1、课后素养落实(十二)重组DNA技术的基本工具(建议用时：40分钟)题组一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基因工程。实施该工程的最终目的是()A.定向提取生物体的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状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项。2(2020福建厦门一中月考)下列有关基因工程诞生的说法，错误的是()A.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B.工具酶和载体的发现使基因工程的实
2、施成为可能C.遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据D.基因工程必须在同物种间进行D基因工程又叫重组DNA技术，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；尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码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。题组二基因工程的工具酶3(2020福建厦门一中高二下月考)某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成
3、的两个DNA片段是()序号片段1片段2A. B C DB限制酶识别序列的中心轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的，若切割形成的是黏性末端，则黏性末端碱基应该互补配对。分析图中片段可知，中的片段可能由同一种限制酶切割所得，B正确。4下列有关DNA连接酶的叙述，正确的是()A.T4 DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来B.E.coli DNA连接酶能将双链DNA片段平末端之间进行连接C.DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸CDNA连接酶能使两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，从而将它们连接起来。
4、E.coli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间进行连接。T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。5根据图表的内容回答问题：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EcoR和Pst酶切含有目的基因的DNA，能得到_种DNA片段。如果将质粒载体和含目的基因的DNA片段只用EcoR酶切，酶切产物再加入DNA连接酶，其中由两个DNA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，酶切时应该选用的酶是_
5、、_。解析(1)含目的基因的DNA分子上含有2个EcoR 和1个Pst 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酶切，目的基因两端和质粒切口处的黏性末端相同，只考虑两个DNA片段相连，则会形成3种连接产物，即质粒与质粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。(2)为了防止任意连接，可选用EcoR和Sma两种酶同时切割。答案(1)4质粒载体质粒载体连接物目的基因目的基因连接物质粒载体目的基因连接物(2)EcoRSma题组三基因工程的载体6限制酶Mun 和限制酶EcoR 的识别序列及切割位点分别是CTTAAG和GAATTC。下图表示四种
6、质粒和目的基因，其中，质粒上箭头所指部位为酶的识别位点，阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是()ABCDA用限制酶Mun 切割A质粒后，不会破坏标记基因，而且还能产生与目的基因两侧黏性末端相同的末端，适于作为目的基因的载体。B项中质粒没有标记基因，不适于作为目的基因的载体。C、D质粒含有标记基因，但用限制酶切割后会被破坏，因此不适于作为目的基因的载体。7下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，ampr为氨苄青霉素抗性基因，tetr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上生长的含重组D
7、NA的细胞，应选用的质粒是()CA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。C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，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。D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。题组四DNA的提取与鉴定8(2020山东莱州一中月考改编)以洋葱为材料进行DNA的粗提取与鉴定实验，相关叙述错误的是()A.可将洋葱换成哺乳动物的血液进行该实验B.向含DNA的滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液，有利于去除杂质C.向含DNA的滤液中加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，有利于
8、获得较纯净的DNAD.用二苯胺试剂鉴定DNA时进行沸水浴，有利于显色反应的发生A哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体等，DNA含量少，不宜作为该实验的材料，A错误；在2 mol/L 的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大，进而可去除不溶的杂质，B正确；DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，向含DNA的滤液中加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，有利于获得较纯净的DNA，C正确；DNA与二苯胺试剂在沸水浴下反应呈蓝色，D正确。9(2020天津南开区测试改编)某生物兴趣小组开展DNA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10 g。剪碎后分成两组，一
