2020-2021高中生物3配套作業(yè):專題1 第1節(jié) DN重組技術(shù)的基本工具含解析_第1頁(yè)
2020-2021高中生物3配套作業(yè):專題1 第1節(jié) DN重組技術(shù)的基本工具含解析_第2頁(yè)
2020-2021高中生物3配套作業(yè):專題1 第1節(jié) DN重組技術(shù)的基本工具含解析_第3頁(yè)
2020-2021高中生物3配套作業(yè):專題1 第1節(jié) DN重組技術(shù)的基本工具含解析_第4頁(yè)
2020-2021高中生物3配套作業(yè):專題1 第1節(jié) DN重組技術(shù)的基本工具含解析_第5頁(yè)
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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高中生物人教版選修3配套作業(yè):專題1第1節(jié)DNA重組技術(shù)的基本工具含解析專題一第一節(jié)請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真完成練案[1]一、選擇題1.(2020·天津高二期末)基因工程利用某目的基因(圖甲)和Pl噬菌體載體(圖乙)構(gòu)建重組DNA。限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)分別是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析錯(cuò)誤的是(D)A.構(gòu)建重組DNA時(shí),可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體B.構(gòu)建重組DNA時(shí),可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體C.圖乙中的P1噬菌體載體只用EcoRⅠ切割后,含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)D.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體,再用DNA連接酶連接,只能產(chǎn)生一種重組DNA解析:從圖甲看出,用EcoRI切割目的基因后兩端各有一切口,與圖乙中EcoRI切口對(duì)接時(shí),可有兩種可能,即可產(chǎn)生兩種重組DNA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.切取動(dòng)物控制合成生長(zhǎng)激素的基因,注入鲇魚受精卵中,與其DNA整合后產(chǎn)生生長(zhǎng)激素,從而使鲇魚比同種正常魚增大3~4倍。此項(xiàng)研究遵循的原理是(B)A.基因突變 B.基因重組C.細(xì)胞工程 D.染色體變異解析:將動(dòng)物控制合成生長(zhǎng)激素的基因注入鲇魚受精卵中,通過(guò)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯合成特定的蛋白質(zhì),表現(xiàn)出特定的性狀,此方法依據(jù)的原理是基因重組。3.下列關(guān)于基因工程的敘述正確的是(C)A.基因工程的原理是基因突變B.DNA連接酶能催化任意2個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵C.通常根據(jù)標(biāo)記基因的產(chǎn)物特征進(jìn)行篩選含目的基因的受體細(xì)胞,根據(jù)目的基因的產(chǎn)物特征判斷基因工程是否取得成功D.質(zhì)粒、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是DNA解析:基因工程的原理是基因重組,A錯(cuò)誤;DNA連接酶是將末端堿基互補(bǔ)的2個(gè)DNA片段連接在一起,B錯(cuò)誤;通常根據(jù)標(biāo)記基因的產(chǎn)物特征進(jìn)行篩選含目的基因的受體細(xì)胞,根據(jù)目的基因的產(chǎn)物特征判斷基因工程是否取得成功,C正確;質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是DNA,限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),D錯(cuò)誤.4.限制酶是一種核酸切割酶,可辨識(shí)并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的辨識(shí)序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切割部位,其中哪兩種限制酶所切割出來(lái)的DNA片段末端可以互補(bǔ)黏合?其正確的末端互補(bǔ)序列是什么(D)A.BamHⅠ和EcoRⅠ;末端互補(bǔ)序列為—AATT—B.BamHⅠ和HindⅢ;末端互補(bǔ)序列為—GATC—C.EcoRⅠ和HindⅢ;末端互補(bǔ)序列為—AATT-D.BamHⅠ和BglⅡ;末端互補(bǔ)序列為—GATC-解析:BamHⅠ和BglⅡ處理后形成的末端互補(bǔ),其末端互補(bǔ)序列為“—GATC—”。5.下列關(guān)于DNA重組技術(shù)基本工具的說(shuō)法,正確的是(B)A.DNA連接酶只能連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端B.細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)含有的限制酶不能對(duì)自身的DNA進(jìn)行剪切C.限制酶切割DNA后一定能產(chǎn)生黏性末端D.