高中生物沪科版 (2019)选修3一、生物科学与技术的发展催生了基因工程练习

【精挑】一、生物科学与技术的发展催生了基因工程-1课堂练习

一．单项选择

1．下列关于基因工程载体的叙述，不正确的是（    ）

A．可用自然质粒作为基因工程的载体 B．有自我复制能力

C．对受体细胞无害 D．可以是动植物病毒

2．下列物质不属于基因工程操作工具的是（    ）

A．DNA连接酶 B．限制酶 C．载体 D．解旋酶

3．图是细菌细胞的模式图，相关说法错误的是（    ）

A．溶菌酶是一种免疫活性物质，能够溶解a

B．c是细菌唯一的一种细胞器

C．d是一个环状的DNA分子

D．e是细菌特有的一种小型环状DNA，可以用作基因工程中的运载体

4．下列关于限制酶的叙述，正确的是（    ）

A．只有原核细胞中才有限制酶

B．限制酶能识别特定的核苷酸序列

C．限制酶识别的序列都由6个核苷酸组成

D．限制酶切割DNA分子产生的都是黏性末端

5．下图表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙述错误的是（    ）

A．甲．乙．丙都属于黏性末端

B．甲．乙片段可形成重组DNA分子，但甲．丙不能

C．DNA连接酶的作用位点在乙图中b处

D．切割甲的限制酶不能识别由甲．乙片段形成的重组DNA分子

6．下列各种酶及其作用对应关系不正确的是（    ）

A．限制酶—识别并在特定位置切断 DNA 分子中的磷酸二酯键

B．RNA 聚合酶—与基因的特定位点结合，催化遗传信息的翻译

C．DNA 连接酶—将分开的 DNA 片段通过特定末端连接在一起

D．DNA 聚合酶—将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成 DNA 单链

7．下图表示EcoRI限制酶的作用示意图。图中切点处发生断裂的化学键是（    ）

A．磷酸二酯键 B．肽键 C．氢键 D．高能磷酸键

8．基因工程的实施能够（    ）

A．产生新的基因 B．发生基因重组

C．产生新的蛋白质 D．发生染色体变异

9．有关基因工程的叙述正确的是（    ）

A．标记基因就是抗生素抗性基因

B．重组质粒的形成是在细胞内完成的

C．限制酶只在获得目的基因时才用

D．大肠杆菌是常用的微生物受体

10．水稻 R 基因的等位基因 R1与 R2 存在一个碱基对的差异，为检测水稻的基因型，使用存在 1 个碱基错配的引物对 3 株水稻的 R 基因局部进行 PCR 扩增后，用限制酶 HinfⅠ切割并电泳（如下图）。下列相关叙述错误的是（    ）

A．在 R1基因和 R2基因的差异序列中，不含限制酶 HinfⅠ的酶切位点

B．引物中存在 1 个碱基错配，导致 R 基因经 PCR 扩增后 1 个碱基对改变

C．扩增后的R2片段有 1 个 HinfⅠ的酶切位点，而扩增后的 R1 片段没有

D．电泳结果显示，植株 1 为纯合子，植株 2 和植株 3 为杂合子

11．将人胰岛素基因成功导入酵母菌，并获得人胰岛素。这一研究成果表明（    ）

①人与酵母菌共用一套遗传密码

②人与酵母菌都遵循碱基互补配对原则

③人与酵母菌基因指导合成蛋白质的方式基本相同

A．①③ B．②③ C．①② D．①②③

12．下列关于育种以及相关原理的说法正确的是（    ）

A．通过杂交育种方法培育高产抗病小麦的原理是染色体变异

B．可通过人工诱变后选择获得高产青霉素菌株

C．三倍体无子西瓜的花粉可经培养得到单倍体且高度不育

D．培育抗虫棉利用了多倍体育种的原理

13．如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶即将起作用的部位，则所起的作用分别是（    ）

A．形成磷酸二酯键．使磷酸二酯键断开．使氢键断开

B．使磷酸二酯键断开．使氢键断开．形成磷酸二酯键

C．使氢键断开．使磷酸二酯键断开．形成磷酸二酯键

D．使磷酸二酯键断开．形成磷酸二酯键．使氢键断开

14．基因工程中最基本的工具不包括　（    ）

A．DNA连接酶 B．限制性核酸内切酶

C．运载体 D．目的基因

15．下列结构在基因工程中不能作为运载体的是（    ）

A．细菌的质粒

B．棉花的核DNA

C．λ噬菌体衍生物

D．动植物病毒

16．下列关于DNA重组技术基本工具的叙述，正确的是（    ）

A．基本工具都来源于原核细胞

B．限制酶识别序列一定是GAATTC

C．天然质粒一般可直接作为载体使用

D．DNA连接酶发挥作用不需要模板

17．下列有关基因工程的叙述，错误的是（    ）

A．基因工程所用的工具酶是限制酶．DNA连接酶

B．DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来

C．利用基因工程技术，可以定向地改造生物的遗传性状

D．基因工程的实质是基因重组

18．质粒是基因工程中常用的载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置（插入点有a．b．c），请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因的插入点，正确的一组是（    ）