9、组置于20 、另一组置于20 条件下保存24 h。(1)DNA粗提取结果如表。材料保存温度花菜辣椒蒜黄20 20 (注：“”越多表示蓝色越深)(2)该探究性实验课题的名称可能是“探究不同材料和不同_对DNA提取量的影响”。(3)DNA的鉴定可用_试剂在_条件下进行。(4)根据实验结果分析：结论1：与20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，DNA的提取量更_(填“多”或“少”)。结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从_中提取的DNA量最多。针对结论1，请提出合理的解释：低温抑制了_的活性，DNA降解速度减慢。解析(2)根据表格可知该实验的自变量是温度和不同材料，因此该探究性实验
10、课题的名称可能是“探究不同材料和不同(保存)温度对DNA提取量的影响”。(3)鉴定DNA时可用二苯胺试剂，在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。(4)结论1：与20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，与二苯胺进行沸水浴加热后蓝色更深，说明DNA的提取量更多。结论2：等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多，因此其与二苯胺进行沸水浴加热后蓝色最深。出现结论1的原因是低温抑制了(核酸水解)酶的活性，DNA降解速度减慢。答案(2)(保存)温度(3)二苯胺沸水浴(4)多蒜黄(核酸水解)酶10(2020河南洛阳高二期中考试)限制酶BamH 和Bgl 是两种常见的工
11、具酶，它们的识别序列及切割位点依次为GGATCC和AGATCT。研究中用BamH 切割DNA获得目的基因，用Bgl 切割质粒，并用DNA连接酶连接得到重组质粒。下列相关叙述正确的是()A.限制酶切割DNA过程中会将碱基对之间的氢键切断B.含目的基因的DNA片段经BamH 切割后形成的是平末端C.经BamH 和Bgl 两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别D.分别用BamH 和Bgl 两种限制酶切割，能保证目的基因定向插入质粒C限制酶切断的是磷酸二酯键，A错误；含目的基因的DNA片段经BamH 切割后形成的是黏性末端，B错误；两种限制酶切割产生的黏性末端互补，经过DNA连接酶处理后获得的
12、重组序列是，该序列不能被BamH和Bgl 识别，C正确；BamH 和Bgl 两种限制酶切割产生的黏性末端互补，仍然会出现自身环化和反向连接现象，不能保证目的基因定向插入质粒，D错误。11(2020北京一零一中学模拟改编)如表为常用的限制酶及其识别序列和切割位点，据表分析以下说法正确的是()限制酶BamH EcoR Hind 识别序列和切割位点GGATCCGAATTCGTYRAC限制酶Kpn Sau3A Sma 识别序列和切割位点GGTACCGATCCCCGGG(注：Y表示C或T，R表示A或G)A一种限制酶只能识别一种脱氧核苷酸序列B限制酶的切割位点一定位于识别序列的内部C不同限制酶切割后可形成
13、相同的黏性末端D限制酶切割后形成的一定都是黏性末端C由于Y表示C或T，R表示A或G，说明一种限制性内切核酸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Sau3A ，B错误；不同限制酶切割后形成的黏性末端不一定相同，如EcoR 、Hind 、Kpn 切割后形成的黏性末端各不相同，而BamH 和Sau3A 切割后形成的黏性末端相同，C正确；限制酶切割后可形成平末端，D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础重新组建的人工质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示。(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以
14、便于_。(2)pBR322分子中有单个EcoR限制酶作用位点，EcoR 只能识别序列GAATTC，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoR 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端。_。(3)pBR322分子中另有单个的BamH 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Bgl 处理得到的目的基因，通过DNA连接酶的作用恢复_键，成功地获得了重组质粒，这说明_。(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无Ampr和Tetr的大肠杆菌，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。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，
15、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(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中的菌落表型是_，图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是_。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 只能识别核酸序列GAATTC，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；由题干可知，两种限制酶(BamH 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
16、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。 答案(1)重组DNA的鉴定和筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞)(2)(3)磷酸二酯两种限制酶(BamH 和Bgl)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 混淆与DNA有关的各种酶的作用13(2020山东烟台莱州一中高二月考)下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A BC DC限制酶能够识别双链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裂，形成黏性末端，因此作用于；DNA聚合酶用于DNA分子的复制，能在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来，因此作用于；DNA连接酶能在具有相同碱基末端的两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，因此作用于；解旋酶能够将DNA分子的双螺旋解开，故作用于。