1、DNA 重组技术的基本工具(满分：50 分 时间：25 分钟)一、选择题(每小题 2 分，共 20 分)1下列对基因工程的理解，正确的是( )它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程 对基因进行人为改造 是体外进行的人为的基因重组 在实验室内，利用相关的酶和原料合成 DNA 主要技术为体外 DNA 重组技术和转基因技术 在 DNA 分子水平上进行操作A BC D2关于 DNA 连接酶作用的叙述，正确的是( )A将单个核苷酸加到某 DNA 片段末端，形成磷酸二酯键B将断开的两个 DNA 片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C连接两条 DNA 链上碱基之间的氢键D只能将双链 DNA 片
2、段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链 DNA片段平末端之间进行连接3下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是( )选项 供体 “手术刀” “缝合针” 载体 受体A 质粒限制性核酸内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性核酸内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA连接酶 质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性核酸内切酶提供目的基因的生物质粒4如下图所示，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 X 酶是( )ADNA 连接酶 BRNA 聚合酶CDNA 聚合酶 D限制酶5水母发
3、光蛋白由 236 个氨基酸构成，其中由三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用是( )A促使目的基因导入受体细胞中B促使目的基因在受体细胞中复制C促使目的基因容易被检测出来D促使目的基因容易成功表达6下图表示限制酶切割 DNA 分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列和切点是( )ACTTAAG，切点在 C 和 T 之间BCTTAAG，切点在 G 和 A 之间CGAATTC，切点在 G 和 A 之间DGAATTC，切点在 C 和 T 之间7据图判断，有关工具酶功能的叙述错误的是( )A限制性核酸内切酶可以切断 a 处BDNA 聚
4、合酶可以连接 a 处C解旋酶可以使 b 处解开DDNA 连接酶可以连接 c 处8下图为四种限制酶 BamH、Eco R、Hind 以及 Bgl的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的 DNA 片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列应该为( )ABam H和 EcoR；末端互补序列AATT BBamH和 Hind；末端互补序列GATCCEcoR和 Hind；末端互补序列AATTDBam H和 Bg l；末端互补序列GATC9现有一长度为 1 000 碱基对(bp)的 DNA 分子，用限制性核酸内切酶EcoR酶切后得到的 DNA 分子仍是 1 000 bp，
5、用 Kpn单独酶切得到 400 bp 和600 bp 两种长度的 DNA 分子，用 EcoR、Kpn 同时酶切后得到 200 bp 和 600 bp 两种长度的 DNA 分子。下图中 DNA 分子的酶切图谱正确的是( )10基因工程利用某目的基因(下图甲)和 Pl 噬菌体载体(下图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是 Bgl 、EcoR和 Sau3A。下列分析错误的是( )A构建重组 DNA 时，可用 Bgl和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体B构建重组 DNA 时，可用 EcoR和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl噬菌体载体C图乙中的 Pl 噬菌体载体
6、只用 EcoR切割后，含有 2 个游离的磷酸基团D用 EcoR 切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接，只能产生一种重组 DNA二、非选择题(共 30 分)11(10 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G GATCC，请回答：(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黏性末端的过程图。G GATCC(3)人的蛋白质基因之所以
7、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_。12(10 分) 基因工程中，需使用限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是 ATCC，限制酶的识别序列和切GG 点是GATC。(1)根据已知条件和下图中信息回答：上述质粒用限制酶_切割，目的基因用限制酶_切割。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，还要加入适量的_。请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由： _。(2)不同生物的基因可以拼接的结构基础是_。13(10 分) 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、图 2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：限制酶 Ba
