2022-2023学年人教版（2019）选择性必修三第3章 基因工程 单元测试卷(word版含答案)

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第3章 基因工程  单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共50分)1、抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，下图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的是(   )A.用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶B.基因表达载体包含起始密码和终止密码C.用显微注射法导入基因表达载体D.筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质2、下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是(   )A.用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开B.限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C.序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D.T4DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接3、维生素在人体内具有非常重要的作用，对视力、骨骼生长、免疫功能都有调节作用。但是，人体不能合成维生素A，需要从食物中摄取。β-胡萝卜素是维生素A的前体，在人体内可以转化为维生素A，科学家将两个参与β-胡萝卜素合成的酶基因psy和crtⅠ转入籼稻中，使水稻的胚乳含有中富含β-胡萝卜素，由此生产出“黄金大米”。以下说法不正确的是(   )A.培育“黄金大米”过程中，转入籼稻细胞中的目的基因有两个B.Psy或crtⅠ基因序列中含有构建重组质粒所用限制酶的识别序列C.“黄金大米”的培育过程要利用植株组织培养技术D.食用“黄金大米”可以缓解维生素A缺乏症的病情4、下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是(   )A.a的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构B.要获得相同的黏性末端，可以用不同种b切割a和dC.c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对D.若要获得未知序列d，可到基因库中寻找5、下图是构建基因表达载体的过程示意图，请判断下列相关说法中正确的是(    )A. 将目的基因导入受体细胞是基因工程的核心步骤，是成功的关键
B. 此过程中会发生碱基互补配对C. 一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码子和终止密码子等结构
D. 基因表达载体中启动子具有DNA聚合酶的结合部位，启动复制过程6、关于基因工程下列说法正确的有(   )① 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体② 基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工③ 限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列④ 只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达⑤ 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列⑥ 基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上⑦ 质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体A.2项         B.3项         C.4项         D.5项7、构建基因表达载体时，可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5'－Р变成5'－OH，如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5'－OH与3'－OH不能连接而形成切口(nick)。下列叙述正确的是(    )A.外源DNA也必需用碱性磷酸单酯酶处理B.经碱性磷酸单酯酶处理的载体会发生自身环化C.T4—DNA连接酶与DNA聚合酶均可作用于磷酸二酯键D.重组DNA经过1次复制可得到不含nick的子代DNA8、多聚酶链式反应（PCR）一次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中错误的是(   )A.变性过程未加解旋酶，是因为可以通过先适当加温来破坏DNA碱基对中氢键B.PCR技术扩增需要的条件是目的基因、引物、四种脱氧核苷酸、DNA聚合酶和DNA连接酶C.PCR技术可用于基因诊断、判断亲缘关系等D.如果反应体系中加入模板DNA100个，则经过30个循环后，DNA的数量为100×230个9、下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点（↓表示剪切点、切出的断面为黏性末端）：限制酶1：—↓GATC—。限制酶2：—CATG↓—。限制酶3：—G↓GATCC—。限制酶4：—CCGC↓GG—。请指出下列哪项表达正确(   )
A.在使用限制酶的同时还需要解旋酶
B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同