A．①是c；②是b；③是a

B．①是a和b；③是b

C．①是a和b；②是b；③是a

D．①是；②是a；③是b

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】

试题分析：

载体指在基因工程中将DNA片段（目的基因）转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子。载体的选择需要满足如下条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因；③能够在宿主细胞中稳定存在并复制；④对受体细胞无害，且易从供体细胞中分离出来。

解答：

A．自然质粒可能不具备某些限制酶的切点，必须经过改造才能作为基因工程的载体，A错误；

B．作为基因工程的载体必须具有有自我复制能力，B正确；

C．对受体细胞无害是基因工程载体必备的特点，C正确；

D．基因工程的载体有质粒．动植物病毒和λ噬菌体衍生物，D正确。

故选A。

2．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程的工具：（1）限制酶：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。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

解答：

基因工程的操作工具包括限制酶．DNA连接酶和运载体，解旋酶不是基因工程的操作工具，D正确。

故选D。

3．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析图解可知，图中a是细胞壁，b是细胞膜，c是核糖体，d是拟核中的DNA，e是质粒，f是细胞质，g是鞭毛。

解答：

A．溶菌酶是一种免疫活性物质，能够溶解细菌的细胞壁，A正确；
B．c核糖体是细菌唯一具有的细胞器，B正确；
C．d拟核DNA是一个环状的DNA分子，C正确；
D．酵母菌中也含有质粒，质粒是基因工程中常用的运载体，D错误。
故选D。

4．【答案】B

【解析】

试题分析：

DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）．DNA连接酶．运载体.其中限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，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，形成黏性未端和平末端两种

解答：

A．限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，A错误；

B．限制酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序列，B正确；

C．不同限制酶识别的序列不同，并不都由6个核苷酸组成，C错误；

D．不同的限制酶既可能产生黏性未端，也可能产生平末端，D错误。

故选B。

5．【答案】C

【解析】

试题分析：

每种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，且只能在特定的位点进行切割。

解答：

A．由图可知，甲．乙．丙均不是平末端，均为黏性末端，A正确；

B．甲和乙形成的黏性末端相同，可以连接形成重组DNA分子，甲和丙的黏性末端不同，不能形成重组DNA分子，B正确；

C．DNA连接酶的作用位点在磷酸二酯键，b为氢键，C错误；

D．切割甲的限制酶只能识别GAATTC序列，甲和乙形成的重组DNA分子两条链的序列分别为CAATTG和GAATTC，不能被切割甲的酶识别，D正确。

故选C。

6．【答案】B

【解析】

试题分析：

生物工程中酶的作用：
1．DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。
2．DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。
3．限制性核酸内切酶：从DNA链的内部进行切割，分为限制性内切酶和非限制性内切酶。
4．DNA修饰酶是指对DNA分子进行修饰的酶，目前基因工程中常用的酶有：碱性磷酸酶．末端转移酶．甲基化酶。
5．反转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶，既可以用DNA为模板，也可以用RNA为模板进行互补链的合成。基因工程中主要功能是利用真核mRNA为模板反转录cDNA，用来建立cDNA文库，进而分离为特定蛋白质编码的基因。

解答：

A．限制酶--识别并在特定位置切断DNA分子中的磷酸二酯键，A正确；
B．RNA聚合酶--与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录，B错误；
C．DNA连接酶--将分开的DNA片段通过特定末端连接在一起，形成磷酸二酯键，C正确；
D．DNA聚合酶--将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成DNA单链，D正确。
故选B。

7．【答案】A

【解析】

试题分析：

关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。（2）特异性：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。（3）结果：形成黏性末端或平末端。

解答：

限制酶能够识别双链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，故选A。

8．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因工程的概念：

解答：

基因工程又叫DNA重组技术，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。由此可见，基因工程的实施能够发生基因重组，B正确。

故选B。

9．【答案】D

【解析】

试题分析：

DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）．DNA连接酶．运载体．作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。

解答：

A．载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为标记基因，但标记基因还可能有其他的基因，A错误；

B．重组质粒的形成是在细胞外完成的，B错误；

C．限制酶在构建表达载体时还要使用，切割目的基因和运载体，C错误；

D．大肠杆菌是常用的微生物受体，D正确。

故选D。

10．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取．利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因．启动子．终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法．基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定．抗病鉴定．活性鉴定等。

