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测试题

【精品】一、生物科学与技术的发展催生了基因工程-3练习

一．单项选择

1．科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是(       )

A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，可以用花粉管通道法

B．人的生长素基因只存在于在小鼠的膀胱上皮细胞中

C．进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵中

D．采用抗原-抗体杂交技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组

2．下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是

A． B． C． D．

3．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”“针线”和“载体”可以分别是（    ）

A．解旋酶．DNA聚合酶．动物病毒 B．限制酶．T4DNA连接酶．细菌

C．噬菌体．RNA连接酶．质粒 D．限制酶．E·coliDNA 连接酶．质粒

4．下图甲表示限制酶EcoR I的识别序列和切割位点，图乙表示DNA片段，图丙表示质粒及限制酶的切割位点。下列分析正确的是（    ）

A．目的基因被EcoR I切割后将产生序列为—TTAA的平末端

B．限制酶作用于图乙中的①，DNA连接酶作用于②和③

C．用HindⅢ和Pst I两种限制酶切割质粒，不会影响含目的基因的受体细胞的筛选

D．用PstI和EcoR I两种限制酶切割质粒，有利于目的基因与质粒正确连接

5．用Xhol和SaII两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段（限制酶在对应切点一定能切开），酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列叙述错误的是（    ）

A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同

B．图1中酶催化反应的化学键是磷酸二酯键

C．图2中②可能是用XhoI处理得到的酶切产物

D．用XhoI和SalI同时处理该DNA电泳后得到7种产物

6．GDNF是一种神经营养因子，研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），经筛选得到的载体主要有三种。为鉴定这3种连接方式，选择限制性核酸内切酶对筛选的载体进行酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。若图2中第②泳道显示所鉴定的载体是正向连接的，则鉴定时所选的限制性核酸内切酶是（    ）

A．XhoI B．HpaI和BamHI C．HpaI和XhoI D．BamHI和XhoI

7．在DNA连接酶的催化下形成的化学键和位置分别是(    )。

A．氢键碱基与脱氧核糖之间

B．氢键碱基与碱基之间

C．磷酸二酯键磷酸与脱氧核糖之间

D．磷酸二酯键脱氧核糖与碱基之间

8．腺苷脱氨酶（ADA）基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的白细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些白细胞注入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述正确的是（    ）

A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因

B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能

C．正常ADA基因可遗传给后代

D．ADA基因缺陷症属于获得性免疫缺陷病

9．下列关于基因工程操作工具-载体的叙述中，错误的是（    ）

A．质粒作为常见的载体，不仅存在于细菌中，某些病毒也具有

B．作为基因工程的载体，标记基因不可或缺

C．目的基因插入载体时，有特定的插入位点

D．构建重组 DNA 分子时需 DNA 连接酶和限制性核酸内切酶等

10．限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切,不同的限制性核酸内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切。现用3种不同的限制性核酸内切酶对一个6.2 kb (千碱基对)大小的线状DNA进行剪切后,用凝胶电泳分离各核酸片段,实验结果见下表。 请问:3种不同的限制性核酸内切酶在此DNA片段上的切点位置是图中的（    ）

A．

B．

C．

D．

11．基因工程需要专门的工具，其中被称为“基因剪刀“的是（    ）

A．解旋酶 B．DNA连接酶

C．DNA聚合酶 D．限制性核酸内切酶

12．转座子是一类可在基因组中发生位置移动的DNA片段，其移动过程被称为转座。根据转座机制的不同，转座子可分为DNA转座子和RNA转座子，前者能利用自身编码的转座酶将自身序列从原有位置上切除并插入到新的基因组位点，后者需要先通过转录产生RNA中间体，再以该RNA为模板利用自身合成的某种酶生成DNA后插入到新的基因组位点。下列有关叙述错误的是（    ）

A．转座子的基本组成单位是脱氧核苷酸

B．转座过程会导致遗传信息发生改变

C．转座酶与限制性核酸内切酶作用相似

D．上述转座过程中的“某种酶”是指RNA聚合酶

13．在基因工程操作中，科研人员利用识别两种不同序列的限制酶（R1和R2）处理基因载体，进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，结果如图所示。以下相关叙述中，不正确的是（    ）

