特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，即催化的是一种水解反应，A正确；限制性核酸内切酶的活性受温度、pH的影响，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会降低；在过酸、过碱或温度过高条件下酶会变性失活，而在低温条件下酶的活性降低，但不会失活，B正确；一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA分子中某种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的位点切割磷酸二酯键，说明酶具有专一性，C正确；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，D错误。 4．如图所示是限制性核酸内切酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制性核酸内切酶能识别的碱基序列及切点是( )
A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间 C．GAATTC，切点在G和A之间 D．CTTAAG，切点在C和T之间 答案 C
解析 根据图示可知，该限制酶的识别序列是GAATTC，切点在G和A之间。 5．下列关于限制性核酸内切酶的叙述中，错误的是( ) A．它能在特殊位点切割DNA分子
B．同一种限制性核酸内切酶切割不同的DNA分子产生的粘性末端能够很好地进行碱基配对 C．它能任意切割DNA分子，从而产生大量DNA片段 D．每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列 答案 C
解析 限制性核酸内切酶是基因工程的重要工具之一；每种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子；同一种限制性核酸内切酶切割不同的DNA分子产生的粘性末端能进行互补配对。 题组三 DNA连接酶
6．(2017·浙江绿色联盟期末)下列关于DNA连接酶的作用叙述正确的是( ) 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．能将任意两个粘性末端连接起来
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答案 B
解析 DNA连接酶的作用是将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起(重新形成磷酸二酯键)，形成重组DNA分子，故B正确。 7．如图所示过程中基因操作的工具是( )
A．限制性核酸内切酶 C．RNA转录酶 答案 B
解析 DNA连接酶的作用是将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接起来，B正确。 8．下列四条DNA分子粘性末端的缝隙能通过DNA连接酶连接的是( )
B．DNA连接酶 D．胰岛素基因载体
A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 答案 D
解析 DNA连接酶可以将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起，图中②和④的末端碱基可以互补连接，D项符合题意。 题组四 质粒
9．下列有关细菌质粒的叙述，正确的是( ) A．质粒是存在于细菌细胞中的一种颗粒状的细胞器 B．质粒是细菌细胞中能自主复制的双链环状DNA分子 C．质粒只有在侵入宿主细胞后在宿主细胞内才能复制 D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的 答案 B
解析 质粒是细菌细胞质中能自主复制的双链环状DNA分子，可以在细菌细胞内或宿主细胞内复制。
10．基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( ) A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B．具有多个限制性核酸内切酶切点，以便目的基因的表达 C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件 D．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，便于进行筛选
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答案 A
解析 能够在宿主细胞中稳定地保存并大量复制是载体必须具备的条件之一，以便提供大量的目的基因，A正确；具有多个限制性核酸内切酶切点，以便与目的基因连接，B错误；具有某些标记基因是为了重组DNA分子导入受体细胞后便于进行筛选，C、D错误。 题组五 综合应用
11．(2017·宁波效实中学期中)下列说法正确的是( )
A．限制性核酸内切酶的识别序列是GAATTC，只能在G和A之间切断DNA B．DNA连接酶能够将任意2个DNA片段连接在一起 C．质粒是能够自主复制的双链环状DNA分子 D．基因工程的载体只有质粒一种 答案 C
解析 限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子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裂，A错误；DNA连接酶将具有相同粘性末端的2个DNA片段之间的磷酸二酯键连接起来，B错误；质粒是基因工程常用的载体，是能够自主复制的双链环状DNA分子，C正确；常用的基因工程载体有质粒、λ噬菌体和动植物病毒等，D错误。
12．(2017·台州书生中学期中)下列关于基因工程的有关叙述，正确的是( ) A．基因工程常用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体
