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人教版2020高中生物 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具学案 新人教版选修3

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答案 B

解析 限制酶和DNA连接酶的作用部位都位于①,但两者作用相反;载体具有在宿主细胞中复制的能力,与目的基因结合后,目的基因也会在宿主细胞中一起复制;基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。

10.(2018·河南周口中英文学校高二月考)关于基因工程,下列说法正确的有( ) ①重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体 ②基因工程是在DNA分子水平上进行的设计和施工 ③限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列

④只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 ⑤所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 ⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物体上 ⑦质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体 A.2项 B.3项 C.4项 D.5项 答案 A

解析 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶,载体不属于工具酶,①错误;基因工程又称DNA重组技术,是在DNA分子水平上进行的设计和施工,②正确;一种限制酶只能识别某种特定的核苷酸序列,其具有特异性,所以限制酶的切口不都是GAATTC碱基序列,③错误;即使目的基因能进入受体细胞,也不一定可以成功表达,还要考虑基因的插入位置等因素,所以需要检测和鉴定,④错误;一种限制酶只能识别某种特定的核苷酸序列,即具有特异性,⑤错误;基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品,因而可以通过基因工程将一种生物的优良性状移植到另一种生物体上,⑥正确;基因工程常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等,⑦错误。

11.(2017·重庆八中期中)如图所示为一种限制酶切割DNA分子的示意图,请据图回答:

(1)这种限制酶的切点是________________,结果是形成两个________末端,这两个末端的特点是____________________________________。

(2)图中DNA分子被该种限制酶切割后形成的两个末端是_____________________。 (3)如果G发生突变,________(填“可能”或“不可能”)导致限制酶不能识别切割位点。 答案 (1)G—A之间 黏性 碱基能够互补配对

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—G AATTC—

(2)—CTTAA和 G— (3)可能

解析 由题意知,该限制酶识别的核苷酸序列是GAATTC,专一切口是G和A。切出的两个黏性末端碱基能够互补配对。

12.(2016·全国乙,40节选)某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Amp或Tet中会导致相应的基因失活(Amp表示氨苄青霉素抗性基因,Tet表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后,与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌,结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。请回答下列问题:

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(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有_______________________(答出两点即可),而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。 (2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是____________________________________ ________________________________________________________________________; 并且________________和________________________的细胞也是不能区分的,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落,还需使用含有________的固体培养基。

(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自于________________________________________________________________________。 答案 (1)能自我复制、具有标记基因、含一个至多个限制酶切割位点(答出两点即可) (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长 四环素 (3)受体细胞

解析 (1)作为载体必须具备如下特点:①能自我复制,从而在受体细胞中稳定保存;②含标记基因,以供重组DNA的鉴定和选择;③具一个至多个限制性核酸内切酶切割位点以便外源DNA片段插入。(2)在含有氨苄青霉素的培养基上,只有具有Amp的大肠杆菌才能够生长。而Amp位于质粒上,故未被转化的和仅含环状目的基因的大肠杆菌细胞中无Amp,故不能

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在培养基中生长,而仅含有质粒载体的和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌均具有

Ampr,因而能在培养基中生长。目的基因的插入破坏了质粒载体的Tetr,故含有插入了目的

基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的平板上生长,从而与仅含有质粒载体的大肠杆菌得以区分。(3)噬菌体是病毒,无细胞结构,无法自主合成DNA,需借助宿主细胞完成DNA复制。

13.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。请据图回答下列问题:

(1)构建人工质粒时要有抗性基因,以便于____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)pBR322分子中有单个EcoRⅠ限制酶作用位点,EcoRⅠ只能识别序列-GAATTC-,并只能在G和A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点,请画出目的基因两侧被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端:__________________________________。 (3)pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制酶作用位点,现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶作用恢复____________键,成功获得了重组质粒,说明_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无Amp和Tet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,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现型是__________________________, 图三结果显示,多数大肠杆菌导入的是________________________________________。 答案 (1)筛选(鉴别)目的基因是否导入受体细胞 (2)如图所示: 目的基因

-G AATTC-……-G AATTC- -CTTAA G-……-CTTAA G-

(3)磷酸二酯 两种限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)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 既能抗氨苄青霉素,又能抗四环素的pBR322质粒 解析 (1)质粒作为基因表达载体的条件之一是要有抗性基因,以便于筛选(鉴别)目的基因

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是否导入受体细胞。(2)同一种限制酶切割DNA分子产生的黏性末端相同,图见答案。(3)DNA连接酶催化两个DNA片段形成磷酸二酯键;而通过DNA连接酶作用能将两个DNA分子片段连接,表明经两种限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)切割得到的DNA片段,其黏性末端相同。(4)由题意知:由于有图三空圈相对应的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长,而不能在含四环素的培养基上生长,故可推知与图三空圈相对应的图二中的菌落能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素。由图二、图三结果显示,多数大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,而经限制酶BamHⅠ作用后,标记基因Tet被破坏,故导入目的基因的大肠杆菌不能抗四环素,图三结果显示,多数大肠杆菌导入的是既能抗氨苄青霉素,又能抗四环素的pBR质粒,而不是重组质粒(重组质粒的四环素抗性基因被切断)。

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