[随堂检测]
1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( )
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．基因工程与科学发现无多大关系
解析：选D。基因工程的诞生是许多科学家不断探索和研究的结果，其中DNA是遗传物质的发现及其双螺旋结构的确定和遗传信息传递方式的确定为基因工程的诞生打下了理论基础；基因工程工具的发现和应用为其提供技术保障。
2．下列关于限制性核酸内切酶的说法，正确的是( )
A．限制性核酸内切酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布 B．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C．它能任意切割DNA，从而产生大量的DNA片段 D．限制性核酸内切酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
解析：选B。限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来，并不是广泛存在于各种生物中；一种限制性核酸内切酶能识别双链DNA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开。
3．下图中所示粘性末端属于由同一种限制性核酸内切酶切割而成的是( ) ①—TCG
—AGCTTAA③AATTC—
G—A．①② C．①④
②—CA
—GTTCCA④AGCTTC—
AG—B．①③ D．②③
解析：选B。限制性核酸内切酶的主要特点是能够识别特定的核苷酸序列，并且有唯一的切点。由于DNA双链上的碱基互补配对，一条链上的碱基序列与另一条链上的碱基序列反向排列，因此一种限制性核酸内切酶所识别的一条链上的碱基序列与另一条链上反向序列相同，并且有唯一的切点，这个切点在两条链上也是相同的。从图中可以看出，①的一条链上未配对的碱基序列是TTAA，另一条链上与之对应的应该是AATT，这样③的碱基序列符合要求；如果将③与①配对起来，则可看出上下两条链之间的切点都在G与A之间。
4．DNA连接酶的重要功能是( ) A．DNA复制时使母链与子链之间形成氢键 B．粘性末端碱基之间形成氢键
C．将两条DNA片段末端之间的缝隙连接起来 D．以上都不正确
解析：选C。DNA连接酶的作用只是催化DNA片段的“缝合”，即恢复被限制性核酸内切酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，不能催化氢键形成，也不能使已有的DNA片段与单个核苷酸之间形成磷酸二酯键。
5．下列不是基因工程中载体的特点是( ) A．能进行自我复制
B．有适宜的限制性核酸内切酶酶切位点 C．具有抗性标记基因等
D．组成的基本单位是核糖核苷酸
解析：选D。目前常用的载体是质粒，为细菌中环状的DNA，则其基本单位为脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
6．啤酒酵母菌是啤酒生产上常用的典型的发酵酵母菌。除用于酿造啤酒及其他的饮料酒外，还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：
(1)该技术定向改变了啤酒酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于________。 (2)为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是________。
(3)要使载体与LTP1基因连接，首先应使用__________进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为
AATTC— G—
，则能与该载体连接的抗病基因分子末端有
AATTC—
____________(多选)，其中跟是同一种限制性核酸内切酶切割的是________。
G—
(4)有C进入的啤酒酵母菌分别在含有青霉素、四环素的两种选择培养基上的生长情况是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 解析：(1)由图可知该技术属于基因工程，该变异属于基因重组。(2)据图可以看出，载AATTC—
体来自大肠杆菌，一定是质粒。(3)跟具有相同粘性末端的是A、B、C，它们能相
G—
互连接，但来自同一种限制性核酸内切酶切割的是A。(4)由于质粒上抗四环素基因被破坏，所以含有C的酵母菌在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活。
答案：(1)基因重组 (2)(大肠杆菌的)质粒 (3)限制性核酸内切酶 A、B、C A
(4)在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活
[课时作业]
一、选择题
1．科学家经过多年的努力，创立了一种新型生物技术——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．定向的对DNA分子进行人工“剪切” C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向改造生物的遗传性状
解析：选D。基因工程的定义就是在生物体外通过对DNA分子进行人工切割和拼接，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入生物细胞内进行表达产生人类所需要的基因产物，也就定向改造了生物的遗传性状。
2．下列关于基因工程的叙述，正确的是( )
A．DNA连接酶、限制性核酸内切酶及载体是构建重组质粒必需的工具酶 B．基因工程技术是唯一能冲破远缘杂交不亲和障碍培育生物新品种的方法 C．标记基因的作用是筛选含有目的基因的受体细胞 D．基因工程经常以抗生素的抗性基因为目的基因