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，并在特定的切点上切割DNA C．常用的载体——质粒都来源于原核生物 D．DNA连接酶可代替DNA聚合酶用于DNA的复制 答案 B
解析 基因工程常用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶，载体是工具，不是酶，A错误；一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA，B正确；质粒一般来源于原核生物，也可以来源于真核生物，如酵母菌，C错误；DNA聚合酶以DNA的一条链为模板将单个脱氧核苷酸连接成DNA单链片段；DNA连接酶不需要模板，将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起，形成重组DNA分子，两者作用机理不同，DNA复制中不能用DNA连接酶代替DNA聚合酶，D错误。
13．下图所示为一种限制性核酸内切酶切割DNA分子的示意图。请据图回答：
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(1)这种限制性核酸内切酶的切点在________(A.GA B．GC C．AT D．AC)之间，形成________个粘性末端，特点是____________________________。
(2)从上述题中可知，限制性核酸内切酶的识别特点是______________________________。 (3)如果G点发生突变，限制性核酸内切酶还能不能识别该核苷酸序列？__________。 答案 (1)A 2 碱基序列互补 (2)只能识别某种特定的核苷酸序列 (3)不能
解析 (1)由题图可知，该限制性核酸内切酶可专一性地识别GAATTC，切点在G和A之间，结果形成碱基互补的两个粘性末端。(2)限制性核酸内切酶只能识别某种特定的核苷酸序列。(3)如果G点发生突变，则核苷酸序列发生改变，这种限制性核酸内切酶将不能再识别该核苷酸序列。
14．限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有限制性核酸内切酶Ⅰ的一个切点，在外源DNA片段的两侧各有一个限制性核酸内切酶Ⅱ的切点。
(1)请画出质粒被限制性核酸内切酶Ⅰ切割后所形成的粘性末端。
(2)请画出外源DNA片段两侧被限制性核酸内切酶Ⅱ切割后所形成的粘性末端。
(3)在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制性核酸内切酶切割后形成的粘性末端能否连接？为什么？ 答案 (1)如图所示
(2)如图所示
(3)可以连接。因为由两种不同限制性核酸内切酶切割后形成的粘性末端是相同的(或是“可以互补的”)。
15．农业科技工作者在烟草中找到一抗病基因，现在打算采用基因工程的方法将该基因转入棉花中，培育抗病品系，请回答下列问题：
(1)为了能把该抗病基因转入棉花细胞中，常用的载体是________。
(2)要使载体与该抗病基因连接，首先应使用_____________进行切割。假如载体被切割后，
—AATTC—
G— 得到的粘性末端序列为 ，则能与该载体连接的抗病基因的粘性末端是
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_______。
—G A.
—CTTA A— C.
(3)切割完成后，采用________酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________________。
答案 (1)质粒 (2)限制性核酸内切酶 A (3) DNA连接 重组DNA分子
解析 (1)常用的载体是质粒。(2)载体和抗病基因连接之前要用同一种限制性核酸内切酶切割，以便获得相同的粘性末端。(3)酶切后，得到的是DNA 片段，用DNA连接酶连接相应的DNA 片段，得到一个重组DNA分子。
[自助加餐]
16．下列有关限制性核酸内切酶的叙述正确的是( )
A．用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个DNA片段时，被水解的磷酸二酯键有2个
B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大 C．—CTAG—和—GGATCC—序列被限制性核酸内切酶切出的粘性末端碱基数不同 D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含所需基因的片段和质粒，才能形成重组质粒 答案 B
解析 用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个DNA片段时，被水解的磷酸二酯键有4个；—CTAG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性核酸内切酶切出的粘性末端碱基数相同，都为4个碱基；只要切割出来的粘性末端的碱基序列相同，都可以被DNA连接酶连接。 17．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具酶是( )
↓
↓
—T
B. —AATCC—
—
—AAATC— D.
—T
A．DNA连接酶和解旋酶
B．DNA聚合酶和限制性核酸内切酶 C．限制性核酸内切酶和DNA连接酶 D．DNA聚合酶和RNA聚合酶 答案 C
解析 目的基因和载体结合需“分子手术刀”——限制性核酸内切酶和“分子缝合
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针”——DNA连接酶。此过程不涉及DNA复制，不需要DNA聚合酶和解旋酶。
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人教版2020高中生物 第一章 基因工程 第1课时 工具酶的发现和基因工程的诞生学案 浙科版选修3
