資源簡介

課時1　對DNA進行剪切、連接和復制是實現重組DNA技術的基礎
課時概念解析　本課時概念為“DNA重組技術的實現需要利用限制性內切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具”，該概念的建構需要以下基本概念或證據的支持：
(1)DNA重組技術的實現需要對DNA進行剪切；(2)DNA重組技術的實現需要對DNA進行連接；(3)DNA重組技術的實現需要對DNA進行復制；(4)DNA的粗提取和鑒定是進行基因工程操作的基礎。
概念1　DNA重組技術的實現需要限制性內切核酸酶、
DNA連接酶和載體三種基本工具
1.基因工程的概念及理論基礎
2.基因工程的基本工具
(1)限制性內切核酸酶
(2)DNA連接酶
(3)載體
[辨正誤]
(1)E.coli DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。(　　)
(2)質粒是雙鏈環狀DNA分子，是基因工程常用的載體。(　　)
(3)載體的作用是與外源DNA相連接并將其送入受體細胞中進行擴增。(　　)
1.(生命科學史情境)1970年，史密斯(H.Smith)等人在細菌中第一次發現能夠“切割”DNA分子的限制性內切核酸酶，隨后科學家又發現了多種限制酶，如①HindⅢ、②XbaⅠ、③EcoRⅤ、④SpeⅠ和⑤XhoⅠ，它們的識別序列和切割位點如下：
1967年，科學家在大腸桿菌中第一次發現了DNA連接酶，能連接兩個帶有互補黏性末端的DNA分子。
請分析回答下列問題：
(1)若XbaⅠ切割DNA之后形成的黏性末端為和5′－CTAGA－3′),\s\do5(　　 3′－T－5′))，則XhoⅠ切割DNA之后形成的末端為____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)切割DNA片段后可形成平末端的限制酶有________(填編號)，可以形成黏性末端的限制酶有________(填編號)。
(3)經限制酶SpeⅠ切割后形成的兩個黏性末端，能否被E.coli DNA連接酶連接起來？為什么？______________________________________________________
_____________________________________________________________________
(4)限制酶SpeⅠ切割DNA分子后形成的黏性末端與哪一種限制酶切割后形成的黏性末端可以被DNA連接酶連接起來？連接后形成的新DNA分子片段還能被上述兩種限制酶識別和切割嗎？________________________________________
2.(生命科學史情境)1953年，萊德·伯格等人發現，細菌細胞內除了擬核DNA以外，還存在一類具有獨立復制能力的小型DNA(稱為質粒)，它們可以在細菌細胞之間轉移，這一發現為基因轉移找到了一種載體。
(1)常用的基因工程載體除了質粒外，還有哪些？
___________________________________________________________________
(2)載體要與外源DNA片段連接，需要具備什么條件？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(3)要使攜帶的外源DNA片段在受體細胞中穩定存在，載體需要具備什么條件？___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(4)我們用肉眼看不到載體是否進入受體細胞，為了便于篩選重組DNA分子，載體需要具備什么條件？______________________________________________
__________________________________________________________________
1.限制酶與DNA連接酶的比較
2.DNA聚合酶與DNA連接酶的比較
【典例應用】
例1 (2024·溫州新力量聯盟聯考)下列關于限制性內切核酸酶的敘述，錯誤的是(　　)
A.絕大多數的限制性內切核酸酶主要從原核細胞中獲取
B.每一種限制性內切核酸酶只能識別特定的核苷酸序列
C.限制性內切核酸酶的作用位點是相鄰核苷酸之間的氫鍵
D.同一種限制性內切核酸酶切割不同的DNA分子可產生能互補配對的黏性末端
例2 下列有關E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶作用的敘述正確的是(　　)
A.T4 DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來
B.E·coli DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接
C.T4 DNA連接酶既可以“縫合”黏性末端，又可以“縫合”平末端
D.E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶都不能連接磷酸二酯鍵
概念2　DNA的粗提取和鑒定是進行基因工程操作的基礎
1.實驗原理
2.實驗步驟
[辨正誤]
(1)SDS能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。(　　)
(2)香蕉果肉研磨后，要用墊有濾紙的漏斗進行過濾。(　　)
(3)DNA在常溫下，能被二苯胺染成灰綠色。(　　)
(科學實驗和探究情境)某生物興趣小組進行了DNA的粗提取和鑒定實驗。請分析回答下列問題：
(1)能否選擇哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料？雞的紅細胞呢？為什么？___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(2)向香蕉果肉研磨液中加入十二烷基硫酸鈉(SDS)和乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)的作用分別是什么？_________________________________________________
__________________________________________________________________
(3)在提取液中加入95%冷酒精的目的是什么？
___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(4)鑒定時，為什么要設置只加入二苯胺試劑的試管？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(1)選擇植物材料時，可以是用研磨的方法破碎細胞釋放其內容物，選擇非哺乳動物的血細胞時，可選擇吸水漲破法破壞細胞釋放其內容物。
(2)實驗中充分研磨材料的目的是使細胞結構破碎，釋放出核DNA。
【典例應用】
例3 下列有關“DNA粗提取和鑒定”實驗的敘述，正確的是(　　)
A.向菜花組織中加入蒸餾水并攪拌可釋放核DNA
B.鑒定DNA時，可以使用龍膽紫染液對DNA進行染色
C.向DNA濾液中加入冷酒精緩慢攪拌，可見玻棒上有白色絮狀物
D.實驗結束后應保存好剩余的二苯胺試劑，以備下次實驗時使用
例4 不同儲藏條件對棉葉DNA純度及提取率(提取率越高，獲得的DNA越多)的影響，結果如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　)
A.利用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)處理棉葉，能使核蛋白變性并與DNA分離
B.新鮮棉葉的DNA純度最高，提取DNA的量也最多
C.冷凍保存3 d組的DNA提取效果優于冷鮮保存3 d
D.用二苯胺試劑鑒定，藍色最淺的是冷凍3 d處理后提取的DNA