質(zhì)粒是基因工程中唯一的載體解析:DNA連接酶分兩類:E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶,前者只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端連接起來(lái),而后者既可以連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端,也可以連接雙鏈DNA片段的平末端;細(xì)菌內(nèi)的限制酶能限制異源DNA的侵入并使之失活,即能將外源DNA切斷,從而保護(hù)自身的遺傳特性;限制酶切割DNA后,產(chǎn)生的末端有黏性末端和平末端兩種;質(zhì)粒是常用的載體,除此之外,基因工程中用到的載體還有λ噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒等.6.現(xiàn)有一長(zhǎng)度為1000堿基對(duì)(bp)的DNA分子,用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp,用KpnI單獨(dú)酶切得到400bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子,用EcoRI、KpnI同時(shí)酶切后得到200bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是(D)解析:“現(xiàn)有一長(zhǎng)度為1000堿基對(duì)(bp)的DNA分子,用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp”說(shuō)明此DNA分子是環(huán)狀DNA分子,只留下C、D兩項(xiàng)供選,“EcoRⅠ、KpnⅠ同時(shí)酶切后得到200bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子"確定只能選D.7.1972年伯格首先在體外進(jìn)行了DNA改造的研究,成功地構(gòu)建了第一個(gè)體外重組DNA分子,下列相關(guān)敘述正確的是(B)A.原核生物具有的限制酶對(duì)自身有害B.DNA連接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶都能催化形成磷酸二酯鍵C.當(dāng)限制酶在它識(shí)別的序列的中心軸兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時(shí),產(chǎn)生的是平末端D.不同DNA分子相同黏性末端間能夠按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則通過(guò)氫鍵相連接,但這個(gè)過(guò)程必須是在DNA連接酶的催化下解析:原核生物具有的限制酶可以切割外來(lái)侵入的外源DNA,對(duì)自身有利,A錯(cuò)誤;DNA連接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶都可以催化形成磷酸二酯鍵,而限制性核酸內(nèi)切酶可以催化磷酸二酯鍵的斷裂,B正確;限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線將DNA切開時(shí),產(chǎn)生的是平末端,C錯(cuò)誤;不同DNA分子相同黏性末端間能夠按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則通過(guò)氫鍵相連接,這個(gè)過(guò)程不需要DNA連接酶的催化,DNA連接酶催化形成的是磷酸二酯鍵,D錯(cuò)誤。8.質(zhì)粒是基因工程中最常用的目的基因運(yùn)載工具。下列有關(guān)敘述正確的是(D)A.質(zhì)粒只分布于原核細(xì)胞中B.在所有的質(zhì)粒上總能找到一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)C.?dāng)y帶目的基因的重組質(zhì)粒只有整合到宿主細(xì)胞的染色體DNA上才會(huì)隨后者的復(fù)制而復(fù)制D.質(zhì)粒上的抗性基因常作為標(biāo)記基因供重組DNA的鑒定選擇解析:質(zhì)粒不只分布于原核生物中,在真核生物—-酵母菌細(xì)胞內(nèi)也有分布,A項(xiàng)錯(cuò)誤;并不是所有的質(zhì)粒都能找到限制酶的切割位點(diǎn)而成為合適的運(yùn)載目的基因的工具,B項(xiàng)錯(cuò)誤;重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞后,可以在細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制,也可以整合后復(fù)制,C項(xiàng)錯(cuò)誤;質(zhì)粒上的抗性基因常作為標(biāo)記基因,D項(xiàng)正確.9.某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a,通過(guò)基因工程的方法,將基因a與載體結(jié)合后導(dǎo)入馬鈴薯植株中,經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Amy在成熟塊莖細(xì)胞中存在。下列有關(guān)這一過(guò)程的敘述不正確的是(B)A.獲取基因a的限制酶的作用部位是圖中的①B.連接基因a與載體的DNA連接酶的作用部位是圖中的②C.基因a進(jìn)入馬鈴薯細(xì)胞后,可隨馬鈴薯DNA分子的復(fù)制而復(fù)制,傳給子代細(xì)胞D.通過(guò)該技術(shù)人類實(shí)現(xiàn)了定向改造馬鈴薯的遺傳性狀的目的解析:限制酶和DNA連接酶的作用部位都位于①,但兩者作用相反;載體具有在宿主細(xì)胞中復(fù)制的能力,與目的基因結(jié)合后,目的基因也會(huì)在宿主細(xì)胞中一起復(fù)制;基因工程的目的就是定向改造生物的遺傳性狀。10.某種著色性干皮癥的致病原因是由于相關(guān)染色體DNA發(fā)生損傷后,未能完成如圖所示的修復(fù)過(guò)程,下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是(A)A.