A．该载体最可能为环形DNA分子

B．两种限制酶在载体上各有一个酶切位点

C．限制酶R1与R2的切点最短相距约200 bp

D．限制酶作用位点会导致氢键和肽键断裂

14．下图是 4 种限制酶的识别序列及其酶切位点，下列叙述错误的是（    ）

A．不同类型的限制酶切割后，有的产生黏性末端，有的产生平末端

B．不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端

C．用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒，连接形成重组 DNA 分子后，重组 DNA 分子 仍能被酶2识别

D．用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后，其产物经 T4DNA 连接酶催化不能连接形成 重组 DNA 分子

15．用Xho Ⅰ和Sal Ⅰ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述错误的是（    ）

A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同

B．图2中酶切产物可用于构建重组DNA

C．图中被酶切的DNA片段是单链DNA

D．泳道①中是用Sal Ⅰ处理得到的酶切产物

16．下列关于DNA重组技术基本工具的说法，正确的是（    ）

A．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键

B．微生物中的限制性核酸内切酶对自身DNA无损害作用

C．限制酶切割DNA后一定能产生黏性末端

D．质粒是基因工程中唯一的载体

17．下表为常用的限制酶及其识别序列和切割位点，据表分析以下说法正确的是

（注：Y表示C或T，R表示A或G）

A．一种限制酶只能识别一种脱氧核苷酸序列

B．限制酶的切点一定位于识别序列的内部

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

18．基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必须具备的4个必要条件是（    ）

A．工具酶．目的基因．载体．受体细胞

B．重组DNA．RNA聚合酶．内切酶．连接酶

C．模板DNA．信使RNA．质粒．受体细胞

D．目的基因．限制酶．载体．受体细胞

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

试题分析：

解答：

A．花粉管通道法用于将目的基因导入植物细胞，A错误；

B．小鼠的体细胞是由同一个受精卵分裂和分化来的，核遗传物质相同，故小鼠的膀胱上皮细胞中也含有人的生长素基因，B错误；

C．由于受精卵的全能性最高，所以进行基因转移时通常将外源基因转入受精卵中，C正确；

D．检测外源基因是否插入了小鼠的基因组通常采用DNA分子杂交技术，D错误。

故选C。

2．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因表达载体的元件：复制原点．启动子．终止子．目的基因和标记基因。

解答：

质粒中amp和tet均为标记基因，若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，目的基因应该插入到amp上，破坏amp，保证tet的完整性。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。故选C。

3．【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。
（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：包括T4DNA连接酶和E·coliDNA 连接酶。可催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，形成重组DNA。
（3）运载体：常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

解答：

在基因工程的操作中，“剪刀”是限制酶，能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割使磷酸二酯键断裂。“针线”是DNA连接酶，能将具有相同末端的DNA片段连接起来，DNA连接酶包括T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶。“载体”即运载体有质粒．动植物病毒．噬菌体的衍生物，其中质粒是基因工程中最常用的运载体。综上分析，D正确，ABC错误。
故选D。

4．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：甲图中限制酶切割完成后形成的黏性末端为—TTAA；乙图中①是氢键，③是磷酸二酯键；丙图四环素和青霉素抗性基因为标记基因，其他为限制酶切割位点。

解答：

A．当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两链分别切开时，产生的是黏性末端，当限制酶在它识别序列中心轴线处切开时，产生的是平互末端，由图，目的基因被EcoR I切割后将产生序列为—TTAA的黏性末端，A错误；

B．限制酶和DNA连接酶作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键即图中③处化学键，B错误；

C．HindⅢ和Pst I两种限制酶切割位点分别位于四环素和青霉素抗性基因部位，抗性基因为标记基因，其作用是便于目的基因的鉴定和筛选，C错误；

D．用PstI和EcoR I两种限制酶切割质粒，可以防止质粒自身的环化，有利于目的基因与质粒正确连接，D正确。

故选D。

5．【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．酶具有专一性，不同的限制酶识别并切割不同的核苷酸序列，A正确；

