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mtDNA是存在于人类细胞线粒体中双链闭合环状的DNA分子，具有自我复制、转录和控制合成蛋白质的功能。mtDNA的类型具有明显的种族特异性。若用两种识别切割序列完全不同的限制酶M和N切割某人的mtDNA，通过凝胶电泳分离分析得下表。限制酶M和N的识别序列和切割位点如图所示。

凝胶电泳结果：（1kb=1000对碱基）（+表示该片段的存在以及含量）

分子量（kb）	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0	9.0	10.0
酶M	+				+				+
酶N							+	+
酶M+酶N	+	+	+	+		+

下列说法中错误的是

A．该mtDNA的长度为16kb

B．在该DNA分子中，M酶与N酶的切割位点如图所示

C．M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在DNA连接酶的作用下相互连接，连接后的序列可以用M酶、N酶进行切割

D．mtDNA能成为研究人类起源与进化的一个有力工具

【答案】

【解析】

试题分析：mtDNA是存在于人类细胞线粒体中双链闭合环状的DNA分子，酶N只有两个识别点，将mtDNA切割为7kb和9kb两段，故该mtDNA的长度为16kb，A正确；M酶与N酶的切割位点如图所示，符合酶切割位点的特性，B正确；M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在DNA连接酶的作用下相互连接，连接后的序列不可以用M酶、N酶进行切割，因为连接以后的序列M酶和N酶不能识别，C错误；题中告知mtDNA是存在于人类细胞线粒体中双链闭合环状的DNA分子，具有自我复制、转录和控制合成蛋白质的功能，mtDNA的类型具有明显的种族特异性，遗传物质变化可能很小，能成为研究人类起源与进化的一个有力工具，D正确。

考点：本题考查基因工程的有关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；识图能力和具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。

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（9分）大肠杆菌在自然环境中广泛存在，种类繁多，有的有害有的则有益：其代谢类型和在生态系统中的地位随着其生存的环境不同而不同。2011年肠出血性大肠杆菌（EHEC）感染引发的溶血性尿毒综合症在欧洲多国陆续暴发，引起世界各国的关注。结合相关信息，回答下列问题。
（1）存在于人类和恒温动物肠道内的肠出血性大肠杆菌（EHEC），其代谢类型最可能是                  ，它在生态系统中的地位是            。
（2）肠出血性大肠杆菌（EHEC）产生的肠毒素，可引起患者的局部肠出血并使血管和肾功能受损，肠毒素是大肠杆菌的     （填初级或次级）代谢产物，据研究这种肠毒素可被霍乱外毒素的抗毒素中和，对此现象合理的解释是              。
（3）此次暴发的大肠杆菌是一种嵌合体，它包含了多种大肠杆菌的遗传物质。它还含有瘟疫细菌的DNA，产生这种变异来源属于           。
（4）肠出血性大肠杆菌（EHEC）感染引发的溶血性尿毒综合症用多种抗生素治疗均无效，表现出很强的耐抗生素性，说明肠出血性大肠杆菌（EHEC）体内含有     。
（5）下表是某培养基成分含量：

若用此培养基来培养肠出血性大肠杆菌（EHEC），还应在培养基成分中添加    ，如果再加入伊红和美蓝，按用途分此培养基叫        ，接着用此培养基   （能或不能）检测出饮用水和乳制品是否含有肠出血性大肠杆菌（EHEC）。

（10分）mtDNA是存在于人类细胞线粒体中双链闭合环状的DNA分子，具有自我复制、转录和控制合成蛋白质的功能。mtDNA的类型具有明显的种族特异性。现用两种限制性核酸内切酶M和N切割某人的mtDNA（限制酶M和N的识别序列和切割位点如图1所示），然后通过凝胶电泳分离DNA片段（通电状态下，不同分子量的DNA片段在琼脂中的移动距离不同从而被分离），分析后得到下表。

凝胶电泳结果（1kb=1000对碱基）（数字表示该片段的存在以及数量）
分子量（kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	1		1
2.0			1
3.0			1
4.0			1
5.0	1
6.0			1
7.0		1
9.0		1
10.0	1

（1）该mtDNA的长度为___________kb。在该DNA分子中，M酶与N酶的切割位点分别有____________个。

（2）M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在______________酶的作用下相互连接，请将连接的结果表示出来：_______________________。连接后的序列是否可以用M酶、N酶进行切割，请简述理由：________________________________________。

（3）图2为真核细胞的某基因的结构图以及限制酶M和N的切割位点。现用酶切法直接从供体细胞中切割图2中的基因从而获得目的基因，可选用酶______来切割。这个方法虽然操作方便，但切割下的基因中含有不能指导蛋白质合成的区域。因此，目前往往采用逆转录的人工合成的方法，其基本步骤是：__________________。

图2

（4）已知图2中Ⅱ区的碱基数是2000个，其中阴影区域碱基数是800个，空白区域中G 和C的总数共有400个，则由该区转录的mRNA中A和U总数是_____________。

凝胶电泳结果（1kb=1000对碱基）（+表示该片段的存在以及含量）
分子量（kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	+		+
2.0			+
3.0			+
4.0			+
5.0	+
6.0			+
7.0		+
9.0		+
10.0	+

⑴．该mtDNA的长度为___________kb。在该DNA分子中，M酶与N酶的切割位点分别有____________个。

⑵．M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在______________酶的作用下相互连接，请将连接的结果表示出来：_______________________。连接后的序列是否可以用M酶、N酶进行切割，并简述理由：_________________________________________________

⑶．有人认为mtDNA能成为研究人类起源与进化的一个有力工具，请简述理由：_________________________________________________________________________ 。

下图为真核细胞的某基因的结构图以及限制酶M和N的切割位点。

⑷．现用该基因作为目的基因，若采用直接从供体细胞中分离，具体方法是：_____________。这个方法虽操作方便，但切割下的基因中含有不能指导蛋白质合成的区域。因此，目前往往采用逆转录的人工合成的方法，其基本步骤是：__________________________。

⑸．已知Ⅱ区的碱基数是2000个，其中阴影区域碱基数是800个，空白区域中G和C的总数共有400个，则由该区转录的mRNA中A和U总数是。

mtDNA是存在于人类细胞线粒体中双链闭合环状的DNA分子，具有自我复制、转录和控制合成蛋白质的功能。mtDNA的类型具有明显的种族特异性。若用两种识别切割序列完全不同的限制酶M和N切割某人的mtDNA，通过凝胶电泳分离分析得下表。限制酶M和N的识别序列和切割位点如图所示。
凝胶电泳结果：（1kb=1000对碱基）（+表示该片段的存在以及含量）
分子量（kb） 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 9.0 10.0
酶M + + +
酶N + +
酶M+酶N + + + + +

下列说法中错误的是

A.
该mtDNA的长度为16kb
B.
在该DNA分子中，M酶与N酶的切割位点如图所示
C.
M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在DNA连接酶的作用下相互连接，连接后的序列可以用M酶、N酶进行切割
D.
mtDNA能成为研究人类起源与进化的一个有力工具

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