該病是由于染色體結(jié)構(gòu)變異所致B.酶Ⅰ或酶Ⅱ功能異?;蛉笔Ф伎蓪?dǎo)致患病C.完成過(guò)程③至少需要2種酶D.該修復(fù)過(guò)程的場(chǎng)所是在細(xì)胞核中解析:該病是因?yàn)榛蚪Y(jié)構(gòu)改變引起的,屬于基因突變,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可以知道,該DNA的修復(fù)需要酶Ⅰ和酶Ⅱ,因此酶Ⅰ或酶Ⅱ功能異?;蛉笔Ф伎蓪?dǎo)致患病,故B項(xiàng)正確;完成過(guò)程③需要DNA聚合酶將脫氧核苷酸連接到DNA片段上,之后還需要DNA連接酶將DNA片段連接起來(lái),故C項(xiàng)正確;染色體位于細(xì)胞核中,因此修復(fù)染色體DNA損傷的過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞核中,故D項(xiàng)正確。11.基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—eq\o(GG,\s\up6(↓))ATCC—;限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-↓GATC-。據(jù)圖判斷下列操作正確的是(A)A.質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割B.質(zhì)粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割C.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶I切割D.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅱ切割解析:由圖示信息可知,限制酶Ⅰ只能切割—eq\o(GG,\s\up6(↓))ATCC—,限制酶Ⅱ不僅能切割-eq\o(,\s\up6(↓))GATC—,也能切割—eq\o(GG,\s\up6(↓))ATCC—。據(jù)題圖可知,目的基因兩端都有限制酶Ⅱ的識(shí)別序列(切點(diǎn)是-eq\o(,\s\up6(↓))GATC—),可見(jiàn)只有用限制酶Ⅱ才能將目的基因切割下來(lái).質(zhì)粒上GeneⅠ和GeneⅡ表示兩種標(biāo)記基因,分別有限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和限制酶Ⅰ、Ⅱ的識(shí)別序列;如果用限制酶Ⅱ切割,則GeneⅠ和GeneⅡ都被破壞,造成重組質(zhì)粒無(wú)標(biāo)記基因;用限制酶Ⅰ切割,則破壞GeneⅡ,保留GeneⅠ,其產(chǎn)生的黏性末端和切割后目的基因的黏性末端相同,可以連接形成重組DNA。A正確。12.(不定項(xiàng)選擇)目前科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氲酱竽c桿菌細(xì)胞中,在大腸桿菌細(xì)胞中合成了兔子的血紅蛋白.這一先進(jìn)技術(shù)的理論依據(jù)有(ABC)A.所有生物共用一套遺傳密碼子B.基因能控制蛋白質(zhì)的合成C.兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,都具有相同的空間結(jié)構(gòu)D.兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先解析:兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,并且共用一套密碼子,說(shuō)明兔子和大腸桿菌有共同的原始祖先,由于血紅蛋白基因和大腸桿菌DNA控制合成的產(chǎn)物不同,說(shuō)明它們的核苷酸數(shù)量、排列順序不同,但兩者的空間結(jié)構(gòu)都是雙螺旋結(jié)構(gòu),雖然兔子和大腸桿菌有共同的祖先,但這一點(diǎn)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)無(wú)關(guān),綜上所述,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題13.某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tett中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tett表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHI酶切后,與用BamHI酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng),用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有__能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(答出兩點(diǎn)即可)__,而作為基因表達(dá)載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動(dòng)子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的,其原因是__二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)__;并且__含有質(zhì)粒載體__和__含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)__的細(xì)胞也是不能區(qū)分的,其原因是__二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)__。