高中生物沪科版 (2019)选修3三、基因工程的基本操作程序当堂检测题

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【精编】三、基因工程的基本操作程序-1同步练习一．单项选择1．
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． 只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA片段平末端之间进行连接2．
基因工程的基本工具一一基因的“针线”是指（    ）。A． DNA连接酶    B． 蛋白酶C． 限制性核酸内切酶    D． 运载体3．
下列有关基因工程及应用的叙述错误的是（    ）。A． 一种限制酶能识别一种或几种特定的核苷酸序列B． 基因工程是在DNA分子水平上进行的设计施工C． 利用转基因细菌降解有毒有害的化合物可以保护环境D． 质粒．噬菌体和动植物病毒等是目前基因工程中常用的运载体4．
下列有关基因工程及应用的叙述错误的是A． 一种限制酶能识别一种或几种特定的核苷酸序列B． 基因工程是在DNA分子水平上进行的设计施工C． 利用转基因细菌降解有毒有害的化合物可以保护环境D． 质粒．噬菌体和动植物病毒等是目前基因工程中常用的运载体5．
基因工程的操作工具“剪刀”指的是（    ）。A． 限制酶    B． DNA连接酶    C． 运载体    D． 解旋酶6．
限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamHⅠ．EcoRⅠ．HindⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点： （    ）。切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是   (    )A． BamHⅠ和 EcoRⅠ    B． BamHⅠ和 HindⅢC． BamHⅠ和 BglⅡ    D． EcoRⅠ和 HindⅢ7．
基因工程中称为“基因剪刀”的是A． DNA连接酶    B． DNA聚合酶    C． 蛋白酶    D． 限制酶8．下列关于基因工程工具的说法不正确的是(    )A. 构建基因文库和构建基因表达载体都需要限制酶和DNA连接酶B. DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列有专一性要求C. Ti质粒的T-DNA能将目的基因插入到植物细胞中染色体DNA上并使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达D. 基因工程的核心步骤是构建基因表达载体9．
下列黏性末端是由（     ）种限制性内切酶产生的（    ）。A． 4种    B． 3种    C． 2种    D． 1种10．
下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。（1）图示方法名称为________________，该方法一般适合于____（单？双？）子叶植物和_______植物。（2）②的构建需要______________________________________（工具酶）参与。（3）Ti质粒上T—DNA可转移到受体细胞并且__________________________。（4）④→⑤要用到____________技术，若对⑤直接做抗虫的接种试验，这属于_________水平的鉴定。（5）若通过PCR技术对抗虫基因进行扩增，前提是要有一段已知的抗虫基因的核苷酸序列，以便合成_______，除此之外还需添加__________．原料．目的基因。扩增过程中温度发生周期性变化，其中加热到90—95℃的目的是使DNA_________。11．
下列关于基因工程工具的叙述,正确的是(    ）。A． 载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因B． DNA连接酶可把目的基因与载体的粘性末端的碱基黏合，形成重组DNAC． Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA聚合酶D． 限制性核酸内切酶将一个链状DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子12．
下列关于限制性核酸内切酶的叙述，错误的是（    ）。A． 限制性核酸内切酶可从原核生物中提取B． 每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列C． 限制酶能任意切割DNA分子，从而产生大量的DNA片段D． 用EcoRⅠ切割不同的DNA分子产生的末端能够进行碱基互补配对13．下列关于生物工程中相关酶的叙述正确的是A. DNA连接酶可把目的基因与载体连接形成重组DNAB. 限制酶将DNA分子切成两个片段可产生两分子的水C. 纤维素酶和果胶酶处理植物细胞直接获得杂种细胞D. 胰蛋白酶或胃蛋白酶处理动物组织块使细胞分散开14．
科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因,并以质粒为运载体，采用转基因方法培育了抗枯萎病的金茶花新品种。下列有关说法正确的是A． 基因工程育种只能在同种生物中进行B． 质粒是能自我复制的小型细胞器，因此适合做运载体C． 通过该方法获得的抗病金茶花,将来产生的配子不一定含抗病基因D． 抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术应用的原理是染色体变异15．
