1、选修三 第一章 基因工程第1课时工具酶的发现和基因工程的诞生 (时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共8小题，每小题2分，共16分)1实施基因工程的最终目的是()A提取生物体的DNA分子B对DNA分子进行人工剪切C在生物体外对DNA分子进行改造D创造符合人们需要的新生物类型和生物产品解析A、B和C三项均为基因工程操作的具体内容，但不是基因工程的目的。实施基因工程的最终目的是通过基因操作定向改造生物的遗传物质，创造符合人们需要的新生物类型和生物产品。答案D2下列关于限制性核酸内切酶的叙述，错误的是()A它能在特殊位点切割DNA分子B同一种限制性核酸内切酶切割不同的DNA产生的粘性末端能够很好
2、地进行碱基互补配对C它能任意切割DNA，从而产生大量的DNA片段D每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列解析限制性核酸内切酶是基因工程的重要工具之一；每种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子；同一种限制性核酸内切酶切割不同的DNA产生的粘性末端碱基序列能够互补配对。答案C3如图，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生下述变化，则此酶是()ADNA连接酶 BRNA聚合酶CDNA聚合酶 D限制性核酸内切酶解析DNA连接酶的作用是将两个粘性末端的磷酸基和脱氧核糖连接在一起；RNA聚合酶是在RNA复制或转录过程中，把核糖核苷酸连接在一起；DNA聚合酶
3、是在DNA复制过程中催化脱氧核苷酸的聚合反应；限制性核酸内切酶是在获取目的基因时识别特定的碱基序列，切出粘性末端或平末端。图示为将两个粘性末端的磷酸基和脱氧核糖连接在一起，因此选A。答案A4.据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是()A限制性核酸内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处BDNA聚合酶可以连接a处C解旋酶可以使b处解开D连接c处的酶可以为DNA连接酶解析限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，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。DNA连接酶能够将双链DNA片段缝合起来，恢复被限制性核酸内切酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。因此，
4、限制性核酸内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处；c处是同一个核苷酸内部脱氧核糖和磷酸之间形成的键，不能用DNA连接酶连接；DNA聚合酶在DNA复制时将单个的核苷酸连接到DNA子链上，连接的部位也是a处；解旋酶可以破坏碱基对之间的氢键，即使b处解开。答案D5下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体()A细菌质粒 B噬菌体C动植物病毒 D细菌拟核DNA解析考查对载体的掌握情况。基因工程中经常使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。细菌质粒是细菌拟核以外的小型环状DNA分子，细菌拟核DNA不能作为目的基因的载体。答案D6下列关于载体的叙述中，错误的是()A与目的基因结合后，实质
5、上就是一个重组DNA分子B对某种限制性核酸内切酶而言，最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C目前常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒D具有某些标记基因，便于对其进行切割解析载体应具有一或多个限制性核酸内切酶切点，以便于对其进行切割；标记基因的作用是供重组DNA分子的鉴定和选择。答案D7以下关于基因工程的工具的说法，正确的是()A所有的限制性核酸内切酶只能识别同一种特定的核苷酸序列B质粒是基因工程中唯一的载体C载体必须具备的条件之一是具有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因连接D基因工程需要的工具是限制性核酸内切酶和DNA连接酶解析酶具有专一性，不同的限制性核酸内切酶能识别不
6、同的核苷酸序列；质粒是基因工程中常用的载体，但不是唯一的；基因工程需要的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体。答案C8下列所示的粘性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的()A1种 B2种 C3种 D4种解析先写出另一条单链，再观察识别序列和切点的差异。答案D二、非选择题(共4小题，共34分)9(8分)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质一DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。据图回答：(1)过程酶作用的部位是_键。此过程只发生在非结合区DNA，过程酶作用的部位是_键。(2)、两过程利用了酶的_特性。(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需