1.(2021·湖北卷，7)限制性內切酶EcoR Ⅰ識別并切割雙鏈DNA，用EcoR Ⅰ完全酶切果蠅基因組DNA，理論上得到DNA片段的平均長度(堿基對)約為(　　)
A.6 B.250
C.4 000 D.24 000
2.(2021·天津卷，6)孟德爾說：“任何實驗的價值和效用，取決于所使用材料對于實驗目的的適合性。”下列實驗材料選擇不適合的是(　　)
A.用洋蔥鱗片葉表皮觀察細胞的質壁分離和復原現象
B.用洋蔥根尖分生區觀察細胞有絲分裂
C.用洋蔥鱗片葉提取和分離葉綠體中的色素
D.用洋蔥鱗片葉粗提取DNA
3.(2022·北京卷，13改編)下列高中生物學實驗中，對實驗結果不要求精確定量的是(　　)
A.探究光強度對光合作用強度的影響
B.DNA的粗提取和鑒定
C.探究2，4－D對插枝生根的作用濃度
D.探究血漿對pH變化的調節作用
4.(2021·全國乙卷，38節選)用DNA重組技術可以賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人類需要的生物產品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性內切核酸酶的切割位點如圖所示。
回答下列問題：
(1)常用的DNA連接酶有E.coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶。上圖中________酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA連接酶連接。上圖中________________酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA連接酶連接。
(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質粒載體片段之間形成的化學鍵是________。
(3)DNA重組技術中所用的質粒載體具有一些特征。如質粒DNA分子上有復制起點，可以保證質粒在受體細胞中能___________________________________；
質粒DNA分子上有______________________，便于外源DNA插入。
課時1　對DNA進行剪切、連接和復制是
實現重組DNA技術的基礎
概念1
自主建構
1．新的遺傳性狀　表達所需要產物　DNA　中心法則　遺傳密碼　工具酶　載體
2．(1)細菌　磷酸二酯鍵　黏性末端　平末端　不同　不相同　互補配對　(2)磷酸二酯鍵　大腸桿菌　互補的黏性末端　平末端　(3)動、植物病毒及噬菌體　復制起點　限制酶的識別序列　標記　外源DNA
辨正誤
(1)×　提示：E.coli DNA連接酶只能連接互補的黏性末端，不能連接平末端。
(2)√　(3)√
合作探究
1．(1)提示：
(2)提示：③　①②④⑤
(3)提示：能。因為同一種限制酶切割DNA形成的黏性末端是互補的。
(4)提示：XbaⅠ。不能。
2．(1)提示：有些動、植物病毒及噬菌體。
(2)提示：具有一種或多種限制酶的識別序列，供外源DNA片段插入其中。
(3)提示：能在受體細胞中自我復制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復制，這樣它攜帶的外源DNA片段才能在受體細胞中穩定存在，不至于丟失。
(4)提示：具有標記基因，便于重組DNA分子的篩選。
典例應用
例1　C　[絕大多數的限制性內切核酸酶主要從細菌等原核細胞中獲取，A正確；限制性內切核酸酶具有特異性，每一種限制性內切核酸酶只能識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點將其切割，B正確；限制性內切核酸酶的作用位點是相鄰核苷酸之間的磷酸二酯鍵，C錯誤。]
例2　C　[E·coli DNA連接酶只能連接具有互補黏性末端的DNA片段，不能連接具有平末端的DNA片段；而T4 DNA連接酶既可以“縫合”黏性末端，又可以“縫合”平末端；E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶都能連接磷酸二酯鍵。]
概念2
自主建構
1．變性　DNA　酒精　沸水浴　二苯胺
2．白色　2 mL二苯胺試劑　無　藍
辨正誤
(1)×　提示：EDTA能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。
(2)×　提示：本實驗過濾時應用尼龍紗布而不是濾紙。
(3)×　提示：在沸水浴下，DNA能被二苯胺染成藍色。
合作探究
(1)提示：可以選擇雞的紅細胞作為實驗材料，不能選擇哺乳動物成熟的紅細胞。哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核，而雞的紅細胞有細胞核。
(2)提示：用十二烷基硫酸鈉(SDS)處理材料，能使核蛋白變性并與DNA分離；乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。
(3)提示：①除去能溶于酒精的蛋白質等雜質；②使DNA鈉鹽形成絮狀沉淀物而析出。
(4)提示：作為對照，排除二苯胺試劑本身受熱變色對實驗的干擾，使實驗結果更有說服力。
典例應用
例3　C　[植物細胞具有細胞壁，向菜花組織中加入蒸餾水并不能使細胞吸水漲破，A錯誤；在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，B錯誤；DNA鈉鹽不溶于酒精，向DNA濾液中加入冷酒精緩慢攪拌，可見玻棒上有白色絮狀物析出，C正確；二苯胺試劑需要現配現用，D錯誤。]
例4　C　[用十二烷基硫酸鈉(SDS)處理棉葉，能使核蛋白變性并與DNA分離，乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解，A錯誤；新鮮棉葉提取的DNA純度最高，但提取率不是最高的，因此新鮮棉葉提取DNA的量不是最多的，B錯誤；結合題圖可知，冷凍保存3 d組的DNA提取效果優于冷鮮保存3 d，提取的DNA不僅純度高而且提取率也高，C正確；冷凍3 d處理提取的DNA量是最多的，因此用二苯胺試劑鑒定，藍色最深的是冷凍3 d處理后提取的DNA，D錯誤。]
感悟真題
1．C　[據題意可知，EcoR Ⅰ的識別序列為，該識別序列上含有6個堿基對，則理論上，該序列出現的概率為1/(4×4×4×4×4×4)＝1/4 096，即4 096個堿基對序列中可能會出現一個EcoR Ⅰ的識別序列，故用EcoR Ⅰ完全酶切果蠅基因組DNA，理論上得到DNA片段的平均長度(堿基對)約為4 000，C符合題意。]
2．C　[洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡為紫色，便于觀察細胞的質壁分離和復原現象，A正確；洋蔥根尖分生區細胞分裂旺盛，可以用來觀察細胞有絲分裂，B正確；洋蔥鱗片葉不含葉綠體，不能用來提取和分離葉綠體中的色素，C錯誤；洋蔥鱗片葉內表皮細胞有細胞核且無紫色大液泡，可以用來粗提取DNA，D正確。]
3．B　[探究光強度對光合作用強度的影響，需要測定不同光強度下的光合作用強度，要求精確定量，A不符合題意；DNA的粗提取和鑒定屬于物質提取與鑒定類的實驗，只需觀察是否有相關現象，不需要定量，故對實驗結果不要求精確定量，B符合題意；探究2，4－D對插枝生根的作用，需要明確不同2，4－D濃度下根的生長情況，要求精確定量，C不符合題意；探究血漿對pH變化的調節作用，需要測定溶液pH值，需要精確定量，D不符合題意。]
4．(1)EcoR Ⅰ、Pst Ⅰ　EcoR Ⅰ、Sma Ⅰ、Pst Ⅰ、EcoR Ⅴ　(2)磷酸二酯鍵
(3)獨立自主復制并穩定存在　限制酶切割位點
解析　(1)由題圖可以看出，EcoRⅠ、Sma Ⅰ、Pst Ⅰ、EcoR Ⅴ切割后分別形成黏性末端、平末端、黏性末端和平末端，E.coli DNA連接酶可用于連接黏性末端，T4 DNA連接酶可用于連接黏性末端和平末端。(2)DNA連接酶催化生成磷酸二酯鍵。(3)復制起點是在基因組上復制起始的一段序列，可以保證質粒在宿主細胞中進行獨立自主復制并穩定存在。質粒上有限制酶切割位點，該位點可被限制酶切開方便外源目的基因插入其中。(共41張PPT)