C.限制酶1、2、4识别的序列都由4个脱氧核苷酸组成D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接10、为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。
 为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是(   )A.①+③ B.①+② C.③+② D.③+④二、填空题(共20分)11(本题 10 分)科学家将人的a1-抗胰蛋白酶（a1-AT）基因与绵羊乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，成功地培育出能表达a1-AT的转基因绵羊，这标志着乳腺生物反应器的实用性研究进入医学临床应用。回答下列问题：（1）从人的胸腺组织细胞中提取到a1-AT的mRNA，通过反转录获得a1-AT基因，与人体细胞内基因的结构相比，该方法得到的基因不具有___________（答两点）等。为获得更多的a1-AT基因，可利用PCR技术进行扩增，该技术需要___________种引物，引物的作用是___________。（2）科学家将a1-AT基因与绵羊乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，再与质粒构建成重组表达载体，而不是将a1-AT基因直接导入绵羊受精卵中，原因是___________。表达载体中启动子的作用是___________。（3）将重组基因表达载体导入绵羊受精卵中，置于早期胚胎培养液中进行培养。早期胚胎进行移植前，需进行性别鉴定，若要在囊胚期鉴定性别，则操作思路是___________。胚胎移植的实质是___________。（4）转因绵羊成年后需对其体内a1-AT基因表达产物进行检测，一般采用抗原—抗体杂交法，若出现___________，则表明a1-AT基因成功表达，转基因绵羊培育成功。12、(10分)大麦α-淀粉酶基因（Amy32B），主要在胚乳细胞中特异性表达，pAmy32B是该基因的启动子。某科研团队将pAmy32B、红色荧光蛋白基因、终止子连接在一起构成DNA片段A，利用农杆菌转化法研究pAmy32B在水稻胚乳中的作用。回答下列问题：（1）pAmy32B位于α-淀粉酶基因的___________(填“上游” 或 “下游”)，其功能是___________。研究人员已从“美国国家生物技术信息中心”查得pAmy32B的碱基序列，则可通过_________获得相应的DNA片段。（2）在A两端分别加上CCCGGG、GGATCC序列，农杆菌Ti质粒上也有该序列。由此可推知上述序列在农杆菌Ti质粒的_________片段上。（3）以单子叶植物水稻未成熟种子为外植体获得愈伤组织，用含A的农杆菌侵染愈伤组织，需向培养基中加入__________，作用是__________________。（4）检测pAmy32B是否插入水稻基因组，可用__________技术，若探针与水稻基因组杂交显示出_________，说明目的基因已导入。（5）在个体水平检测pAmy32B是否在水稻植株中发挥功能，可通过荧光体视显微镜观察______（植物部位）临时装片是否出现______________现象。三、读图填空题(共10分)13(本题 10 分)马铃薯因为自交不亲和，所以只能进行无性繁殖。我国科学家黄三文团队通过基因编辑技术培育出二倍体自交系和杂交优势显著的杂交马铃薯品系“优薯1号”。如图是科学家用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除二倍体马铃薯的自交不亲和基因的示意图。回答下列问题：（1）普通（非转基因）马铃薯不能自交的根本原因是____________，无性繁殖的最大优点是____________。（2）Cas9蛋白和向导RNA结合形成的复合物能切割DNA，从功能上来看，其相当于基因工程中的______酶，该复合物中不具有特异性的是______，具有特异性的是______。将目标DNA上的某个基因剪切掉后：还需要将断裂的DNA连接起来，该过程需要使用______（填“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”）（3）检测培育能自交的马铃薯品种是否成功的方法有多种，其中个体水平的检测方法是____________________________________。四、实验题(共10分)14、(10分)[选修3：现代生物科技专题]大刍草是玉米的原始祖先，具有较强的抗病抗逆等特性，可为玉米育种提供原始的遗传材料。研究发现，大刍草基因组中有一个D基因仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究D基因表达对卵细胞的影响，某小组设计了以下实验。据图回答下列问题：（1）大刍草D基因与Luc基因融合前需要利用_____切割。融合后的少量D-Luc基因可以利用_____获取大量的D-Luc融合基因。（2）要构建大刍草的DNA文库，应从大刍草_____（填“卵细胞”“精子”“体细胞”或“体细胞或精子”）中提取总RNA，原因是_____。（3）在过程①前，一般需要用_____处理农杆菌细胞，使其具备_____的生理状态。过程②转化筛选。（4）从转入D-Luc融合基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下，大刍草卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明_____。五、探究题(共10分)15、(10分)害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。（1）转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是_____，合成的化合物还需要在_____中加工才具有生物活性。