B．图1中酶用来切割DNA，DNA单链是脱氧核苷酸通过磷酸二酯键相连，因此酶催化反应的化学键是磷酸二酯键， B正确；

C．分析图1，限制酶XhoI有2处切割位点，切割后产生3个DNA片段，泳道②中是用XhoI处理得到的酶切产物，C正确；

D．从图1可知，用XhoI和SalI同时处理该DNA电泳后得到6种产物，D错误。

故选D。

6．【答案】B

【解析】

试题分析：

根据题意识图分析可知，经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连．GDNF基因与载体正向连接．GDNF基因与载体反向连接。识图分析可知，泳道①仅有一种条带，属于载体自连；泳道②有两种条带，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同，为正向连接，则鉴定时所选的限制性核酸内切酶是HpaI和BamHI切后的结果；泳道③有两种条带，长度与BamHⅠ酶切后结果相同，为反向连接。

解答：

根据题意可知，图2中第②泳道显示所鉴定的载体是正向连接的，泳道②有两种条带，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同，则鉴定时所选的限制性核酸内切酶是HpaI和BamHI切后的结果。综上所述，B正确，A．C．D错误。

故选B。

7．【答案】C

【解析】

本题考查DNA连接酶的作用。DNA连接酶的作用只是催化DNA片段的“缝合”，能恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，不能催化氢键形成。

8．【答案】B

【解析】

试题分析：

分析题干信息可知，腺苷脱氨酶（ADA）基因缺陷症是由于先天缺乏ADA基因引起的疾病，通过基因工程可以使患者的白细胞导入正常ADA基因，再将这些白细胞注射入患者体内，使患者体内正常合成ADA，进而提高了患者的免疫能力。

解答：

A．将正常ADA基因导入了患者的白细胞，但是并没有替换患者的缺陷基因，A错误；

B．正常ADA基因通过控制ADA（腺苷脱氨酶）的合成来增强免疫功能，B正确；

C．正常ADA基因导入的是患者的白细胞，生殖细胞的遗传物质没有发生改变，所以不能遗传给后代，C错误；

D．ADA基因缺陷症属于先天性免疫缺陷病，D错误。

故选B。

9．【答案】A

【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。①作为运载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点；要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。

②天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。

解答：

A．病毒中不含质粒，A错误；

B．作为基因工程的载体，标记基因不可或缺，便于进行筛选，B正确；

C．作为基因工程的运载体，需要有多个限制酶切点，以便于和目的基因连接，故目的基因插入载体时，有特定的插入位点，C正确；

D．构建重组 DNA 分子时需 DNA 连接酶作为 “针线”将目的基因与载体相连；需要限制性核酸内切酶作为 “剪刀”将目的基因获取，并把载体在相应部位切割，便于实现连接，D正确。

故选A。

10．【答案】D

【解析】

试题分析：限制性内切酶具有特异性，一种限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切，且不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切。先根据B．C和B+C切割后的片段可知B点位于C切割形成的3.6片段中，再结合A．A+B和A+C切割后的片段可知A点位于B切割的1.0片段和C切割的1.4片段中，即D项正确。

11．【答案】D

【解析】

试题分析：

解旋酶和DNA聚合酶被应用于DNA分子的复制过程中，分别用于断裂氢键打开双螺旋和合成DNA子链；基因工程中必需的工具有限制酶．DNA连接酶和载体，其中限制酶被称为“基因剪刀”，DNA链接酶被称为“基因的针线”。

解答：

基因工程中必需的工具有限制性核酸内切酶（限制酶）．DNA连接酶和载体，其中限制酶被称为“基因剪刀”，DNA链接酶被称为“基因的针线”，D正确。

故选D。

12．【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．根据“转座子是一类可在基因组中发生位置移动的DNA片段”可知，转座子的基本组成单位是脱氧核苷酸，A正确；

B．转座过程会将自身序列从原有位置上切除并插入到新的基因组位点，后者需要先通过转录产生RNA中间体，再以该RNA为模板利用自身合成的某种酶生成DNA后插入到新的基因组位点，说明转座过程的遗传信息发生改变，B正确；

C．根据转座酶能将自身序列从原有位置上切除可知，转座酶与限制性核酸内切酶作用相似，C正确；

D．上述转座过程中根据“以该RNA为模板利用自身合成的某种酶生成DNA”可知，“某种酶”是指以RNA为模板合成DNA的酶，即逆转录酶，D错误。

故选D。

13．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性．获得新品种．生产新产品。

基因工程的操作步骤：1.提取目的基因；2.目的基因与运载体结合；3.将目的基因导入受体细胞；4.目的基因的检测和表达

解答：

A．由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，仅产生一种长度的DNA片段，因此该载体最有可能为环状DNA分子，A正确；