第四章　基因工程
課時1　
對DNA進行剪切、連接和復制是實現重組DNA技術的基礎
本課時概念為“DNA重組技術的實現需要利用限制性內切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具”，該概念的建構需要以下基本概念或證據的支持：
(1)DNA重組技術的實現需要對DNA進行剪切；(2)DNA重組技術的實現需要對DNA進行連接；(3)DNA重組技術的實現需要對DNA進行復制；(4)DNA的粗提取和鑒定是進行基因工程操作的基礎。
課時概念解析
目錄 CONTENTS
1.DNA重組技術的實現需要限制性內切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具
2.DNA的粗提取和鑒定是進行基因工程操作的基礎
3.感悟真題
自主建構
合作探究
合作探究
課時概念圖
自主建構
新的遺傳
性狀
1.基因工程的概念及理論基礎
表達所需要產物
DNA
中心法則
遺傳密碼
工具酶
載體
2.基因工程的基本工具
(1)限制性內切核酸酶
細菌
磷酸二
酯鍵
黏性末端
平末端
2.基因工程的基本工具
(1)限制性內切核酸酶
不同
不相同
互補配對
(2)DNA連接酶
磷酸二酯鍵
大腸桿菌
互補的黏
性末端
平末端
(3)載體
動、植物病毒及噬菌體
復制起點
限制酶的識別序列
標記
外源DNA
×
[辨正誤]
(1)E.coli DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。( )
提示：E.coli DNA連接酶只能連接互補的黏性末端，不能連接平末端。
(2)質粒是雙鏈環狀DNA分子，是基因工程常用的載體。( )
(3)載體的作用是與外源DNA相連接并將其送入受體細胞中進行擴增。( )
√
√
1.(生命科學史情境)1970年，史密斯(H.Smith)等人在細菌中第一次發現能夠“切割”DNA分子的限制性內切核酸酶，隨后科學家又發現了多種限制酶，如①HindⅢ、②XbaⅠ、③EcoRⅤ、④SpeⅠ和⑤XhoⅠ，它們的識別序列和切割位點如下：
提示：
(2)切割DNA片段后可形成平末端的限制酶有________(填編號)，可以形成黏性末端的限制酶有________(填編號)。
提示：③　①②④⑤
(3)經限制酶SpeⅠ切割后形成的兩個黏性末端，能否被E.coli DNA連接酶連接起來？為什么？
提示：能。因為同一種限制酶切割DNA形成的黏性末端是互補的。
(4)限制酶SpeⅠ切割DNA分子后形成的黏性末端與哪一種限制酶切割后形成的黏性末端可以被DNA連接酶連接起來？連接后形成的新DNA分子片段還能被上述兩種限制酶識別和切割嗎？
提示：XbaⅠ。不能。
2.(生命科學史情境)1953年，萊德·伯格等人發現，細菌細胞內除了擬核DNA以外，還存在一類具有獨立復制能力的小型DNA(稱為質粒)，它們可以在細菌細胞之間轉移，這一發現為基因轉移找到了一種載體。
(1)常用的基因工程載體除了質粒外，還有哪些？
提示：有些動、植物病毒及噬菌體。
(2)載體要與外源DNA片段連接，需要具備什么條件？
提示：具有一種或多種限制酶的識別序列，供外源DNA片段插入其中。
(3)要使攜帶的外源DNA片段在受體細胞中穩定存在，載體需要具備什么條件？
提示：能在受體細胞中自我復制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復制，這樣它攜帶的外源DNA片段才能在受體細胞中穩定存在，不至于丟失。
(4)我們用肉眼看不到載體是否進入受體細胞，為了便于篩選重組DNA分子，載體需要具備什么條件？
提示：具有標記基因，便于重組DNA分子的篩選。
1.限制酶與DNA連接酶的比較
2.DNA聚合酶與DNA連接酶的比較
【典例應用 】
C
例1 (2024·溫州新力量聯盟聯考)下列關于限制性內切核酸酶的敘述，錯誤的是(　　)
A.絕大多數的限制性內切核酸酶主要從原核細胞中獲取
B.每一種限制性內切核酸酶只能識別特定的核苷酸序列
C.限制性內切核酸酶的作用位點是相鄰核苷酸之間的氫鍵
D.同一種限制性內切核酸酶切割不同的DNA分子可產生能互補配對的黏性末端
解析：絕大多數的限制性內切核酸酶主要從細菌等原核細胞中獲取，A正確；
限制性內切核酸酶具有特異性，每一種限制性內切核酸酶只能識別特定的核苷酸序列，并在特定的位點將其切割，B正確；
限制性內切核酸酶的作用位點是相鄰核苷酸之間的磷酸二酯鍵，C錯誤。
C
例2 下列有關E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶作用的敘述正確的是(　　)
A.T4 DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來
B.E·coli DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接
C.T4 DNA連接酶既可以“縫合”黏性末端，又可以“縫合”平末端
D.E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶都不能連接磷酸二酯鍵
解析：E·coli DNA連接酶只能連接具有互補黏性末端的DNA片段，不能連接具有平末端的DNA片段；而T4 DNA連接酶既可以“縫合”黏性末端，又可以“縫合”平末端；E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶都能連接磷酸二酯鍵。
變性
1.實驗原理
DNA
酒精
沸水浴
二苯胺
2.實驗步驟
白色
2.實驗步驟
2 mL二苯
胺試劑
無
藍
×
[辨正誤]
(1)SDS能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。( )
提示：EDTA能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。
(2)香蕉果肉研磨后，要用墊有濾紙的漏斗進行過濾。( )
提示：本實驗過濾時應用尼龍紗布而不是濾紙。
(3)DNA在常溫下，能被二苯胺染成灰綠色。( )
提示：在沸水浴下，DNA能被二苯胺染成藍色。
×
×
(科學實驗和探究情境)某生物興趣小組進行了DNA的粗提取和鑒定實驗。請分析回答下列問題：
(1)能否選擇哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料？雞的紅細胞呢？為什么？
提示：可以選擇雞的紅細胞作為實驗材料，不能選擇哺乳動物成熟的紅細胞。哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核，而雞的紅細胞有細胞核。
(2)向香蕉果肉研磨液中加入十二烷基硫酸鈉(SDS)和乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)的作用分別是什么？
提示：用十二烷基硫酸鈉(SDS)處理材料，能使核蛋白變性并與DNA分離；乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。
(3)在提取液中加入95%冷酒精的目的是什么？
提示：①除去能溶于酒精的蛋白質等雜質；②使DNA鈉鹽形成絮狀沉淀物而析出。
(4)鑒定時，為什么要設置只加入二苯胺試劑的試管？
提示：作為對照，排除二苯胺試劑本身受熱變色對實驗的干擾，使實驗結果更有說服力。
(1)選擇植物材料時，可以是用研磨的方法破碎細胞釋放其內容物，選擇非哺乳動物的血細胞時，可選擇吸水漲破法破壞細胞釋放其內容物。
(2)實驗中充分研磨材料的目的是使細胞結構破碎，釋放出核DNA。
C
例3 下列有關“DNA粗提取和鑒定”實驗的敘述，正確的是(　　)