8、mH Hind EcoR Sma识别序列及切割位点(1)一个图 2 所示 DNA 分子用 EcoR 工切割获取目的基因时，有_个磷酸二酯键被水解。(2)若对图中质粒进行改造，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，
9、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 片段。采用 EcoR和 Hind酶切，得到_种 DNA 片段。答 案1选 B 基因工程的目的是按照人的意愿，定向改造生物性状；技术手段是体外 DNA 重组技术和转基因技术；操作水平是 DNA 分子水平；基因工程只是实现了基因重组，并没有改造基因。2选 B DNA 连接酶和 DNA 聚合酶都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。DNA 连接酶是在两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键，将两个 DNA 片段连接成重组 DNA 分子。DN
10、A 聚合酶是将单个核苷酸加到已存在的核酸片段上形成磷酸二酯键，合成新的 DNA 分子。3选 C 供体是提供目的基因的生物，受体是接受目的基因的生物；常用的运载体是质粒；操作工具中的“手术刀”和“缝合针”分别是限制酶和 DNA 连接酶。4选 A 图中 X 酶可将两个具有黏性末端的 DNA 片段连接在一起，因此该酶为 DNA 连接酶。5选 C 由题干信息可知，该基因为标记基因，其作用是促使目的基因容易被检测到。6选 C 由图示可知：该限制酶能识别的碱基序列是 GAATTC，切点在 G和 A 之间。7选 D a 处指的是两个相邻脱氧核苷酸之间的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键，而 c 处指的是同一个脱
11、氧核苷酸内的脱氧核糖和磷酸之间的化学键。8选 D A 选项中 BamH酶切出的末端序列为 GATC，EcoR酶切出的末端序列为AATT ，两者不互补；B 项 Hind酶切出的末端序列为AGCT，与 BamH酶切出的末端序列不互补；同理可推知，C 项中也不互补，只有 D 项中才互补。9选 D 长度为 1 000 bp 的 DNA 分子，被 EcoR酶切后长度不变，说明该DNA 为环状。用 Kpn单独酶切得到 400 bp 和 600 bp 两种长度，说明该 DNA 分子上有两个 Kpn酶的切割位点。用两种酶同时切割，得到 200 bp 和 600 bp 两种长度的 DNA 分子，说明 EcoR酶
12、的作用位点正好在 Kpn酶切割后得到的 400 bp 的 DNA 片段的中间位置。10选 D 由题图可知，Bgl、Sau3A及 EcoR三种酶在目的基因和 Pl 噬菌体上都有切口，故可用 Bgl和 Sau3A或 EcoR和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体；从图乙知 Pl 噬菌体载体为环状 DNA，只用 EcoR切割后产生两条反向双螺旋链状 DNA，有 2 个游离的磷酸基团；用 EcoR切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接，产生的重组 DNA 不止一种。11解析：本题主要考查各种工具在基因工程中的作用，要明确限制酶的作用是切取目的基因，DNA 连
13、接酶起“缝合”作用，载体能把目的基因导入受体细胞。答案：(1)限制酶 DNA 连接酶(2) GG ATCC CCTAGG G CCTAG GATCC G(3)基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒及 噬菌体的衍生物12解析：(1)两个 DNA 片段能否连接关键是看所形成的黏性末端是否相同。用同一种限制性核酸内切酶切割肯定露出相同的黏性末端。在这里限制性核酸内切酶、虽是两种不同的限制性核酸内切酶，但是它们切割产生的黏性末端相同，因而也可以用 DNA 连接酶将其连接起来。(2) 不同基因拼接成功的基础是DNA 的空间结构和基本单位相同。答案：(1) DNA 连接酶 检测重组质粒(或目的基因)是
14、否导入受体细胞 (2)DNA 结构基本相同和基本组成单位相同13解析：(1)将目的基因切下来需要切断四个磷酸二酯键。(2)Sma识别的是 CCCGGG 序列，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、外源 DNA 中的目的基因。(4)用同一种限制酶处理质粒和外源 DNA，再用 DNA 连接酶连接时
15、，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)由 BamH和 Hind两种限制酶同时处理质粒、外源 DNA，并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两种限制酶进行酶切时，可再度被切开，形成 2 种 DNA 片段；而 EcoR的识别序列在原质粒中存在并没有破坏，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)4 (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) 2 3