7、要将过程的测序结果与_酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。解析(1)DNA酶的作用部位是DNA中的磷酸二酯键，蛋白酶的作用部位是肽键。(2)过程利用了酶催化一种或一类化学反应的特性，即专一性。(3)构建重组质粒时要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，其中限制性核酸内切酶需要根据要切割的序列进行选择，因为限制性核酸内切酶的作用具有特异性。答案(1)磷酸二酯肽(2)专一性(3)限制性核酸内切10(8分)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。科学家运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回
8、答：(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。人的蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是_。(2)请画出质粒被切割形成粘性末端的过程图。(3)人的蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_，“插入”时用的工具是_，其种类有_。解析限制性核酸内切酶的作用是获得目的基因，DNA连接酶起“缝合”作用，载体能把目的基因导入受体细胞。载体的种类主要有质粒、动植物病毒及噬菌体。答案(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)(3)基因的结构是相同的载体质粒、动植物病毒及噬菌体11(8分)如图表示两种限制性核酸内切酶识别DNA分子的特定序列，并在特定位点对DNA进行切割的示意图，请
9、回答以下问题：(1)图中甲和乙代表_。(2)EcoR 、Hpa 代表_。(3)图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段，切口的类型分别为_、_。甲中限制性核酸内切酶的切点是_之间，乙中限制性核酸内切酶的切点是_之间。(4)由图解可以看出，限制性核酸内切酶的作用特点是_。(5)如果甲中G碱基发生基因突变，可能发生的情况是_。解析从图解可以看出，甲和乙代表的是不同的DNA片段，在相应的限制性核酸内切酶(EcoR、Hpa)的作用下，在特定的位点被剪切成两部分。前者是在识别序列的中心轴线两侧分别切开，形成的末端是粘性末端；后者是在识别序列的中心轴线处切开，形成的末端是平末端。答案(1)有特殊脱氧核苷酸序列
10、的DNA片段(2)两种不同的限制性核酸内切酶(3)粘性末端平末端G、AA、T(4)能识别双链DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列，并从特定的位点将双链DNA分子切开(5)限制性核酸内切酶不能识别切割位点12(10分)下表中列出了几种限制性核酸内切酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制性核酸内切酶的酶切位点。请回答下列问题：限制性核酸内切酶BamH Hind EcoR Sma 识别序列及切割位点GGATCCAAGCTTGAATTCCCCGGGCCTAGGTTCGAACTTAAGGGGCCC(1)一个图1所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含有_个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行
11、改造，插入的Sma 酶切位点越多，质粒的热稳定性越_。(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma 切割，原因是_。(4)与只使用EcoR 相比较，使用BamH 和Hind 两种限制性核酸内切酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_。(5)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。(6)现使用BamH 和Hind 两种限制性核酸内切酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1、2中标示的酶切位点及表中所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。采用BamH 和Hind 酶切，得到_种DNA片
12、段。采用EcoR 和Hind 酶切，得到_种DNA片段。解析(1)该质粒为环状DNA，经Sma切割前，不含有游离的磷酸基团，经Sma切割后形成平末端，含有2个游离的磷酸基团。(2)Sma的识别序列是CCCGGG，在C与G之间切割，Sma酶切位点越多，也就是CG碱基对越多，由于C与G之间的氢键(3个)比A与T之间的氢键(2个)数量多，故其含量越多，质粒的热稳定性越高。(3)据图1可知，Sma切割位点在抗生素抗性基因(标记基因)中，据图2可知，Sma切割位点在目的基因中，因此使用Sma切割会破坏质粒的抗性基因以及外源DNA中的目的基因。(4)用同一种限制性核酸内切酶处理质粒和外源DNA，再用DNA
13、连接酶连接时，往往会有三种连接形式：目的基因质粒、目的基因目的基因(环化)、质粒质粒(环化)，后两种是我们不需要的，因而要进行筛选。用两种限制性核酸内切酶处理质粒和外源DNA，因形成的末端不同，可避免上述情况的发生。(5)连接质粒与目的基因的工具酶是DNA连接酶。(6)用BamH 和Hind 两种限制性核酸内切酶同时处理质粒、外源DNA，经拼接获得的重组质粒，这两种酶的识别序列仍然完整存在，如再用BamH 和Hind 两种限制性核酸内切酶进行酶切时，可再度被切开，形成2种DNA片段；由于EcoR 的识别序列在原质粒中存在并没有被破坏，同时切下的目的基因中还存在1个EcoR 的识别序列，因此在重组质粒中存在2个EcoR 的识别序列，如用EcoR 和Hind 酶切，可得到3种DNA片段。答案(1)0、2(2)高(3)Sma 会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接(6)23