A.向菜花組織中加入蒸餾水并攪拌可釋放核DNA
B.鑒定DNA時，可以使用龍膽紫染液對DNA進行染色
C.向DNA濾液中加入冷酒精緩慢攪拌，可見玻棒上有白色絮狀物
D.實驗結束后應保存好剩余的二苯胺試劑，以備下次實驗時使用
【典例應用 】
解析：植物細胞具有細胞壁，向菜花組織中加入蒸餾水并不能使細胞吸水漲破，A錯誤；
在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，B錯誤；
DNA鈉鹽不溶于酒精，向DNA濾液中加入冷酒精緩慢攪拌，可見玻棒上有白色絮狀物析出，C正確；
二苯胺試劑需要現配現用，D錯誤。
C
例4 不同儲藏條件對棉葉DNA純度及提取率(提取率越高，獲得的DNA越多)的影響，結果如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　)
A.利用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)處理棉葉，能使核蛋白變性并與DNA分離
B.新鮮棉葉的DNA純度最高，提取DNA的量也最多
C.冷凍保存3 d組的DNA提取效果優于冷鮮保存3 d
D.用二苯胺試劑鑒定，藍色最淺的是冷凍3 d處理后提取的DNA
解析：用十二烷基硫酸鈉(SDS)處理棉葉，能使核蛋白變性并與DNA分離，乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解，A錯誤；
新鮮棉葉提取的DNA純度最高，但提取率不是最高的，因此新鮮棉葉提取DNA的量不是最多的，B錯誤；
結合題圖可知，冷凍保存3 d組的DNA提取效果優于冷鮮保存3 d，提取的DNA不僅純度高而且提取率也高，C正確；
冷凍3 d處理提取的DNA量是最多的，因此用二苯胺試劑鑒定，藍色最深的是冷凍3 d處理后提取的DNA，D錯誤。
A.利用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)處理棉葉，能使核蛋白變性并與DNA分離
B.新鮮棉葉的DNA純度最高，提取DNA的量也最多
C.冷凍保存3 d組的DNA提取效果優于冷鮮保存3 d
D.用二苯胺試劑鑒定，藍色最淺的是冷凍3 d處理后提取的DNA
C
C
2.(2021·天津卷，6)孟德爾說：“任何實驗的價值和效用，取決于所使用材料對于實驗目的的適合性。”下列實驗材料選擇不適合的是(　　)
A.用洋蔥鱗片葉表皮觀察細胞的質壁分離和復原現象
B.用洋蔥根尖分生區觀察細胞有絲分裂
C.用洋蔥鱗片葉提取和分離葉綠體中的色素
D.用洋蔥鱗片葉粗提取DNA
解析：洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡為紫色，便于觀察細胞的質壁分離和復原現象，A正確；
洋蔥根尖分生區細胞分裂旺盛，可以用來觀察細胞有絲分裂，B正確；
洋蔥鱗片葉不含葉綠體，不能用來提取和分離葉綠體中的色素，C錯誤；
洋蔥鱗片葉內表皮細胞有細胞核且無紫色大液泡，可以用來粗提取DNA，D正確。
A.用洋蔥鱗片葉表皮觀察細胞的質壁分離和復原現象
B.用洋蔥根尖分生區觀察細胞有絲分裂
C.用洋蔥鱗片葉提取和分離葉綠體中的色素
D.用洋蔥鱗片葉粗提取DNA
B
3.(2022·北京卷，13改編)下列高中生物學實驗中，對實驗結果不要求精確定量的是(　　)
A.探究光強度對光合作用強度的影響
B.DNA的粗提取和鑒定
C.探究2，4－D對插枝生根的作用濃度
D.探究血漿對pH變化的調節作用
解析：探究光強度對光合作用強度的影響，需要測定不同光強度下的光合作用強度，要求精確定量，A不符合題意；
DNA的粗提取和鑒定屬于物質提取與鑒定類的實驗，只需觀察是否有相關現象，不需要定量，故對實驗結果不要求精確定量，B符合題意；
探究2，4－D對插枝生根的作用，需要明確不同2，4－D濃度下根的生長情況，要求精確定量，C不符合題意；
探究血漿對pH變化的調節作用，需要測定溶液pH值，需要精確定量，D不符合題意。
4.(2021·全國乙卷，38節選)用DNA重組技術可以賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人類需要的生物產品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性內切核酸酶的切割位點如圖所示。
回答下列問題：
(1)常用的DNA連接酶有E.coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶。上圖中________________酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA連接酶連接。上圖中______________________________________酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA連接酶連接。
EcoR Ⅰ、Pst Ⅰ
EcoR Ⅰ、Sma Ⅰ、Pst Ⅰ、EcoR Ⅴ
(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質粒載體片段之間形成的化學鍵是_________________。
(3)DNA重組技術中所用的質粒載體具有一些特征。如質粒DNA分子上有復制起點，可以保證質粒在受體細胞中能________________________；質粒DNA分子上有____________________，便于外源DNA插入。
磷酸二酯鍵
獨立自主復制并穩定存在
限制酶切割位點
解析：(1)由題圖可以看出，EcoRⅠ、Sma Ⅰ、Pst Ⅰ、EcoR Ⅴ切割后分別形成黏性末端、平末端、黏性末端和平末端，E.coli DNA連接酶可用于連接黏性末端，T4 DNA連接酶可用于連接黏性末端和平末端。
(2)DNA連接酶催化生成磷酸二酯鍵。
(3)復制起點是在基因組上復制起始的一段序列，可以保證質粒在宿主細胞中進行獨立自主復制并穩定存在。質粒上有限制酶切割位點，該位點可被限制酶切開方便外源目的基因插入其中。課時精練13　對DNA進行剪切、連接和復制是實現重組DNA技術的基礎
(時間：30分鐘分值：50分)
選擇題：第1～12題，每小題2分，共24分。
【基礎對點】
題型1　基因工程的三大工具
1.如圖是DNA分子結構的示意圖，其中，基因工程中使用的限制酶的作用位點是(　　)
① ② ③ ④
2.DNA連接酶是基因工程中非常重要的一種工具，它所縫合的部位是(　　)
堿基對之間的氫鍵
堿基與脫氧核糖
DNA雙鏈上的磷酸二酯鍵
脫氧核糖與脫氧核糖
3.下列有關質粒的敘述，正確的是(　　)
質粒是細菌細胞質中能自主復制的小型環狀DNA分子
質粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器
質粒的受體細胞都是細菌
在進行基因工程操作中，被用作載體的質粒都是天然質粒
4.限制酶是一類核酸切割酶，可辨識并切割DNA分子上特定的核苷酸堿基序列。如圖為四種限制酶BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ、HindⅢ以及BglⅡ的辨識序列：
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的DNA片段末端可以互補結合，其正確的末端互補序列為(　　)
BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互補序列5′－AATT－3′
BamHⅠ和BglⅡ；末端互補序列5′－GATC－3′
BamHⅠ和HindⅢ；末端互補序列5′－GATC－3′
EcoRⅠ和HindⅢ；末端互補序列5′－AATT－3′
5.已知某種限制酶在某一線性DNA分子上的酶切位點如圖中箭頭所指。現在多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則經該酶剪切后，這些線性DNA分子最多能產生長度不同的DNA片段種類數是(　　)