解析：选C。载体不是工具酶，是基因工程操作的工具；冲破远缘杂交不亲和障碍培育生物新品种的方法除了基因工程，还有植物体细胞杂交等；抗生素抗性基因通常作为基因工程操作中的标记基因，而不作为目的基因。
3．质粒是基因工程中最常用的载体。下列有关叙述正确的是( ) A．质粒的存在与否，对宿主细胞的生存起决定性作用 B．有的细菌细胞中含有多个质粒
C．具有一个限制性核酸内切酶切点和一个标志基因 D．它只存在于细菌细胞中
解析：选B。质粒是基因工程中最常用的载体，质粒进入宿主细胞能友好借居，对宿主细胞的生存没有决定作用，一般具有一个或多个限制性核酸内切酶切点和标记基因，质粒不仅存在于细菌细胞中，其他细胞中也可能存在，如酵母菌。
4．如图两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生下列变化，则X酶是( )
A．DNA连接酶 C．DNA聚合酶
B．RNA连接酶
D．限制性核酸内切酶
解析：选A。DNA连接酶是将两粘性末端的磷酸与脱氧核糖连接在一起；RNA聚合酶是在RNA复制与转录过程中把核糖核苷酸连接在一起；DNA聚合酶是在DNA复制过程中催化脱氧核苷酸的聚合反应；限制性核酸内切酶是识别与切割特定的碱基序列。
5．下列有关限制性核酸内切酶和DNA连接酶的叙述，正确的是( )
A．用限制性核酸内切酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开
B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大 C．序列—CATG—和—GGATCC—被限制性核酸内切酶切出的粘性末端碱基数不同 D．T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化平末端和粘性末端的连接
解析：选B。用限制性核酸内切酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开，A错误；限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；序列—CATG—和—GGATCC—被限制性核酸内切酶切出的粘性末端碱基数相同，都是4个，C错误；T4DNA连接酶和E·coli DNA连接酶都能催化粘性末端的连接，其中只有T4DNA连接酶可以连接平末端，D错误。
6．据下图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是( )
↓
↓
↓
↓
A．限制性核酸内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处 B．DNA聚合酶可以连接a处 C．解旋酶可以使b处解开 D．连接c处的酶为RNA聚合酶
解析：选D。题图为双链DNA的平面图。a处为磷酸二酯键，为限制性核酸内切酶的切口和DNA连接酶的缝合处，也是DNA复制过程中DNA聚合酶的作用部位。b处氢键自然状态下被解旋酶打开。RNA聚合酶在转录合成RNA的过程中起作用。
7．下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如图，已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamH Ⅰ或EcoR Ⅰ或Pst Ⅰ的酶切位点。现用上述三种酶同时切割该DNA片段(假设所用的酶均可将识别位点完全切开)，下列各种酶切位点情况
中，可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是( )
限制性核 酸内切酶 BamH Ⅰ ↓ 识别序列和 切割位点 GGATCC CCTAGG ↑ EcoR Ⅰ ↓ GAATTC CTTAAG ↑ Pst Ⅰ ↓ CTGCAG GACGTC ↑ A.1为BamH Ⅰ，2为EcoR Ⅰ，3为BamH Ⅰ，4为Pst Ⅰ B．1为EcoR Ⅰ，2为BamH Ⅰ，3为BamH Ⅰ，4为Pst Ⅰ C．1为Pst Ⅰ，2为EcoR Ⅰ，3为EcoR Ⅰ，4为BamH Ⅰ D．1为BamH Ⅰ，2为EcoR Ⅰ，3为EcoR Ⅰ，4为Pst Ⅰ
解析：选A。由题知三种酶识别的序列和切割的位点各不相同，因此，要防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状，该DNA分子在图示的4个位置被切开后，在位置2和3处应不能产生相同的粘性末端，由题可知：在位置2和3处不能为同一种酶，故答案选A。
8．图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Ner表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是( )
A．图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团 B．在构建重组质粒时，可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNA
C．用PstⅠ和Hind Ⅲ酶切，加入DNA连接酶后可得到1种符合要求的重组质粒 D．导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长
解析：选C。环状质粒被限制酶切割后会出现2个游离的磷酸基团；如果用BamHⅠ切割外源DNA后，会破坏目的基因，导入目的基因的大肠杆菌能否在含氨苄青霉素的培养基中生长，关键看限制酶的切割部位在哪里，如果用PstⅠ切割，由于Ampr基因被破坏，所以不能在含氨苄青霉素的培养基中生长。
二、非选择题
9．如图为DNA分子的切割和连接过程。据图回答下列问题：
2024浙科版生物选修三新素养同步练习：第一章 第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生(Word版含解析)
