1.1DNA重組技術(shù)的基本工具

1、.專題1 基因工程1.1 DNA重組技術(shù)的根本工具1科學(xué)家們經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術(shù)基因工程。施行該工程的最終目的是A定向提取生物體的DNA分子B定向地對DNA分子進(jìn)展人工“剪切C在生物體外對DNA分子進(jìn)展改造D定向地改造生物的遺傳性狀解析：基因工程的內(nèi)容就是在生物體外，通過對DNA分子進(jìn)展人工“剪切和“拼接，對生物的基因進(jìn)展改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)展無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需的基因產(chǎn)物，也就是定向地改造了生物的遺傳性狀。來源:Zxxk 答案：D2以下關(guān)于限制酶的說法，正確的選項(xiàng)是A限制酶廣泛存在于各種生物中，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)B一種限制酶只

2、能識別一種或一類特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割DNA后都會形成黏性末端D限制酶均能特異性地識別由6個(gè)核苷酸組成的序列解析：限制酶主要存在于微生物中，A錯(cuò)誤；限制酶具有專一性，即一種限制酶只能識別一種或一類特定的核苷酸序列，B正確；不同的限制酶切割DNA后會形成黏性末端或平末端，C錯(cuò)誤；限制酶均能特異性地識別核苷酸序列，但識別的核苷酸序列不一定是由6個(gè)核苷酸組成的，D錯(cuò)誤。答案：B3以下關(guān)于DNA連接酶的作用的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是來源:1ZXXKA將單個(gè)核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵B將斷開的兩個(gè)DNA片段的骨架連接起來，重新形成磷酸二酯鍵C連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D只能將

3、雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端連接起來解析：選項(xiàng)A是DNA聚合酶的作用，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA連接酶能將雙鏈DNA片段末端連接起來，重新形成磷酸二酯鍵，故B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)只涉及了E·coli DNA連接酶的作用T4 DNA連接酶還可以連接平末端，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B4如以下圖是基因工程主要技術(shù)環(huán)節(jié)的一個(gè)根本步驟，這一步驟需用到的工具酶是ADNA連接酶和解旋酶BDNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶C限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶DDNA聚合酶和RNA聚合酶解析：目的基因和載體結(jié)合需“分子手術(shù)刀限制性核酸內(nèi)切酶和“分子縫合劑DNA連接酶。此過程不涉及DNA復(fù)制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。答

4、案：C5以下圖為DNA分子的切割和連接過程。DNA分子的切割和連接1EcoR I是一種_酶，其識別序列是_，切割位點(diǎn)是_與_之間的_鍵。切割結(jié)果產(chǎn)生的DNA片段末端形式為_。2不同來源的DNA片段結(jié)合，在這里需要的酶應(yīng)是_，此酶的作用是在_與_之間形成_鍵而起“縫合作用的，其中能連接平末端的連接酶是_。解析：EcoR I是一種限制酶，從圖中可以看出其識別序列是GAATTC，切割位點(diǎn)是鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。切割后產(chǎn)生的DNA末端形式為黏性末端。要將不同來源的DNA片段連接起來，需要DNA連接酶，其作用是形成磷酸二酯鍵而將兩DNA片段“縫合起來。T4 DNA連接酶既可

5、以“縫合黏性末端，也可以“縫合平末端。答案：1限制性核酸內(nèi)切限制GAATTC鳥嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸磷酸二酯黏性末端2E·coli DNA連接酶或T4 DNA連接酶鳥嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸磷酸二酯T4 DNA連接酶A級根底穩(wěn)固1能有效地打破物種的界限，定向地改造生物的遺傳性狀，培育新的農(nóng)作物優(yōu)良品種的生物技術(shù)是A基因工程技術(shù)B誘變育種技術(shù)C雜交育種技術(shù) D組織培養(yǎng)技術(shù)解析：誘變育種是在一定的條件下，對某一品種進(jìn)展誘變而產(chǎn)生的突變性狀；雜交育種必須在同種生物之間進(jìn)展；組織培養(yǎng)技術(shù)是無性生殖，難以產(chǎn)生新品種；而基因工程可以打破物種的界限，在不同種生物之間進(jìn)展基因重組，從而

6、定向改造生物的遺傳性狀。答案：A2在基因工程中，常用的“剪刀“針線和“載體分別指A大腸桿菌病毒、質(zhì)粒、DNA連接酶B噬菌體、質(zhì)粒、DNA連接酶C限制酶、RNA連接酶、質(zhì)粒D限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒解析：基因工程又叫DNA重組技術(shù)，是指按照人們的意愿，進(jìn)展嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由此可見，DNA重組技術(shù)至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶限制酶分子“剪刀，DNA連接酶分子“針線，質(zhì)粒、動植物病毒或噬菌體運(yùn)載體。答案：D3以下四個(gè)DNA分子，彼此間具有黏性末端的一組是A BC D解析：兩個(gè)黏性末端彼此

