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

【优编】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．某目的基因两侧的DNA序列所含的限制性核酸内切酶位点如图所示，最好应选用下列哪种质粒作为载体（     ）

A． B．

C． D．

2．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

3．下列关于基因工程的叙述中，错误的是（    ）

A．基因工程的原理是基因重组

B．基因工程的目的性强，可以克服远缘杂交不亲和障碍

C．基因工程可以对基因进行人为删减或增添某些碱基

D．一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上，属于基因工程的内容

4．乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如下图所示，下列说法错误的是（    ）

A．有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的

B．乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的是互补的

C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物，可促进果实成熟

D．因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成

5．下列关于基因工程的叙述，正确的是（    ）

A．基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因

B．细菌质粒是基因工程常用的载体

C．通常用一种限制酶处理含目的基因的 DNA，用另一种限制酶处理载体

D．相同的黏性末端一定也是互补的，相同或互补的黏性末端一般来自同一种限制酶的切割

6．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

7．限制酶的作用对象具有高度的特异性，该特异性一般不是针对（    ）

A．特定的脱氧核苷酸序列

B．两个特定相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键

C．特定的DNA片段

D．特定的生物

8．下列有关基因工程的说法正确的是（    ）

A．终止密码子不属于基因表达载体的组成部分

B．限制酶切割DNA产生的末端都为黏性末端

C．质粒是基因工程中唯一的运载体

D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达

9．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

10．下列关于基因工程技术应用的叙述中，错误的是（    ）

A．基因工程技术可定向改良农作物的某些品质

B．利用细菌代谢旺盛的特点生产基因工程药物

C．运用基因工程技术让牛合成并分泌人类抗体

D．噬菌体作为载体可以将重组 DNA 导入动物细胞获得转基因动物

11．下列有关基因工程的叙述，正确的是（　　）

A．限制酶只在获取目的基因时才会使用

B．重组质粒的形成是在细胞内完成的

C．目的基因导入不同受体细胞的方法都相同

D．通过基因工程育种可以定向改造生物体的性状

12．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

13．基因工程利用某目的基因(图甲)和Pl噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ．EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析错误的是(  )

A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体

B．构建重组DNA时，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体

C．图乙中的Pl噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团

D．用EcoRⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA

14．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

15．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．

16．科学家将正常的腺苷脱氨酶（ADA）基因转入缺乏该基因的患者血液的T细胞中，重组T细胞大量增殖后回输到体内，用于治疗严重的复合免疫缺陷症（SCID），过程如下图所示。下列说法错误的是（    ）

A．图中的病毒可作为携带ADA基因进入T细胞的载体

B．T细胞1是受体细胞，回输前可能需要对T细胞2严格筛选

C．需要在无菌．无毒的环境下培养T细胞1和T细胞2

D．此治疗方法较为可靠，患者的T细胞均能合成ADA

17．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

18．下列关于DNA连接酶和DNA聚合酶的描述中，正确的是

A．两者催化同一种化学键形成

B．两者催化同一种化学键断裂

C．两者都参与目的基因与载体的结合

D．两者都参与遗传信息的表达

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：目的基因左侧有限制酶NheⅠ和AluⅠ的识别序列，右侧有限制酶NheⅠ和SmaⅠ的识别序列，若仅用限制酶NheⅠ，能获取目的基因，但可能会导致自身环化或于运载体反向连接；若选用限制酶NheⅠ和AluⅠ，可能获取的是不含目的基因的DNA片段；因此最后选用限制酶NheⅠ和SmaⅠ来切割。

解答：

A．目的基因只有一侧含有限制酶NheⅠ的识别序列，用此酶不能获取目的基因，A错误；
B．目的基因两侧含有限制酶AluⅠ的识别序列，但只用此酶切割可能会导致目的基因和质粒反向连接或自身环化，B错误；
C．目的基因两侧含有限制酶NheⅠ和AluⅠ的识别序列，但用这两种酶切割可能会获得不含目的基因的片段，C错误；
D．目的基因两侧含有限制酶NheⅠ和SmaⅠ的识别序列，用这两种酶切割会获取目的基因，而且能防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，D正确。
故选D。

2．【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。

3．【答案】C

【解析】

试题分析：

4．【答案】C

【解析】

试题分析：

分析题图：由图中信息所示，反义基因能使番茄延熟延长其储藏期的原理是：反义基因转录出的mRNA即反义mRNA，能够与乙烯生物合成酶基因转录出来的有意义mRNA进行杂交形成双链，进而阻止乙烯生物合成酶基因的表达。

解答：

A．由图示可以看出，有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的，A正确；

B．由图示原理，反义mRNA能够与乙烯生物合成酶基因转录出来的有意义mRNA进行杂交形成双链，并且有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的，所以，可以推测乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的模板链是互补的，B正确；