下表为与DNA分子相关酶的说法，不正确的是(　 　）。选项名称作用部位作用底物形成产物作用图示A限制酶磷酸二酯键DNA分子带黏性末端或平末端的DNA片段BDNA连接酶磷酸二酯键DNA片段重组DNA分子CDNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸子代DNA分子DTaq酶磷酸二酯键脱氧核苷酸子代DNA分子  A． A    B． B    C． C    D． D16．
下列关于生物工程中酶的作用，叙述错误的是A． 纤维素酶可用于植物体细胞杂交B． 胰蛋白酶可用于动物细胞培养C． 限制性核酸内切酶可用于提取目的基因，主要存在于原核生物体内D． DNA连接酶的本质是一种分泌蛋白，可用于目的基因与运载体的结合17．
为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用__________法从陆地棉基因文库中获取酶D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。在上述引物设计时，分别在引物中加入下图所示酶的识别序列，这样可以用____________________酶处理两个基因后，得到____________端(填图中字母)相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入右图所示Ti质粒的T－DNA中，构建________________并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含______________的固体平板上培养得到单菌落，再利用__________培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是______________________________，进一步筛选后培养获得转基因油菜。(4)提取上述转基因油菜的mRNA，在____________酶的作用下获得cDNA，再依据________的DNA片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完________。18．某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列叙述错误的是a酶切割产物（bp）b酶再次切割产物（bp）2100；1400；1000；5001900；200；800；600；1000；500A. a酶与b酶切断的化学键相同B. a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接C. a酶与b酶切割该DNA分子位点分别有3个和5个D. 限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子
参考答案与试题解析1．【答案】B【解析】将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键是DNA聚合酶的作用，而DNA连接酶的作用是将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键，A项错误，B项正确；氢键的形成不需要酶，DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，C项错误；DNA连接酶分别为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这两种酶都能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来，其中T4DNA连接酶还可以连接平末端，D项错误。 2．【答案】A【解析】DNA连接酶是基因工程的针线，A正确；蛋白酶不是基因工程的工具酶，B错误；限制性核酸内切酶是基因工程的剪刀，C错误；运载体是基因工程中运输目的基因的工具，D错误。
3．【答案】A【解析】考查基因工程相关的基础知识。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,A错误。转基因技术是在DNA分子水平上进行的设计施工，B正确。把降解有毒有害的化合物相关的基因导入到细菌中，可以用这种细菌分解有害物质，保护环境，C正确。目前基因工程中常用的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等，D正确。4．【答案】A【解析】考查基因工程相关的基础知识。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,A错误。转基因技术是在DNA分子水平上进行的设计施工，B正确。把降解有毒有害的化合物相关的基因导入到细菌中，可以用这种细菌分解有害物质，保护环境，C正确。目前基因工程中常用的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等，D正确。5．【答案】A【解析】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。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；DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键；运载体：常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。限制性内切酶是基因工程的“剪刀”，A正确； DNA连接酶是基因工程的“针线”，B错误；运载体是基因工程的运输工具，C错误；解旋酶不是基因工程的工具，D错误。6．【答案】C【解析】本题考查基因工程的工具，考查对限制酶作用的理解。