7、之間可以根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原那么連接成DNA片段。答案：D4作為基因的運(yùn)輸工具載體，必須具備的條件之一及理由是A可以在受體細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B具有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)C具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件D可以在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)展挑選解析：作為載體要攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并使之表達(dá)，必須可以在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定地保存并大量復(fù)制。同時(shí)要具有某些標(biāo)記基因，是為了通過標(biāo)記基因是否表達(dá)來判斷目的基因是否進(jìn)入了受體細(xì)胞，從而挑選受體細(xì)胞。載體要具有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，那么是為了便于與外源基因連接。答案：A5限制酶是一種核酸內(nèi)

8、切酶，可識別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列，以下圖為四種限制酶BamH，EcoR ，Hind 和Bgl 的識別序列和切割位點(diǎn)：切割出來的DNA黏性末端可以互補(bǔ)配對的是ABamH 和EcoR BBamH 和Hind CBamH 和Bgl DEcoR 和Hind 解析：BamH切割出來的DNA黏性末端是GATC，Bgl切割出來的DNA黏性末端也是GATC，它們可以互補(bǔ)配對。答案：CB級才能訓(xùn)練6如圖表示兩種限制酶識別DNA分子的特定序列，并在特定位點(diǎn)對DNA分子進(jìn)展切割的示意圖，請答復(fù)以下問題：1圖中甲和乙代表_。2EcoR、Hpa代表_。3圖中甲和乙經(jīng)過相應(yīng)操作均形成兩個(gè)片段，切口的類型分別

9、為_、_。甲中限制酶的切點(diǎn)是_之間，乙中限制酶的切點(diǎn)是_之間。4由圖解可以看出，限制酶的作用特點(diǎn)是_。5假如甲中G堿基發(fā)生基因突變，可能發(fā)生的情況是_。解析：1由題圖看出，甲和乙代表由脫氧核苷酸構(gòu)成的不同的DNA片段。2EcoR和Hpa能切割DNA分子，說明它們是限制酶。3甲中切點(diǎn)在G、A之間，切口在識別序列中軸線兩側(cè)，形成黏性末端；乙中切點(diǎn)在A、T之間，切口在識別序列中軸線處，形成平末端。4限制酶能識別DNA分子的特定核苷酸序列，并從特定位點(diǎn)切割DNA分子。5當(dāng)特定核苷酸序列變化后，就不能被相應(yīng)限制酶識別。答案：1有特定脫氧核苷酸序列的DNA片段2兩種不同的限制酶3黏性末端平末端G、AA、T

10、4能識別雙鏈DNA分子的特定脫氧核苷酸序列，并從特定的位點(diǎn)將DNA分子切開來源:Z_xx_k 5限制酶不能識別切割位點(diǎn)7限制酶Mun和限制酶EcoR 的識別序列及切割位點(diǎn)分別是CTTAAG和GAATTC。如以下圖表示的是四種質(zhì)粒和目的基因，其中箭頭所指部位為酶的識別位點(diǎn)，質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是解析：目的基因兩側(cè)有Mun和EcoR 兩種限制酶的識別序列，用這兩種酶切割都可得到目的基因；B中質(zhì)粒無標(biāo)記基因，不符合作為載體的條件；C、D中的標(biāo)記基因都會被破壞。答案：A8以下圖表示某種質(zhì)粒和人的胰島素基因，其中a表示標(biāo)記基因，b表示胰島素基因，E1表示某限制酶的酶

11、切位點(diǎn)，現(xiàn)用該種限制酶分別切割質(zhì)粒和胰島素基因，后用DNA連接酶連接切割后的質(zhì)粒和胰島素基因，以下選項(xiàng)中不可能出現(xiàn)的是解析：根據(jù)目的基因和質(zhì)粒上的限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)及互相連接情況判斷不可能出現(xiàn)選項(xiàng)C的連接。答案：C9據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A限制酶可以切斷a處BDNA聚合酶可以連接a處C解旋酶可以使b處解開DDNA連接酶可以連接c處解析：限制酶切割DNA分子時(shí)破壞的是DNA鏈中的磷酸二酯鍵，如圖a處。DNA聚合酶是將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵，因此DNA聚合酶可以連接a處。解旋酶解開兩個(gè)堿基對之間的氫鍵，即b處解開。DNA連接酶連接的

