都用 EcoR酶酶切切，目的基因两端和质粒切口处的黏性末端相同目的基因两端和质粒切口处的黏性末端相同，只考虑两只考虑两个个 DNA 片段相连片段相连，则会形成则会形成 3 种连接产物种连接产物，即质粒与质粒相连即质粒与质粒相连、质粒与目的基

11、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。因相连、目的基因与目的基因相连。(2)为了防止任意连接，可选用为了防止任意连接，可选用 EcoR和和Sma两种酶同时切割。两种酶同时切割。答案答案(1)4质粒载体质粒载体质粒载体连接物质粒载体连接物目的基因目的基因目的基因连接物目的基因连接物质粒载体质粒载体目的基因连接物目的基因连接物(2)EcoRSma题组三题组三基因工程的载体基因工程的载体7下列关于质粒的叙述，正确的是下列关于质粒的叙述，正确的是()A质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器4/8B质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型双链环状质粒是细

12、菌细胞质中能自主复制的小型双链环状 DNA 分子分子C质粒只有在侵入受体细胞后才能复制质粒只有在侵入受体细胞后才能复制D细菌质粒的复制过程一定是在受体细胞外独立进行的细菌质粒的复制过程一定是在受体细胞外独立进行的B质粒是一种裸露的质粒是一种裸露的、结构简单结构简单、独立于细菌拟核独立于细菌拟核 DNA 之外之外，并具有自并具有自我复制能力的小型双链环状我复制能力的小型双链环状 DNA 分子分子。质粒在受体细胞和自身细胞内均能自我质粒在受体细胞和自身细胞内均能自我复制。复制。8下列关于载体的叙述中，错误的是下列关于载体的叙述中，错误的是()A载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组载体与目的基因

13、结合后，实质上就是一个重组 DNA 分子分子B在进行基因工程操作中在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的础上进行过人工改造的C目前常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等目前常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等D载体具有某些标记基因，便于对其进行切割载体具有某些标记基因，便于对其进行切割D用用 DNA 连接酶将目的基因和载体连接酶将目的基因和载体 DNA 连接在一起，形成的连接在一起，形成的 DNA 分分子为重组子为重组 DNA 分子，分子，A 正确；常用的载体有质粒、正确；常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植

14、物噬菌体的衍生物、动植物病毒等，其中在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质病毒等，其中在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的粒的基础上进行人工改造的，B、C 正确正确；标记基因的作用是鉴别受体细胞中是标记基因的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，否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，D 错误。错误。9下面是四种不同质粒的示意图，其中下面是四种不同质粒的示意图，其中 ori 为复制必需的序列，为复制必需的序列，ampr为氨为氨苄青霉素抗性基因，苄青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，箭

15、头表示一种限制性内切核酸酶的为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性内切核酸酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组上生长的含重组 DNA 的细胞，应选用的质粒是的细胞，应选用的质粒是()CA 项破坏了复制必需的序列项破坏了复制必需的序列。 B 项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好因都完好， 在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。 C 项氨苄青霉素项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，

16、能在四环素培养基上生长而不能在氨抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。苄青霉素培养基上生长。D 项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。坏。5/810对下图所示黏性末端的相关说法错误的是对下图所示黏性末端的相关说法错误的是()A甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制性内切核酸酶催化产生的甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制性内切核酸酶催化产生的B甲、乙具相同的黏性末端，可形成重组甲、乙具相同的黏性末端，可形成重组 DNA 分子，但甲、丙之间不能分子，但甲、丙之间不能CDNA 连接酶作用位点在连

17、接酶作用位点在 b 处，催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学处，催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键键D切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由甲、乙片段形成的重组 DNA 分分子子C甲图表示在甲图表示在 G 和和 A 之间进行剪切，乙图表示在之间进行剪切，乙图表示在 C 和和 A 之间进行剪切之间进行剪切，丙图表示在丙图表示在 C 和和 T 之间进行剪切，因此三者需要不同的限制性内切核酸酶进行之间进行剪切，因此三者需要不同的限制性内切核酸酶进行剪切剪切；甲和乙的黏性末端相同甲和乙的黏性末端相同，能够通过碱基互补配对形成重组能够通过碱基互补配对形成

18、重组 DNA 分子分子，但但甲和丙不行；甲和丙不行；DNA 连接酶作用的位点是磷酸二酯键，乙图中的连接酶作用的位点是磷酸二酯键，乙图中的 a 和和 b 分别表示分别表示磷酸二酯键和氢键；甲和乙形成的重组磷酸二酯键和氢键；甲和乙形成的重组 DNA 分子相应位置的分子相应位置的 DNA 碱基序列为碱基序列为GAATTGCTTAAC，而甲图表示在而甲图表示在 G 和和 A 之间切割之间切割，所以该重组序列不能被切割甲所以该重组序列不能被切割甲的限制性内切核酸酶识别。的限制性内切核酸酶识别。11下下图所示为限制酶图所示为限制酶 BamH 和和 Bgl 的识别序列及切割位点，实验中的识别序列及切割位点，

19、实验中用用 BamH 切割切割 DNA 获得目的基因获得目的基因，用用 Bgl 切割质粒切割质粒，并将它们拼接得到重并将它们拼接得到重组质粒。下列相关叙述正确的是组质粒。下列相关叙述正确的是()A在酶切过程中，只需要控制好酶的浓度，不需要控制温度等因素在酶切过程中，只需要控制好酶的浓度，不需要控制温度等因素B经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别C质粒经质粒经 Bgl 切割后形成的黏性末端是切割后形成的黏性末端是GCTACGD分别用图中两种限制酶切割，可保证目的基因定向地插入质粒分别用图中两种限制酶切割，可保证目的基因定向地插入质粒B影