3 4 5 6
6.以下關于基因工程的說法，正確的是(　　)
限制酶可以切割DNA和RNA
DNA連接酶能將兩堿基通過氫鍵連接起來
載體的作用是將目的基因導入受體細胞使之穩定存在并表達
切割質粒的限制酶均能特異性地識別6個核苷酸序列對
7.下面是4種限制酶所識別的DNA分子序列和剪切位點圖(↓表示剪切點、切出的斷面為黏性末端)：
限制酶1：5′－↓GATC－3′
限制酶2：5′－CATG↓－3′
限制酶3：5′－G↓GATCC－3′
限制酶4：5′－CCGC↓GG－3′
請指出下列哪項表達正確(　　)
在使用限制酶的同時還需要解旋酶
限制酶1和3剪出的黏性末端相同
限制酶1、2、4識別的序列都是由4個脫氧核苷酸組成
限制酶1和2切出的DNA片段可通過T4 DNA連接酶拼接
題型2　DNA的粗提取和鑒定
8.提取和鑒定洋蔥組織細胞DNA的相關實驗操作中，不影響最終獲得DNA總量的是(　　)
洋蔥組織的類型和質量
NaCl溶液的濃度
玻璃棒攪拌的方向和力度
加入二苯胺試劑的量
9.下列關于DNA的粗提取和鑒定實驗相關試劑的說法，正確的是(　　)
二苯胺試劑在沸水浴條件下能將DNA染成藍色
研磨液中的EDTA能使核蛋白變性并與DNA分離
研磨液中的SDS能抑制DNA酶活性防止核DNA被酶解
DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，且Na＋與DNA形成沉淀
10.下列關于“DNA 的粗提取和鑒定”實驗敘述，錯誤的是(　　)
酵母和菜花均可作為提取 DNA 的材料
DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度高
DNA鈉鹽不溶于酒精而某些蛋白質能溶于酒精
向豬血稀釋液中加蒸餾水攪拌，可見玻棒上有白色絮狀物
11.多種實驗材料都可以用于DNA的粗提取和鑒定，用香蕉也可以取得較好的實驗效果，下列操作正確的是(　　)
向剪碎的香蕉果肉組織中加入蒸餾水并攪拌，以釋放核DNA
經研磨過濾后，將研磨液離心5分鐘，取沉淀物進行下一步操作
體積分數為95%的冷酒精可以溶解某些蛋白質，得到粗提取的DNA
將DNA溶于NaCl溶液后，加入現配的二苯胺試劑，混合均勻即可出現藍色
【綜合提升】
12.下表為常用的限制酶及其識別序列和切割位點，據表分析，下列說法正確的是(　　)
限制酶 BamHⅠ EcoRⅠ HindⅡ
識別序列和切割位點 5′—G↓GATCC—3′ 5′—G↓AATTC—3′ 5′—GTY↓RAC—3′
限制酶 KpnⅠ Sau3AⅠ SmaⅠ
識別序列和切割位點 5′—GGTAC↓C—3′ 5′—↓GATC—3′ 5′—CCC↓GGG—3′
注：Y表示C或T，R表示A或G。
一種限制酶只能識別一種脫氧核苷酸序列
限制酶的切點一定位于識別序列的內部
不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端
限制酶切割后不一定形成黏性末端
13.(14分)下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖。請思考回答問題：
(1)(4分)EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的化學本質是________，其單體是________。
(2)(4分)EcoR Ⅰ限制酶識別的堿基序列是________________，EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的識別序列不相同，說明限制酶具有________性。
(3)(4分)由圖2可知，當限制酶在它識別序列的中軸線切開時，產生的末端是________；要將圖1中的末端再連接起來，需要用___________________________________酶。
(4)(2分)1970年，阿爾伯(W.Arber)等在細菌中發現了第一個限制酶，而在該細菌中沒有此限制酶的識別序列，推測該限制酶在細菌細胞中的作用可能是________________________________________________________________。
14.(12分)某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關探究活動，具體步驟如下：
材料處理：稱取新鮮的菜花、辣椒和蒜黃各2份，每份10 g。剪碎后分成兩組，一組置于20 ℃、另一組置于－20 ℃條件下保存24 h。
(1)DNA粗提取結果如表。
材料保存溫度 菜花 辣椒 蒜黃
20 ℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋
－20 ℃ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋
注：“＋”越多，表示藍色越深。
(2)(2分)該探究性實驗課題的名稱可能是“探究不同材料和不同__________對DNA提取量的影響”。
(3)(4分)DNA的鑒定可用____________試劑在__________條件下進行。
(4)(6分)根據實驗結果分析：
①結論1：與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，DNA的提取量更____(填“多”或“少”)。
結論2：等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從________中提取的DNA量最多。
②針對結論1，請提出合理的解釋低溫抑制了________的活性，DNA降解速度減慢。
課時精練13　對DNA進行剪切、連接和復制是
實現重組DNA技術的基礎
1．B　[限制酶的作用位點是兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即圖中②，B正確。]
2．C
3．A　[質粒的化學本質是DNA，是細菌細胞質中能自主復制的小型環狀DNA分子，A正確；質粒是存在于細菌中的一種環狀DNA分子，不是細胞器，B錯誤；大多數質粒的受體細胞是細菌，C錯誤；天然的質粒一般需要經過改造后才可作為基因工程的載體，D錯誤。]
4．B　[限制酶切割出來的DNA片段末端如要互補結合，其黏性末端需互補，即一種酶切的末端正向序列與另一種酶切的末端反向序列互補。由題圖可知，BamHⅠ和BglⅡ酶切割出來的DNA片段末端可以互補結合，其末端互補序列是5′－GATC－3′。綜上所述，B正確，A、C、D錯誤。]
5．C　[切點有以下多種情況：(1)只切開一個位點，則有兩種情況，即切在a、bc間，則片段為a、bc兩種；切在ab、c間，則片段為ab、c兩種。(2)切開兩個位點，則有一種情況，即切在a、b、c間，則片段為a、b、c三種。綜上所述，不重復的片段共有a、b、c、ab、bc，共5種。]
6．C　[限制酶能夠識別雙鏈DNA上特定的一小段核苷酸序列，A錯誤；DNA連接酶作用的是磷酸二酯鍵，B錯誤；載體的作用是攜帶目的基因導入受體細胞中，使之穩定存在并表達，C正確；限制酶的識別序列通常是4～8個核苷酸對，以6個核苷酸對最為常見，D錯誤。]
7．B　[在使用限制酶時，是為了切割目的基因和載體，不需要解旋酶解開雙螺旋，A錯誤；限制酶1和3切出的黏性末端相同，都是5′－GATC－3′，B正確；限制酶1、2識別的序列都是由4個脫氧核苷酸組成，限制酶3、4識別的序列都是由6個脫氧核苷酸組成，C錯誤；限制酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同，前者是5′－GATC－3′，后者是5′－CATG－3′，不能通過T4 DNA連接酶拼接，D錯誤。]