解答：

A．由图可知，在R1基因和R2基因的差异序列中，不含限制酶HinfⅠ的酶切位点，A正确；
B．因为引物中存在1个碱基错配，导致R基因经PCR扩增后1个碱基对改变，B正确；
C．根据酶切结果可知，扩增后的R2片段有1个HinfⅠ的酶切位点，而扩增后的R1片段没有HinfⅠ的酶切位点，C正确；
D．电泳结果显示，植株1和植株2为纯合子，植株3为杂合子，D错误。
故选D。

11．【答案】D

【解析】

试题分析：

12．【答案】B

【解析】

试题分析：

杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异，诱变育种的原理是基因突变。基因工程的原理是基因重组。

解答：

A．杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，所以通过杂交育种方法培育高产抗病小麦的原理是基因重组，A错误；

B．可通过人工诱变后选择获得高产青霉素菌株，其原理是基因突变，B正确；

C．三倍体细胞由于同源染色体为奇数，减数分裂过程联会紊乱，不能获得正常的配子，因此三倍体无子西瓜不能产生花粉，不能进行花药离体培养，C错误；

D．培育抗虫棉利用了基因工程技术，原理是基因重组，D错误。

故选B。

13．【答案】C

【解析】

试题分析：

据图分析，①②③分别是氢键．磷酸二酯键．磷酸二酯键。

解答：

①②③分别表示某种酶即将起作用的部位，而①②③分别是氢键．磷酸二酯键．磷酸二酯键，据图可知，分别起作用的是断开氢键．断开磷酸二酯键．形成磷酸二酯键，C正确。

故选C。

14．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程的工具主要包括限制酶．DNA连接酶．运载体。

解答：

A．基因工程中，构建基因表达载体时需要DNA连接酶，A错误；

B．基因工程中，获取目的基因和构建基因表达载体时需要限制酶，B错误；

C．基因工程中，将目的基因导入受体细胞时需要运载体，C错误；

D．目的基因不属于基因工程的工具，D正确。

故选D。

15．【答案】B

【解析】

试题分析：

运载体是能将外源基因导入受体细胞，使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用的工具。运载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入；具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

解答：

A．细菌的质粒是一种裸露的．结构简单．独立于细菌拟核之外．并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子，是基因工程常用的运载体，A正确；

B．棉花的核DNA位于染色体上，不能作为基因工程的运载体，B错误；

C．λ噬菌体的衍生物是基因工程常用的运载体，C正确；

D．动植物病毒也是基因工程常用的运载体，D正确。

故选B。

16．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程的工具：

（1）限制酶：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。形成黏性末端和平末端两种。

（2）DNA连接酶：据酶的来源不同分为两类：E．coliDNA连接酶．T4DNA连接酶。这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。

（3）运载体：常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

解答：

A．连接酶中的T4DNA连接酶来自于病毒，A错误；

B．不同限制酶识别的序列不同，B错误；

C．在基因工程中使用的质粒都是天然质粒经过人工改造的，C错误；

D．DNA连接酶连接DNA片段的磷酸二酯键，发挥作用不需要模板，D正确。

故选D。

17．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因工程的工具：
（1）限制酶：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。
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
（3）运载体：常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒

解答：

A．由分析可知，基因工程所用的工具酶是限制酶．DNA连接酶，A正确；
B．DNA连接酶将黏性末端的磷酸二酯键连接起来，B错误；
C．利用基因工程技术，可以定向地改造生物的遗传性状，C正确；
D．基因工程的本质是基因重组，D正确。
故选B。

18．【答案】A

【解析】

试题分析：

分析图形可知：

（1）a是抗氨苄青霉素基因，如果外源基因插入到a中，此基因结构被破坏，细菌无抗氨苄青霉素能力。将细菌放入含有氨苄青霉素培养基上生长，则会死亡；相反，会存活。

（2）b是抗四环素基因，如果外源基因插入到b中，抗四环素基因结构被破坏，细菌无抗四环素能力。将细菌放入含有四环素培养基上生长，则会死亡；相反，会存活。

解答：

第①组：细胞能在含氨苄青霉素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏；细菌能在含四环素培养基上的生长，说明抗四环素基因没有被破坏。由此可知，外源基因插入的位置不是a．b，而是c；

第②组：细胞能在含氨苄青霉素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏；细菌不能在含四环素培养基上的生长，说明抗四环素基因被破坏。说明了外源基因插入位置是b，不是a；

第③组：细胞不能在含氨苄青霉素培养基上生长，能在含四环素培养基上的生长，说明抗氨苄青霉素基因被破坏，抗四环素基因没有被破坏，由此可知，外源基因插入的位置是a，而不是b。

故选A。