B．由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，两种限制酶切割产生的DNA片段等长，而两种限制酶同时切割时则产生两种长度的DNA片段，所以两种限制酶在载体上各有一个酶切位点，B正确；

C．由题知，两种限制酶同时切割时则产生600 bp和200 bp两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点至少相距200 bp，C正确；

D．限制酶切割DNA分子，破坏的是作用位点上两脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。

故选D。

14．【答案】D

【解析】

试题分析：

限制性核酸内切酶（限制酶），来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的；功能：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，因此具有专一性；结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。分析图解：酶1和酶2切割会形成黏性末端，并且形成的末端序列相同；酶3和酶4切割会形成平末端。

解答：

不同类型的限制酶切割后，有的产生黏性末端（酶1和酶2），有的产生平末端（酶3和酶4），A正确；不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端，如图中的酶1和酶2，B正确；用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒，形成的末端序列相同，连接形成重组DNA分子后，重组DNA分子仍能被酶2识别，C正确；用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后形成平末端，其产物经T4DNA连接酶（即可连接黏性末端，也可连接平末端）催化可以连接形成重组DNA分子，D错误，故选D。

15．【答案】C

【解析】

试题分析：

题图分析，图示DNA中有的XhoⅠ酶切位点有两个，经过XhoⅠ酶切后会产生3个DNA片段；图示DNA中有的Sal Ⅰ酶切位点有三个，经过Sal Ⅰ酶切后会产生4个DNA片段；经过电泳分析后也印证了上述分析，同时也说明两种酶识别的序列是不同的。

解答：

A．结合分析可知，图1中两种酶识别的核苷酸序列不同，A正确；

B．图2中两个泳道中的酶切产物有相同的黏性末端，因此可用于构建重组DNA，B正确；

C．限制酶作用的对象是双链DNA分子，因此，图中被酶切的DNA片段是双链DNA，C错误；

D．泳道①中是用Sal Ⅰ处理得到的酶切产物，泳道②中是用XhoⅠ处理得到的酶切产物，D正确。

故选C。

16．【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，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：常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒等。

解答：

A．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成磷酸二酯键，A错误；

B．微生物中的限制酶对自身DNA无损害作用，主要用于切割外源DNA，B正确；

C．限制酶切割DNA后能产生黏性末端或平末端，C错误；

D．质粒是基因工程中常用的载体，噬菌体的衍生物．动植物病毒也可以作为基因工程的运载体，D错误。

故选B。

17．【答案】D

【解析】

试题分析：

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。限制酶切割后能形成两种末端，即黏性末端和平末端。

解答：

A．由于Y表示C或T，R表示A或G，说明一种限制性核酸内切酶能识别一种或多种特定的脱氧核苷酸序列，A错误；
B．限制酶的切割位点不一定在识别序列的内部，如Sau3A，B错误；
C．不同限制酶切割后形成的黏性末端不一定相同，如EcoRⅠ．HindⅡ．KPnⅠ．SmaⅠ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错误；
D．限制酶切割后不一定都形成黏性末端，也有平末端，如HindⅡ．SmaⅠ，D正确。
故选D。

18．【答案】A

【解析】

试题分析：

基因工程需要的工具有：限制酶．DNA连接酶．运载体。基因工程的实质是将一种生物的基因转移到另一种生物的细胞中，因此需要目的基因和受体细胞。

解答：

A．限制酶．DNA连接酶．运载体．目的基因和受体细胞是基因工程中的必需具备的条件，A正确；
B．重组DNA是由目的基因和质粒重组形成的，RNA聚合酶是转录需要的酶，细胞中具有该种酶，因此不是基因工程必需的条件，B错误；
C．mRNA是基因转录的产物，基因工程中不需要提供该物质，质粒是运载体中的一种，除了质粒还有动植物病毒和噬菌体等，因此质粒不是基因工程中必须的，C错误；

D．基因工程需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶，D错误。

故选A。