8．D　[進行分裂的細胞中由于經過了DNA復制，DNA含量相對較多，故洋蔥組織的類型和質量會影響DNA提取的總量，A不符合題意；由于DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，所以NaCl溶液的濃度將影響DNA的提取總量，B不符合題意；玻璃棒攪拌的方向和力度不恰當可能會使DNA斷裂，最終影響DNA的提取總量，C不符合題意；加入二苯胺試劑為DNA鑒定環節，不影響DNA的提取總量，D符合題意。]
9．A　[研磨液中的SDS能使核蛋白變性并與DNA分離，B錯誤；研磨液中的EDTA能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解，C錯誤；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度高，且Na＋與DNA形成鈉鹽，D錯誤。]
10．D　[酵母和菜花細胞中均含有較多的DNA，均可作為提取 DNA 的材料，A正確；DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度高，B正確；豬為哺乳動物，其血細胞不適宜作為提取DNA的實驗材料，D錯誤。]
11．C　[香蕉果肉組織細胞有細胞壁保護，因此加入蒸餾水攪拌不會破壞細胞，不能將核DNA釋放出來，A錯誤；經研磨過濾后，將研磨液離心2分鐘，取上清液進行下一步操作，B錯誤；DNA鈉鹽不溶于酒精而某些蛋白質能溶于酒精，因此可用體積分數為95%的冷酒精溶解某些蛋白質，析出DNA鈉鹽，獲得較純凈的DNA，C正確；在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，D錯誤。]
12．D　[由于Y表示C或T，R表示A或G，說明一種限制酶能識別一種或多種特定的脫氧核苷酸序列，A錯誤；限制酶的切割位點不一定在識別序列的內部，如Sau3AⅠ，B錯誤；不同限制酶切割后形成的黏性末端不一定相同，如EcoRⅠ、KpnⅠ切割后形成的黏性末端各不相同，而BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后形成的黏性末端相同，C錯誤；限制酶切割后不一定形成黏性末端，也可以形成平末端，如HindⅡ、SmaⅠ，D正確。]
13．(1)蛋白質　氨基酸
(2)5′－GAATTC－3′　專一
(3)平末端　E·coli DNA連接酶或T4 DNA連接
(4)破壞外源DNA，起到保護作用
解析　(1)EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的化學本質是蛋白質，蛋白質是生物大分子，其單體是氨基酸。(2)分析題圖1可知，EcoR Ⅰ限制酶識別的堿基序列是5′－GAATTC－3′，SmaⅠ限制酶的識別序列是5′－CCCGGG－3′，EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的識別序列不相同，說明限制酶具有專一性。(3)由圖2可知，當限制酶在它識別序列的中軸線切開時，產生的末端是平末端；DNA連接酶可以連接兩個DNA片段，要將圖1中的末端再連接起來，需要用E·coli DNA連接酶或T4 DNA連接酶。(4)1970年，阿爾伯(W.Arber)等在細菌中發現了第一個限制酶，而在該細菌中沒有此限制酶的識別序列，推測該限制酶在細菌細胞中的作用可能是破壞外源DNA，起到保護作用。
14．(2)(保存)溫度
(3)二苯胺　沸水浴(95 ℃水浴)
(4)①多　蒜黃　②DNA酶
解析　(2)根據表格可知，該實驗的自變量是(保存)溫度和不同材料，因此該探究性實驗課題的名稱可能是“探究不同材料和不同(保存)溫度對DNA提取量的影響”。(3)鑒定DNA時可用二苯胺試劑，在沸水浴(95 ℃水浴)的條件下，DNA遇二苯胺試劑會呈現藍色。(4)①結論1：與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，與二苯胺試劑進行95 ℃水浴加熱后藍色更深，說明DNA的提取量更多。結論2：等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃中提取的DNA量最多，因此其與二苯胺試劑進行95 ℃水浴加熱后藍色最深。②出現結論1的原因是低溫抑制了DNA酶的活性，DNA降解速度減慢。(共34張PPT)
課時精練13
對DNA進行剪切、連接和復制是實現重組DNA技術的基礎
(時間：30分鐘　滿分：50分)
B
題型1　基因工程的三大工具
1.如圖是DNA分子結構的示意圖，其中，基因工程中使用的限制酶的作用位點是(　　)
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
A.① B.②
C.③ D.④
解析：限制酶的作用位點是兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即圖中②，B正確。
2.DNA連接酶是基因工程中非常重要的一種工具，它所縫合的部位是(　　)
A.堿基對之間的氫鍵 B.堿基與脫氧核糖
C.DNA雙鏈上的磷酸二酯鍵 D.脫氧核糖與脫氧核糖
C
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
●限制酶a和b的識別序列和切割位點如圖所示。下列有關說法錯誤的是(　　)
D
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
A.a酶與b酶切斷的化學鍵相同
B.能被b酶識別并切割的序列也能被a酶切割
C.在相同的DNA分子中a酶的識別位點一般明顯要比b酶多
D.將大量a酶和b酶切割后的片段混合，重新連接后的DNA片段不一定全都能被a酶切割
解析：a酶與b酶切斷的化學鍵相同，都是磷酸二酯鍵，A正確；
據圖分析，a酶的識別序列是5′－GATC－3′，b酶識別序列是5′－GGATCC－3′，a酶的識別序列包含b酶的識別序列，故能被b酶識別并切割的序列也能被a酶切割，B正確；
a酶的識別序列比b酶短，識別序列越短，含有的識別位點就越多，因此在相同的DNA分子中b酶的識別位點一般明顯少于a酶，C正確；
將大量a酶和b酶切割后的片段混合，重新連接后的DNA片段全都能被a酶切割，D錯誤。
A.a酶與b酶切斷的化學鍵相同
B.能被b酶識別并切割的序列也能被a酶切割
C.在相同的DNA分子中a酶的識別位點一般明顯要比b酶多
D.將大量a酶和b酶切割后的片段混合，重新連接后的DNA片段不一定全都能被a酶切割
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
3.下列有關質粒的敘述，正確的是(　　)
A.質粒是細菌細胞質中能自主復制的小型環狀DNA分子
B.質粒是廣泛存在于細菌細胞中的一種顆粒狀細胞器
C.質粒的受體細胞都是細菌
D.在進行基因工程操作中，被用作載體的質粒都是天然質粒
A
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
解析：質粒的化學本質是DNA，是細菌細胞質中能自主復制的小型環狀DNA分子，A正確；
質粒是存在于細菌中的一種環狀DNA分子，不是細胞器，B錯誤；
大多數質粒的受體細胞是細菌，C錯誤；
天然的質粒一般需要經過改造后才可作為基因工程的載體，D錯誤。
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
4.限制酶是一類核酸切割酶，可辨識并切割DNA分子上特定的核苷酸堿基序列。如圖為四種限制酶BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ、HindⅢ以及BglⅡ的辨識序列：
B
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
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的DNA片段末端可以互補結合，其正確的末端互補序列為(　　)