在上述篩選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有__四環(huán)素__的固體培養(yǎng)基.(3)基因工程中,某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為運(yùn)載體,其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自__受體細(xì)胞__.解析:(1)作為運(yùn)載體的質(zhì)粒上應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn),在細(xì)胞中能夠自我復(fù)制,并含有特殊的標(biāo)記基因。(2)未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中均未導(dǎo)入質(zhì)粒載體,而質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因,因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng).含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因,二者在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中都能生長(zhǎng),因此無(wú)法區(qū)分二者。由題圖可知,用BamHI切割質(zhì)粒后將四環(huán)素抗性基因破壞,因此可將經(jīng)氨芐青霉素培養(yǎng)基篩選出的菌落置于含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上再次篩選,能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生存的是含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌,不能生存的是含有插入目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)噬菌體為病毒,經(jīng)改造后作為載體時(shí),其DNA復(fù)制所需原料來(lái)自受體細(xì)胞。14.豇豆具有抵抗多種害蟲的根本原因是體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因)??茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后,卻發(fā)現(xiàn)效果不佳,主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過(guò)在體外對(duì)CpTI基因進(jìn)行了修飾后,CpTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達(dá)過(guò)程如下圖所示:根據(jù)以上材料,回答下列問(wèn)題。(1)CpTI基因是該基因工程中的__目的__基因?!靶盘?hào)肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)"序列的基本單位是四種脫氧核苷酸,在①過(guò)程中,首先要用__限制性核酸內(nèi)切酶__將DNA分子切開,暴露出黏性末端,再用__DNA連接酶__連接。(2)在該基因工程中,供體細(xì)胞和受體細(xì)胞分別是:__豇豆__、__水稻__。(3)切割CpTI基因應(yīng)選用__EcoRⅠ__(EcoRⅠ或SmaⅠ)限制酶,理由是__圖中得到的是黏性末端,而SmaⅠ切得的是平末端,EcoRⅠ才能切得黏性末端__。用于CpTI基因與載體連接的“分子縫合針”——T4DNA連接酶和E·coliDNA連接酶__是__(是或否)都可以,若在某基因工程中,限制酶切得的末端與圖中不同,則應(yīng)選擇__T4DNA__連接酶,理由是__與圖中不同的末端應(yīng)該是平末端,E·coli_DNA連接酶只能在黏性末端之間進(jìn)行連接,T4DNA連接酶則可以連接平末端和黏性末端__。解析:在基因工程中,CpTI基因是我們所需要的基因,因而是目的基因。在基因工程中,用限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA獲得目的基因,再用DNA連接酶連接目的基因與載體。在該項(xiàng)基因工程中,供體細(xì)胞是提供目的基因的細(xì)胞(豇豆),受體細(xì)胞是接受目的基因的細(xì)胞(水稻)。EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶切得的末端不同,前者為黏性末端,后者為平末端;T4DNA連接酶和E·coliDNA連接酶能夠連接的末端有一定的區(qū)別:前者為黏性末端和平末端,后者僅為黏性末端.15.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,化學(xué)農(nóng)藥的產(chǎn)量和品種逐年增加,但害蟲的抗藥性也不斷增強(qiáng),對(duì)農(nóng)作物危害仍然很嚴(yán)重.如近年來(lái),棉鈴蟲在我國(guó)大面積暴發(fā)成災(zāi),造成經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)100億以上.針對(duì)這種情況,江蘇農(nóng)科院開展“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的科技攻關(guān)研究,成功地將某種能產(chǎn)生抗蟲毒蛋白細(xì)菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞中,得到的棉花新品種對(duì)棉鈴蟲的毒殺效果高達(dá)80%以上。就以上材料,分析回答:(1)抗蟲基因

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