12、是兩個(gè)相鄰的脫氧核苷酸的磷酸和脫氧核糖，形成磷酸二酯鍵，如a處，而圖示的c處連接的是同一個(gè)脫氧核苷酸內(nèi)的磷酸和脫氧核糖。答案：D10基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和挑選。限制酶的識別序列和切點(diǎn)是GGATCC，限制酶的識別序列和切點(diǎn)是GATC。根據(jù)以下圖判斷以下操作正確的選項(xiàng)是A目的基因和質(zhì)粒均用限制酶切割來源:Z*xx*k B目的基因和質(zhì)粒均用限制酶切割C質(zhì)粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割D質(zhì)粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割解析：解此題要明確目的基因要切下，質(zhì)粒只要切開。限制酶的識別序列和切點(diǎn)是GATC，單獨(dú)使用時(shí)可以把目的基因和質(zhì)粒都切斷；限制酶的識別序列

13、和切點(diǎn)是GGATCC，只能把它們切開，單獨(dú)使用時(shí)不能切下，所以目的基因用限制酶切割，質(zhì)粒用限制酶切割；因?yàn)橛孟拗泼盖懈钯|(zhì)粒時(shí)破壞了Gene，所以只能用Gene 作為標(biāo)記基因。答案：D11根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，答復(fù)以下問題： 1限制酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有_和_。2質(zhì)粒載體用限制酶X識別的序列由6個(gè)核苷酸組成切割后產(chǎn)生的片段如下：AATTCGGCTTAA該酶識別的序列為_，切割的部位是_。3為使切割后的載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外，還可用限制酶Y切割，兩種酶共同的特點(diǎn)是_。4按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即_DNA連接酶和

14、_DNA連接酶，其中后者只能連接一種末端。5基因工程中除質(zhì)粒外，_和_也可作為載體。解析：1限制酶切割DNA分子后可產(chǎn)生兩種類型的末端，即平末端和黏性末端。2將圖中片段兩端的黏性末端對接后可以看出限制酶X識別的序列為6個(gè)核苷酸組成的GAATTC，互補(bǔ)鏈?zhǔn)荂TTAAG，切割的位點(diǎn)為G和A之間的磷酸二酯鍵。3質(zhì)粒載體可以用限制酶X切割，也可以用另一種限制酶切割，說明該酶與限制酶X切割產(chǎn)生的黏性末端一樣。4基因工程使用的DNA連接酶，按來源可分為E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶，其中只能連接黏性末端的是E·coli DNA連接酶。5基因工程的載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生

15、物和動植物病毒。答案：1黏性末端平末端2GAATTC或CTTAAGG和A之間的磷酸二酯鍵來源:Zxxk 3兩種限制酶切割后形成的黏性末端一樣4T4E·coli5噬菌體的衍生物動植物病毒12如圖為某基因工程中利用的質(zhì)粒簡圖，小箭頭所指分別為限制酶EcoR I、BamH I的酶切位點(diǎn)，ampR為青霉素抗生素抗性基因，tetR為四環(huán)素抗生素抗性基因，P為啟動子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)。目的基因的兩端分別有包括EcoR I、BamH I在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖答復(fù)以下問題：1在基因工程中常用的工具有三種：一是用于切割DNA分子的_；二是將目的基因與載體拼接的_；三是作為載體的質(zhì)粒。

16、2將含有目的基因的DNA與經(jīng)特定的酶切后的載體質(zhì)粒進(jìn)展拼接形成重組DNA，理論上講，重組DNA可能有“_“_“_三種，其中有效的所需要的重組DNA是_。因此需要對這些拼接產(chǎn)物進(jìn)展分離提純。3利用圖示的質(zhì)粒拼接形成的三種拼接產(chǎn)物重組DNA與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的拼接產(chǎn)物重組DNA是_。解析：1在基因工程中常用的工具酶有兩種：一是用于切割DNA分子的限制酶，二是將目的基因與載體連接的DNA連接酶。2用同一種限制酶將含有目的基因的DNA和質(zhì)粒分別切開，產(chǎn)生的黏性末端一樣，進(jìn)展拼接形成的重組DNA，理論上講，可能有目的基因目的基因、目的基因載體和載體載體三種。其中人們所需要的重組DNA是目的基因載體。3由圖可以看出兩種限制酶的酶切位點(diǎn)都在四環(huán)素抗性基因中，兩種限制酶都能破壞四環(huán)素抗性基因，因此用該質(zhì)粒拼接形成的三種拼接產(chǎn)物重組DNA與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的拼接產(chǎn)物應(yīng)是載體載體仍有抗性基因。答案：1限制酶限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶2目的基因目的基因目的基因載體載體載體目的基因載體