A.BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互補序列5′－AATT－3′
B.BamHⅠ和BglⅡ；末端互補序列5′－GATC－3′
C.BamHⅠ和HindⅢ；末端互補序列5′－GATC－3′
D.EcoRⅠ和HindⅢ；末端互補序列5′－AATT－3′
解析：限制酶切割出來的DNA片段末端如要互補結合，其黏性末端需互補，即一種酶切的末端正向序列與另一種酶切的末端反向序列互補。由題圖可知，BamHⅠ和BglⅡ酶切割出來的DNA片段末端可以互補結合，其末端互補序列是5′－GATC－3′。綜上所述，B正確，A、C、D錯誤。
A.BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互補序列5′－AATT－3′
B.BamHⅠ和BglⅡ；末端互補序列5′－GATC－3′
C.BamHⅠ和HindⅢ；末端互補序列5′－GATC－3′
D.EcoRⅠ和HindⅢ；末端互補序列5′－AATT－3′
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
5.已知某種限制酶在某一線性DNA分子上的酶切位點如圖中箭頭所指。現在多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則經該酶剪切后，這些線性DNA分子最多能產生長度不同的DNA片段種類數是(　　)
C
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
A.3 B.4 C.5 D.6
解析：切點有以下多種情況：(1)只切開一個位點，則有兩種情況，即切在a、bc間，則片段為a、bc兩種；切在ab、c間，則片段為ab、c兩種。(2)切開兩個位點，則有一種情況，即切在a、b、c間，則片段為a、b、c三種。綜上所述，不重復的片段共有a、b、c、ab、bc，共5種。
6.以下關于基因工程的說法，正確的是(　　)
A.限制酶可以切割DNA和RNA
B.DNA連接酶能將兩堿基通過氫鍵連接起來
C.載體的作用是將目的基因導入受體細胞使之穩定存在并表達
D.切割質粒的限制酶均能特異性地識別6個核苷酸序列對
C
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
解析：限制酶能夠識別雙鏈DNA上特定的一小段核苷酸序列，A錯誤；
DNA連接酶作用的是磷酸二酯鍵，B錯誤；
載體的作用是攜帶目的基因導入受體細胞中，使之穩定存在并表達，C正確；
限制酶的識別序列通常是4～8個核苷酸對，以6個核苷酸對最為常見，D錯誤。
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
7.下面是4種限制酶所識別的DNA分子序列和剪切位點圖(↓表示剪切點、切出的斷面為黏性末端)：
限制酶1：5′－↓GATC－3′
限制酶2：5′－CATG↓－3′
限制酶3：5′－G↓GATCC－3′
限制酶4：5′－CCGC↓GG－3′
請指出下列哪項表達正確(　　)
A.在使用限制酶的同時還需要解旋酶
B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同
C.限制酶1、2、4識別的序列都是由4個脫氧核苷酸組成
D.限制酶1和2切出的DNA片段可通過T4 DNA連接酶拼接
B
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
解析：在使用限制酶時，是為了切割目的基因和載體，不需要解旋酶解開雙螺旋，A錯誤；
限制酶1和3切出的黏性末端相同，都是5′－GATC－3′，B正確；
限制酶1、2識別的序列都是由4個脫氧核苷酸組成，限制酶3、4識別的序列都是由6個脫氧核苷酸組成，C錯誤；
限制酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同，前者是5′－GATC－3′，后者是5′－CATG－3′，不能通過T4 DNA連接酶拼接，D錯誤。
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
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09
10
11
12
13
14
題型2　DNA的粗提取和鑒定
8.提取和鑒定洋蔥組織細胞DNA的相關實驗操作中，不影響最終獲得DNA總量的是(　　)
A.洋蔥組織的類型和質量
B.NaCl溶液的濃度
C.玻璃棒攪拌的方向和力度
D.加入二苯胺試劑的量
D
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
解析：進行分裂的細胞中由于經過了DNA復制，DNA含量相對較多，故洋蔥組織的類型和質量會影響DNA提取的總量，A不符合題意；
由于DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，所以NaCl溶液的濃度將影響DNA的提取總量，B不符合題意；
玻璃棒攪拌的方向和力度不恰當可能會使DNA斷裂，最終影響DNA的提取總量，C不符合題意；
加入二苯胺試劑為DNA鑒定環節，不影響DNA的提取總量，D符合題意。
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
9.下列關于DNA的粗提取和鑒定實驗相關試劑的說法，正確的是(　　)
A.二苯胺試劑在沸水浴條件下能將DNA染成藍色
B.研磨液中的EDTA能使核蛋白變性并與DNA分離
C.研磨液中的SDS能抑制DNA酶活性防止核DNA被酶解
D.DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，且Na＋與DNA形成沉淀
解析：研磨液中的SDS能使核蛋白變性并與DNA分離，B錯誤；
研磨液中的EDTA能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解，C錯誤；
DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度高，且Na＋與DNA形成鈉鹽，D錯誤。
A
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
10.下列關于“DNA 的粗提取和鑒定”實驗敘述，錯誤的是(　　)
A.酵母和菜花均可作為提取 DNA 的材料
B.DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度高
C.DNA鈉鹽不溶于酒精而某些蛋白質能溶于酒精
D.向豬血稀釋液中加蒸餾水攪拌，可見玻棒上有白色絮狀物
解析：酵母和菜花細胞中均含有較多的DNA，均可作為提取 DNA 的材料，A正確；
DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度高，B正確；
豬為哺乳動物，其血細胞不適宜作為提取DNA的實驗材料，D錯誤。
D
基礎對點
01
02
類題
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
11.多種實驗材料都可以用于DNA的粗提取和鑒定，用香蕉也可以取得較好的實驗效果，下列操作正確的是(　　)
A.向剪碎的香蕉果肉組織中加入蒸餾水并攪拌，以釋放核DNA
B.經研磨過濾后，將研磨液離心5分鐘，取沉淀物進行下一步操作
C.體積分數為95%的冷酒精可以溶解某些蛋白質，得到粗提取的DNA
D.將DNA溶于NaCl溶液后，加入現配的二苯胺試劑，混合均勻即可出現藍色
C
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解析：香蕉果肉組織細胞有細胞壁保護，因此加入蒸餾水攪拌不會破壞細胞，不能將核DNA釋放出來，A錯誤；
經研磨過濾后，將研磨液離心2分鐘，取上清液進行下一步操作，B錯誤；