20、响酶促反应的因素有温度、影响酶促反应的因素有温度、pH、酶浓度、底物浓度、反应时间等，、酶浓度、底物浓度、反应时间等，6/8因此酶切过程中因此酶切过程中，需控制好酶浓度需控制好酶浓度、温度和反应时间等因素温度和反应时间等因素，A 错误错误；经两种酶经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶识别处理得到的重组质粒不能再被这两种酶识别，B 正确正确；质粒经质粒经 Bgl 切割后形成切割后形成的黏性末端是的黏性末端是ATCTAG，C 错误；分别用题图中两种限制酶切割目的错误；分别用题图中两种限制酶切割目的基因和质粒，由于形成的黏性末端相同，因此并不能保证目的基因定向地插入基因和质粒，由于形成的黏性末

21、端相同，因此并不能保证目的基因定向地插入质粒，质粒，D 错误。错误。12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质粒础重新组建的人工质粒，pBR322 质粒是较早构建的质粒载体质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图其主要结构如图一所示。一所示。(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便于构建人工质粒时要有抗性基因，以便于_。(2)pBR322 分子中有单个分子中有单个 EcoR限制酶作用位点，限制酶作用位点，EcoR 只能识别序列只能识别序列GAATTC，并只能在，并只能在 G 与与 A 之间切割。若

22、在某目的基因的两侧各有之间切割。若在某目的基因的两侧各有 1 个个EcoR 的切点，请画出目的基因两侧被限制酶的切点，请画出目的基因两侧被限制酶 EcoR切割后所形成的黏性末切割后所形成的黏性末端。端。_。(3)pBR322 分子中另有单个的分子中另有单个的 BamH 限制酶作用位点，现将经限制酶作用位点，现将经 BamH 处理后的质粒与用另一种限制酶处理后的质粒与用另一种限制酶 Bgl 处理得到的目的基因处理得到的目的基因，通过通过 DNA 连接酶连接酶的作用恢复的作用恢复_键键， 成功地获得了重组质粒成功地获得了重组质粒， 这说明这说明_。(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无为了检测上

23、述重组质粒是否导入原本无 Ampr和和 Tetr的大肠杆菌的大肠杆菌，将大肠将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二与图三空圈相对应的图二中的菌落表型是中的菌落表型是_， 图三结果显示图三结果显示， 多数大肠杆菌导入的是多数大肠杆菌导入的是_。解

24、析解析(1)构建人工质粒时要有抗性基因作为标记基因，用于重组构建人工质粒时要有抗性基因作为标记基因，用于重组 DNA 的的7/8鉴定和筛选或便于鉴别目的基因是否导入受体细胞鉴定和筛选或便于鉴别目的基因是否导入受体细胞。 (2)EcoR 只能识别核酸序只能识别核酸序列列GAATTC，并只能在并只能在 G 与与 A 之间切割之间切割。根据限制酶的识别序列和切割位根据限制酶的识别序列和切割位点进行解答点进行解答。(3)DNA 连接酶的作用是恢复磷酸二酯键连接酶的作用是恢复磷酸二酯键；由题干可知由题干可知，两种限制两种限制酶酶(BamH和和 Bgl)切割得到的黏性末端相同，这样才能进行相应的碱基互补切

25、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。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工质粒即 pBR322 质粒。质粒。答案答案(1)重组重组 DNA 的鉴定和筛选的鉴定和筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞鉴别目的基因是否导入受体细胞)(2)(3)磷酸二酯磷酸二酯两种限制酶两种限制酶(BamH 和和 Bgl)切割得到的黏性末端相同切割得到的黏性末端相同

26、(4)能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素pBR322 质粒质粒对限制酶的作用结果分辨不清对限制酶的作用结果分辨不清13表表 1 列举了几种限制酶识别序列及其切割位点列举了几种限制酶识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割箭头表示相关酶的切割位点位点)。图。图 2 是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是()表表 1图图 2ABamH 切割的是磷酸二酯键，切割的是磷酸二酯键，Alu 切割的是氢键切割的是氢键B能被能被 Sau3A识别的序列，一定也能被识别的序列，一定也能被 BamH 识别识别CDNA 连接酶能连接连接酶能连接，也

27、能连接，也能连接DE.coliDNA 连接酶和连接酶和 T4DNA 连接酶都能连接连接酶都能连接CBamH 与与 Alu 切割的均是磷酸二酯键切割的均是磷酸二酯键， A 错误错误； BamH 识别并切识别并切8/8割割， Sau3A识别并切割识别并切割， 故故BamH 能识别的碱基序列能识别的碱基序列， Sau3A一定能识别一定能识别，但是但是 Sau3A能识别的序列能识别的序列，BamH 不一定能识别不一定能识别，B 错误错误；的黏性末端相同，的黏性末端相同，的黏性末端也相同，因此的黏性末端也相同，因此 DNA 连接酶能连接连接酶能连接，也能连接也能连接，C 正确；正确；E.coli DNA 连接酶是从大肠杆菌中获得的，只能连接连接酶是从大肠杆菌中获得的，只能连接黏性末端黏性末端，T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而图中而图中均属于平末端，只能用均属于平末端，只能用 T4 DNA 连接酶连接，连接酶连接，D 错误。错误。