（2）这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，该技术的核心是_____，这种变异在生物学上称为_____。科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了_____。（3）有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析可能的原因是_____，玉米的花粉不能传递给杂草。（4）抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是_____。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是_____。（5）有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是_____。
参考答案1、答案：A解析：利用PCR技术扩增目的基因片段时，不需要解旋酶，而是采用高温的方法使DNA解旋，故A正确；基因表达载体包括启动子和终止子，但不包括起始密码和终止密码，故B错误；目的基因导入微生物细胞中不使用显微注射法，故C错误；筛选菌种时，用基因探针检测目的基因或转录出的mRNA，故D错误。2、答案：B解析：A、用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被水解，A错误；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，B正确；C、-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；D、T4DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，只有T4DNA连接酶还可以连接平末端，D错误。故选B。3、答案：B解析：A、培育“黄金大米“过程中,转入籼稻细胞中的目的基因包括两个参与邹β-胡萝卜素合成的酶基因psy和crtⅠ, A正确;B、Psy和crtⅠ基因为目的基因，其基因序列中若含有用到的限制酶的识别序列，则基因结构会被破坏，因此这两个基因内均不能含有限制酶的识别位点，B错误;C、“黄金大米"的培育过程要利用植株组织培养技术将含有目的基因的籼稻细胞培育成完整植株，最终获得胚乳中富含β-胡萝卜素的大米，C正确;D、“黄金大米的胚乳含有中富含-胡萝卜素, β-胡萝卜素可以缓解维生素A缺乏症的病情，D正确。故选B。4、答案：B5、答案：B解析：A.基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，是成功的关键，A错误;B、图示为基因表达载体的构建过程，该过程中黏性末端连接时会发生碱基互补配对, B正确;C、基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分，起始密码子和终止密码子位于mRNA上，C错误;D、基因表达载体中启动子具有RNA聚合酶的结合部位,启动转录过程，D错误。故选B。6、答案：A解析：① 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶,载体不属于工具酶,① 错误;② 基因工程又称转基因技术,是在DNA上进行的分子水平的设计施工,② 正确;③ 一种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列,其具有特异性,所以限制酶的切口不都是GAATTC碱基序列,③ 错误;④ 目的基因进入受体细胞需要检测和鉴定,不一定能成功实现表达,④ 错误;⑤ 一种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列,即具有特异性,⑤ 错误;⑥ 基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品,因而可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上,⑥ 正确;⑦ 基因工程常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等,⑦错误。7、答案：C解析：8、答案：B解析：A、变性过程未加解旋酶，是因为可以通过先适当加温来破坏DNA碱基对中氢键，A正确；
B、PCR技术扩增需要的条件是目的基因、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶，但不需要DNA连接酶，B错误；
C、PCR技术可用于基因诊断，判断亲缘关系等，C正确；
D、如果反应体系中加入模板DNA100个，则经过30个循环后，DNA的数量为100×230个，D正确。
故选：B。9、答案：B解析：使用限制性核酸内切酶是为了切割目的基因和载体，不需要解旋酶解开DNA双螺旋，A错误；限制性核酸内切酶1和3切出的黏性末端相同，都是GATC—，B正确；限制性核酸内切酶1、2识别的序列都由4个脱氧核苷酸组成，限制酶3、4识别的序列都由6个脱氧核苷酸组成，C错误；限制性核酸内切酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同，前者是GATC—，后者是—CATG，不能通过T4DNA连接酶拼接，D错误。10、答案：B解析：
11、（1）答案：启动子、终止子、内含子等；2；使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核糖核苷酸解析：（2）答案：使a-AT基因能在受体细胞中稳定存在并可遗传，同时使目的基因能够表达和发挥作用，若直接将其导入受体细胞，很可能会被降解；（RNA聚合酶识别和结合的部位）能驱动a-AT基因转录出mRNA，最终获得a-AT解析：（3）答案：取滋养层细胞做DNA分析性别鉴定；早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移解析：（4）答案：杂交带解析：12、答案：（1）上游   RNA聚合酶识别与结合位点，驱动基因转录出mRNA（2分）   人工合成（2）T-DNA（3）酚类化合物        吸引农杆菌移向愈伤组织，有利于目的基因成功转化（或答：吸引农杆菌移向愈伤组织）（4）DNA分子杂交   杂交带（5）胚乳   红色荧光解析： （1）pAmy32B是α-淀粉酶基因的启动子，位于该基因的上游，是RNA聚合酶识别与结合位点，驱动基因转录出mRNA．研究人员已从“美国国家生物技术信息中心”查得pAmy32B的碱基序列，在获知DNA碱基序列的情况下，则可通过人工合成获得相应的DNA片段。