DNA鈉鹽不溶于酒精而某些蛋白質能溶于酒精，因此可用體積分數為95%的冷酒精溶解某些蛋白質，析出DNA鈉鹽，獲得較純凈的DNA，C正確；
在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，D錯誤。
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12.下表為常用的限制酶及其識別序列和切割位點，據表分析，下列說法正確的是(　　)
D
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限制酶 BamHⅠ EcoRⅠ HindⅡ
識別序列和切割位點 5′—G↓GATCC—3′ 5′—G↓AATTC—3′ 5′—GTY↓RAC—3′
限制酶 KpnⅠ Sau3AⅠ SmaⅠ
識別序列和切割位點 5′—GGTAC↓C—3′ 5′—↓GATC—3′ 5′—CCC↓GGG—3′
注：Y表示C或T，R表示A或G。
A.一種限制酶只能識別一種脫氧核苷酸序列
B.限制酶的切點一定位于識別序列的內部
C.不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端
D.限制酶切割后不一定形成黏性末端
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解析：由于Y表示C或T，R表示A或G，說明一種限制酶能識別一種或多種特定的脫氧核苷酸序列，A錯誤；
限制酶的切割位點不一定在識別序列的內部，如Sau3AⅠ，B錯誤；
不同限制酶切割后形成的黏性末端不一定相同，如EcoRⅠ、KpnⅠ切割后形成的黏性末端各不相同，而BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后形成的黏性末端相同，C錯誤；
限制酶切割后不一定形成黏性末端，也可以形成平末端，如HindⅡ、SmaⅠ，D正確。
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13.下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖。請思考回答問題：
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(1)EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的化學本質是________，其單體是________。
(2)EcoR Ⅰ限制酶識別的堿基序列是________________，EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的識別序列不相同，說明限制酶具有________性。
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蛋白質
氨基酸
5′－GAATTC－3′
專一
(3)由圖2可知，當限制酶在它識別序列的中軸線切開時，產生的末端是_______；要將圖1中的末端再連接起來，需要用_________________________________酶。
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平末端
E·coli DNA連接酶或T4 DNA連接
(4)1970年，阿爾伯(W.Arber)等在細菌中發現了第一個限制酶，而在該細菌中沒有此限制酶的識別序列，推測該限制酶在細菌細胞中的作用可能是__________________________________________________________________。
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破壞外源DNA，起到保護作用
解析：(1)EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的化學本質是蛋白質，蛋白質是生物大分子，其單體是氨基酸。
(2)分析題圖1可知，EcoR Ⅰ限制酶識別的堿基序列是5′－GAATTC－3′，SmaⅠ限制酶的識別序列是5′－CCCGGG－3′，EcoR Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶的識別序列不相同，說明限制酶具有專一性。
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(3)由圖2可知，當限制酶在它識別序列的中軸線切開時，產生的末端是平末端；DNA連接酶可以連接兩個DNA片段，要將圖1中的末端再連接起來，需要用E·coli DNA連接酶或T4 DNA連接酶。
(4)1970年，阿爾伯(W.Arber)等在細菌中發現了第一個限制酶，而在該細菌中沒有此限制酶的識別序列，推測該限制酶在細菌細胞中的作用可能是破壞外源DNA，起到保護作用。
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14.某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關探究活動，具體步驟如下：
材料處理：稱取新鮮的菜花、辣椒和蒜黃各2份，每份10 g。剪碎后分成兩組，一組置于20 ℃、另一組置于－20 ℃條件下保存24 h。
(1)DNA粗提取結果如表。
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材料保存溫度 菜花 辣椒 蒜黃
20 ℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋
－20 ℃ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋
注：“＋”越多，表示藍色越深。
(2)該探究性實驗課題的名稱可能是“探究不同材料和不同____________對DNA提取量的影響”。
(3)DNA的鑒定可用________試劑在__________________條件下進行。
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(保存)溫度
二苯胺
沸水浴(95 ℃水浴)
(4)根據實驗結果分析：
①結論1：與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，DNA的提取量更________(填“多”或“少”)。
結論2：等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從________中提取的DNA量最多。
②針對結論1，請提出合理的解釋低溫抑制了________的活性，DNA降解速度減慢。
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多
蒜黃
DNA酶
解析：(2)根據表格可知，該實驗的自變量是(保存)溫度和不同材料，因此該探究性實驗課題的名稱可能是“探究不同材料和不同(保存)溫度對DNA提取量的影響”。
(3)鑒定DNA時可用二苯胺試劑，在沸水浴(95 ℃水浴)的條件下，DNA遇二苯胺試劑會呈現藍色。
(4)①結論1：與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，與二苯胺試劑進行95 ℃水浴加熱后藍色更深，說明DNA的提取量更多。結論2：等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃中提取的DNA量最多，因此其與二苯胺試劑進行95 ℃水浴加熱后藍色最深。②出現結論1的原因是低溫抑制了DNA酶的活性，DNA降解速度減慢。
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