解答此题，首先应根据图示判断各限制酶切割出来的DNA黏性末端，相同的黏性末端可以发生碱基互补配对。据图可知，EcoRⅠ切割出来的DNA黏性末端是—TTAA，HindⅢ切割出来的DNA黏性末端是—TCGA，BamHⅠ和BglⅡ切割出来的DNA黏性末端均是—CTAG，可发生碱基互补配对，选C。7．【答案】D【解析】基因工程中常用的工具有工具酶和运载体，工具酶有基因针线—DNA链接酶和基因剪刀—限制性核酸内切酶，可据此判断。从供体DNA上获取目的基因，需要把目的基因从DNA上剪切下来，实质是断裂磷酸二酯键，这种酶是限制酶。能识别并切割特异的双链DNA序列的，这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶(简称限制酶)。8．【答案】B【解析】构建基因文库时，首先需用限制酶切割DNA和质粒，然后用DNA连接酶将两者连接起来形成重组质粒，最后将不同的DNA片段分别导入不同的受体菌群，形成基因文库；构建基因表达载体时，需用限制酶切割目的基因和运载体，用DNA连接酶处理相同黏性末端的目的基因和运载体进而形成重组DNA。所以构建基因文库和基因表达载体构建过程中需要限制酶和DNA连接酶两种工具酶，A正确；多种限制酶切割，形成不同的切割位点，所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列就没有专一性要求，B错误；质粒是一种裸露的．结构简单．独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。Ti质粒上有T—DNA，它存在于土壤农杆菌中，它能将目的基因插入到植物细胞中染色体DNA上并使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，C正确；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．标记基因等，D正确。9．【答案】A【解析】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，从而形成两个相同的黏性末端。第一个限制酶的识别序列是TCCGGA，切割位点是TC之间；第二个限制酶的识别序列是ACCGGT，切割位点是AC之间；第三个限制酶的识别序列是TGGCCA，切割位点是TG之间；第四个限制酶的识别序列是AGGCCT，切割位点是AG之间，所以图示粘性末端由4种限制酶切割而成，故选A。10．【答案】  农杆菌转化法  双  裸子  限制酶．DNA连接酶  整合到受体细胞染色体DNA上  植物组织培养  个体  引物  Taq酶  解链【解析】试题分析：分析题图，图示是利用基因工程培育抗虫植物的示意图，其中①为质粒，作为运载体；②为重组质粒；③为含有重组质粒的农杆菌；④为含有目的基因的植物细胞；⑤为转基因植株。（1）据图分析可以看出，该方法利用了农杆菌将目的基因导入到植物细胞中，所以该方法的名称是农杆菌转化法；农杆菌特点是易感染双子叶植物和裸子植物，对大部分单子叶植物没有感染力。（2）②为重组质粒，在基因工程中所需要的工具酶有限制酶．DNA连接酶，因此在构建基因表达载体时需要用限制酶和DNA连接酶。（3）农杆菌特点是易感染双子叶植物和裸子植物，对大部分单子叶植物没有感染力，农杆菌细胞内含有的Ti质粒，其上的一段DNA是可以转移的，即Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上。（4）④→⑤是含有抗虫基因的植物细胞培养形成抗虫植株的过程，其培养用到了植物细胞工程的植物组织培养技术；⑤是植物个体，在生命系统中属于个体水平，若对⑤直接做抗虫的接种试验，这属于个体水平的鉴定。（5）利用PCR扩增仪大量扩增目的基因的前提是目的基因的核苷酸序列要有一段是已知的，以便根据这一序列合成引物；除了该物质和目的基因外，扩增仪中还需加入四种脱氧核苷酸和热稳定DNA聚合酶（或Taq酶），并适时调整温度，才能使目的基因数量成指数式增长；培育转基因抗虫棉所需的目的基因来自苏云金芽孢杆菌的基因组，再通过PCR技术扩增，PCR反应中温度呈现周期性变化，其中加热到90～95℃的目的是双链DNA解旋为单链，然后冷却到55-60℃使引物与互补DNA链结合，继续加热到70～75℃，其目的是在DNA聚合酶作用下进行延伸。
11．【答案】C【解析】载体质粒上的抗生素抗性基因可以作为标记基因，筛选目的基因，A错误；DNA连接酶可把目的基因与载体的粘性末端的磷酸与脱氧核糖黏合，形成重组DNA，B错误；DNA扩增常用PCR技术，该技术需要耐高温的DNA聚合酶，即Taq酶，C正确；限制性核酸内切酶将一个链状DNA分子片段切成两个片段需消耗四个水分子，D错误。
12．【答案】C【解析】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。详解：限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A正确；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，因此一种限制酶只能识别特定的碱基序列和切割一定的位点，B正确．C错误；同一种限制酶切割不同的DNA分子产生的末端相同，因此产生的末端能够进行碱基互补配对，D正确。点睛：解答本题的关键是识记限制酶的来源．特点及作用，尤其是能抓住两个“特定”来理解限制酶的特点。