（2）在A两端分别加上CCCGGG、GGATCC序列，又知农杆菌Ti质粒上也有该序列，由此可推知上述序列在农杆菌Ti质粒的T-DNA片段上，这样做的目的是为了将A片段转接到农杆菌的T-DNA片段上。
（3）以单子叶植物水稻未成熟种子为外植体获得愈伤组织，用含A的农杆菌侵染愈伤组织，需向培养基中加入酚类化合物，该物质能吸引农杆菌移向愈伤组织，从而达到目的基因成功转化的目的。
（4）检测pAmy32B是否插入水稻基因组，可用DNA分子杂交技术检测目的基因是否存在，若探针与水稻基因组杂交显示出杂交带，说明目的基因已成功导入。
（5）在个体水平检测pAmy32B是否在水稻植株中发挥功能，因为该启动子在胚乳细胞中发挥作用，故可通过荧光体视显微镜观察胚乳细胞临时装片是否出现红色荧光现象来检测该启动子是否起到了作用。13、（1）答案：存在自交不亲和基因；保持优良品种的遗传特性解析：普通(非转基因)马铃薯不能自交，科学家通过CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除二倍体马铃薯的自交不亲和基因后可解决自交不亲和现象，说明其不能自交的根本原因是存在自交不亲和基因。无性繁殖的最大优点是可以保持优良品种的遗传特性。（2）答案：限制性内切酶；Cas9蛋白；向导RNA；T4DNA连接酶解析：切割DNA，断裂的是磷酸二酯键，因而Cas9和向导RNA结合形成的复合物具有类似限制性内切酶的作用。由图可知，该复合物中向导RNA可引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点进行切割，说明向导RNA具有特异性,而Cas9蛋白需要向导RNA引导，无特异性。DNA连接酶包括E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶，二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，由图可知，经切割后产生的为平末端，所以用T4DNA连接酶进行连接。（3）答案：让马铃薯自交，观察是否能产生子代，以判断培育是否成解析：普通马铃薯不能自交，敲除自交不亲和基因后得马铃薯可正常自交，故在个体上可通过让马铃薯自交,观察是否能产生子代,以判断培育是否成功。14、答案：（1）同一种限制酶;PCR技术（2）体细胞;大刍草体细胞中有大刍草全部的DNA且D基因在体细胞中正常表达，而精子中一半的核DNA，卵细胞中D基因不能正常表达（不转录）（3）Ca2+;吸收周围环境中DNA分子（4）D-Luc融合基因能在卵细胞中表达且使卵细胞不经受精而直接发育成胚解析：（1）大刍草D基因与Luc基因是两个DNA片段，需要有互补的黏性末端才能相连，所以融合前需要用同一种限制酶切制。PCR技术可以对目的基因（融合后的少量D-Luc基因）进行体外的大量扩增，其原理是DNA增殖。（2）大刍草体细胞中有大刍草全部的DNA且D基因在体细胞中正常表达，而精子中一半的核DNA，卵细胞中D基因不能正常表达（不转录），所以应从大刍草的体细胞中提取总RNA来构建大刍草的DNA文库。（3）过程①表示将含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌细胞，所以要用Ca2+处理农杆菌细胞，使其处于感受态，更容易吸收周围的DNA分子。（4）一般情况下，大刍草卵细胞在未受精时不进行发育，但是转入D-Luc融合基因植株未成熟种子中分离出未受精的卵细胞发育形成的胚，对比可知，是转入的D-Luc融合基因使其发生了变化，推测是D-Luc融合基因能在卵细胞中表达且使卵细胞不经受精而直接发育成胚。 15、答案：（1）核糖体；内质网和高尔基体（2）基因表达载体的构建；基因重组；基因突变（3）不同物种之间存在生殖隔离（4）减少了农药对环境的污染；该转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫（5）这种玉米的籽粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健康解析：（1）据题意可知，蛋白酶抑制剂为分泌蛋白，合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是核糖体；合成后还需要在内质网和高尔基体中加工才具有生物活性。（2）这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，该技术的核心是基因表达载体的构建，这种变异在生物学上称为基因重组。科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了基因突变。（3）有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，可能的原因是不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。（4）抗玉米螟玉米由于具有抗虫作用，因此在环境保护上的重要作用是减少了农药对环境的污染。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫。（5）有人对食用该玉米的安全性表示担忧，理由是这种玉米的籽粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶活性，影响人体健康。