C．乙烯生物合成酶基因的表达产物可以控制乙烯的合成，乙烯不是其表达产物，C错误；

D．翻译过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，图示两种mRNA杂交在一起进而阻断了乙烯生物合成酶基因的有意义mRNA的翻译过程，D正确。

故选C。

5．【答案】B

【解析】

试题分析：

6．【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。

7．【答案】D

【解析】

试题分析：

有关限制酶，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）特点：具有特异性，即能够识别双链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）作用结果：形成黏性末端和平末端两种。

解答：

A．限制酶具有专一性，能识别特定的脱氧核苷酸序列，A正确；

B．限制酶可以识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点对相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割，B正确；

C．限制酶具有专一性，能识别特定的DNA片段，C正确；

D．限制酶不识别特定的生物，D错误。

故选D。

8．【答案】A

【解析】

试题分析：

本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念．原理．操作工具及操作步骤等。基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

解答：

A．终止密码子位于mRNA上，不属于基因表达载体的组成部分，A正确；
B．限制酶切割DNA产生的末端既有粘性末端，也有平末端，B错误；
C．基因工程最常用的载体是质粒，另外噬菌体的衍生物．动植物病毒也可以作为运载体，C错误；
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。
故选A。

9．【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。

10．【答案】D

【解析】

试题分析：

转基因技术是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因，将其转入另一种生物中，使与另一种生物的基因进行重组，从而产生特定的变异性状。利用转基因技术可以改变动植物性状，培育新品种。也可以利用其它生物体培育出期望的生物制品，用于医药．食品等方面。

解答：

A．由分析可知，基因工程技术可定向改良农作物的某些品质，A正确；

B．利用细菌代谢旺盛的特点将细菌利用基因工程手段改造成工程菌，生产基因工程药物，B正确；

C．运用基因工程技术经所需抗体的相关基因导入牛的受精卵中，达到让牛合成并分泌人类抗体的目的，C正确；

D．噬菌体是细菌病毒，不能作为载体将重组 DNA 导入动物细胞，D错误。

故选D。

11．【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。与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
（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．限制酶的作用是识别特定核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA片段，包括切割目的基因和运载体，所以在获取目的基因和构建重组质粒时都要使用，A错误；
B．重组质粒是在细胞外用DNA连接酶形成的，B错误；
C．目的基因导入不同受体细胞的方法不同，动物细胞一般采用显微注射技术，植物细胞常采用农杆菌转化法，微生物细胞常用感受态细胞，C错误；
D．基因工程育种与其他育种方法相比，具有可以定向改造生物体的性状等优点，D正确。
故选D。

12．【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。

13．【答案】D

【解析】

试题分析：

解答：

A．如果用BglⅡ和Sau3A I切割目的基因，目的基因两端将形成不同的黏性末端，同样用BglⅡ和Sau3A I切割Pl噬菌体载体也形成这两种不同的黏性末端，因此它们可构成重组DNA，A项正确；

B．由于Sau3A I的切割位点在EcoR I的左侧，因此用EcoR I和Sau3A I切割目的基因，目的基因两端将形成不同的黏性末端，同样用EcoR I和Sau3A I切割Pl噬菌体载体也形成这两种不同的黏性末端，因此它们可构成重组DNA，B项正确；

C．P1噬菌体载体为环状DNA，其上只含有一个EcoRⅠ的切点，因此用EcoR I切割后，该环状DNA分子变为线性双链DNA分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团，C项正确；

D．从图甲看出，用EcoR I切割目的基因后两端各有一切口，与图乙中EcoR I切口对接时，可有两种可能，即可产生两种重组DNA，D项错误。

故选D。

14．【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。

15．【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。

16．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。图示为该病的基因治疗过程，利用病毒为载体将人体正常的ADA基因转入T细胞中，进而获得重组T细胞，并将重组T细胞回输至病人体内达到治疗目的。

解答：

A．由图示过程可以看出，以病毒为载体，携带人的正常ADA基因进入T细胞1，A正确；

B．从图示过程可以判断T细胞1是受体细胞，T细胞2为重组细胞，因基因表达受许多条件影响，回输前必需对T细胞2进行筛选，筛选出ADA基因能正常表达的T细胞2，B正确；

C．由动物细胞培养的条件可知，在动物细胞体外培养时，首先要保证被培养的细胞处于无菌．无毒的环境，C正确；

D．患者体内的T细胞，有的是来自于自身的细胞分化，有的是来自于回输的，只有回输的T细胞才能合成ADA，D错误。

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，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。

18．【答案】A

【解析】在棉花的种植过程中，为提高产量，棉农会适时摘除棉花植株的顶芽，其目的是解除顶端优势。故选C。