13．【答案】A【解析】DNA连接酶可把目的基因与载体连接形成重组DNA，A正确；限制酶将DNA分子切成两个片段可产生4分子的水，B错误；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞直接获得原生质体，C错误；动物细胞培养过程中，应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块使细胞分散开，D错误。14．【答案】C【解析】由题意“采用转基因方法培育了抗枯萎病的金茶花新品种”和选项的描述可知：该题考查学生对基因工程的内涵和原理．质粒的内涵及其作为运载体的必备条件等相关知识的识记和理解能力。通俗地说，基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状，可见，基因工程育种是在不同种生物之间进行的，A错误；质粒是一种裸露的．结构简单．独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子，B错误；通过该方法获得的抗枯萎病金茶花新品种，其抗病基因只存在于某一条染色体上，所以在减数分裂过程中，伴随着同源染色体的分离，形成的配子中，有1/2存在抗病基因，另外的1/2不含抗病基因，C正确；抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术应用的原理是基因重组，D错误。15．【答案】D【解析】分析：生物工程中酶的作用：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。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复制中起作用。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。详解：限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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开，产生带黏性末端或平末端的DNA片段，A正确；DNA连接酶能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，形成重组DNA分子，B正确；DNA聚合酶的作用是催化DNA的复制，连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，即将原料脱氧核糖核苷酸通过引物与模板链进行配对,合成新的DNA单链，C正确；Taq酶是耐高温DNA聚合酶，催化的是PCR技术中DNA片段与单个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键的过程，而图示为DNA分子解旋的过程，D错误。点睛：解答本题的关键是识记现代生物工程中常用的几种酶，能够弄清楚每一种酶的主要特点．催化的过程以及产生的结果，并能够结合图形进行分析。
16．【答案】D【解析】酶具有专一性，纤维素酶能水解纤维素，胰蛋白酶能水解蛋白质，限制酶的特性是识别特定核苷酸序列并切割特定切点，DNA连接酶是恢复被限制性内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。植物体细胞杂交时，首先要用纤维素酶去除细胞壁获得原生质体，A正确；胰蛋白酶可用于动物细胞培养，B正确；限制酶主要存在于原核细胞内，可用于提取目的基因，也可用于构建基因表达载体，C正确；DNA连接酶是胞内酶，不属于分泌蛋白，D错误。 17．【答案】  PCR  ClaⅠ(限制酶)和DNA连接  A．D  表达载体(或“重组质粒”)  四环素  液体  利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞  逆转录  融合基因  转录【解析】试题分析：本题以增加油菜种子的含油量为材料背景，考查基因工程的相关知识，关键能够掌握目的基因获取的方法，能够结合图解中限制酶切点选择合成的工具酶获得融合基因，同时掌握目的基因导入受体细胞以及目的基因检测与鉴定的方法等，再结合题意，就能准确解答该题。（1）研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用PCR法从陆地棉基因文库中获取酶D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。在上述引物设计时，分别在引物中加入如图甲所示酶的识别序列，这样可以用ClaⅠ限制酶和DNA连接酶处理两个基因后，得到A．D端相连的融合基因。（2）将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T-DNA中，构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液。（3）剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞。（4）提取上述转基因油菜的mRNA，在逆转录酶的作用下获得cDNA，再依据融合基因的DNA片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成转录。
18．【答案】C【解析】限制酶作用的化学键都是磷酸二脂键，A正确；由图可以看出a酶和b酶切割后产生的粘性末端相同，它们之间能相互连接，B正确；表格中可以看出，a酶可以把原有DNA切成4段，说明有该DNA分子上有3个切口，即a酶的识别序列有3个；b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段，再把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段，说明b酶在该DNA分子上有2个切口，即b酶的识别序列有2个，C错误；限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子，D正确。