高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第二节 基因工程的基本工具复习练习题

【精品】第二节基因工程的基本工具-2课堂练习

一．单项选择

1．下列关于DNA连接酶的说法，正确的是

A．作用于DNA的氢键

B．都是从原核生物中分离出来的

C．都能连接平末端

D．都能连接黏性末端

2．蛋白质工程是基因工程的延伸,下列关于蛋白质工程的说法,正确的是      

A．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质

B．通过蛋白质工程改造后的性状不遗传给子代

C．蛋白质工程不需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶

D．蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律和生物功能的关系作为基础

3．在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞和组织才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答，叙述正确的是

①A过程需要的酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶　②B过程需要加入卡那霉素 进行选择培养　③C过程为脱分化过程，培养基中只需加入营养物质．琼脂　④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测　⑤D过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测

A．①②③④⑤ B．①②④⑤

C．③④⑤ D．①③④⑤

4．噬菌体抗体库技术是指将人的全部抗体基因插入噬菌体的基因组中,然后让该噬菌体感染大肠杆菌,最终使抗体以复合蛋白质的形式表达于噬菌体的表面,形成含有全套抗体谱的噬菌体抗体库,下列相关叙述错误的是   

A．在噬菌体抗体库的构建过程中,不需要利用Ca2+处理大肠杆菌

B．体外重组的噬菌体DNA通常直接作为运载体去侵染大肠杆菌

C．检测抗体基因是否进入大肠杆菌以及是否转录出相应RNA使用的是相同的探针

D．大肠杆菌是基因工程中应用最广泛的原核受体细胞，因为其具有繁殖快等优点

5．如果科学家通过转基因技术成功改造了某男性血友病的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。那么，他与女性携带者婚后所生子女中  

A．儿子．女儿全部正常 B．儿子．女儿中各一半正常

C．儿子全部有病，女儿全部正常 D．儿子全部正常，女儿全部有病

6．下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是

A．DNA连接酶能将不同脱氧核苷酸之间的磷酸与脱氧核糖连接

B．RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录

C．一种DNA限制酶能识别一种核苷酸序列，切割出两种粘性末端

D．DNA聚合酶能将单个的脱氧核苷酸连接到DNA链上

7．在基因工程的基本操作程序中，会发生碱基互补配对现象的是（多选）  

A．利用反转录法获取目的基因

B．基因表达载体的构建

C．将目的基因导入受体细胞

D．目的基因的检测与鉴定

8．下列黏性末端属于同种限制性核酸内切酶切割而成的是

A．①② B．①③

C．①④ D．②③

9．图表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，其等位基因d位于图中虚线方框内的碱基对为T-A，现有MspⅠ．BamHⅠ．MboⅠ．SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG．G↓GATCC．↓GATC．CCC↓GGG。下列有关叙述错误的是 

A．MboⅠ．SmaⅠ切割位点不同，切割DNA片段后形成的末端也不同

B．若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，则获得的最长的DNA片段长度为790bp

C．从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，得到3种不同长度的DNA片段

D．构建基因表达载体的过程中，可以选择限制酶BamHⅠ或MboⅠ对上述DNA片段进行切割

10．关于载体特点的叙述中，正确的是

A．能够在宿主细胞中稳定的保存下来并复制，从而提供大量的目的基因

B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达

C．具有某些标记基因，以便目的基因能够与其结合

D．它的参与能够使目的基因通过主动运输进入细胞

11．人们将外源生长激素基因导入绵羊受精卵中，成功培育出转基因绵羊。生长速度比一般的绵羊提高了30%，体型增大50%。这个过程利用的主要生物学原理是

A．基因重组，DNA→RNA→蛋白质 B．基因突变，DNA→RNA→蛋白质

C．基因重组，RNA→DNA→RNA→蛋白质 D．蛋白质工程，mRNA→DNA→蛋白质

12．科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成并分泌人的生长激素，在医学研究及相关疾病的治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述正确的是  

A．为使目的基因在膀胱上皮细胞中成功表达，需要加入生长激素基因的启动子

B．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达

C．人的生长激素基因只存在于小鼠的膀胱上皮细胞中

D．构建含人生长激素基因的表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶

13．限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，以下说法正确的是  

A．DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键

B．限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸

C．E·coli DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端

D．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA

14．下列关于质粒运载体的说法正确的是  

A．质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞

B．质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的

C．目的基因只有随质粒整合到受体细胞的染色体DNA中才能复制

D．没有限制酶就无法使用质粒运载体

15．RT－PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，可利用此技术获取目的基因，具体过程如图所示，以下说法错误的是   

A．设计扩增目的基因的引物时需考虑表达载体的序列

B．GC含量高的引物在与模板链结合时，需要更高的温度

C．过程Ⅰ需要加入缓冲液．原料．Taq酶和引物A等

D．过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上需要2n－1个引物B

16．下列关于限制酶的说法，正确的是

A．限制酶广泛存在于真核生物中，其化学本质是蛋白质

B．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端

C．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

D．限制酶识别的序列均由6个核苷酸组成

17．下图为某DNA分子一个片段，下列叙述错误的是

A．限制性内切酶可以切断a处

B．DNA聚合酶可以连接a处

C．解旋酶可以使b处解开

D．DNA连接酶可以连接c处

18．质粒是基因工程中常用的运载体，其作为运载体的优点是               

A.含有蛋白质从而能完成生命活动 B.能够自我复制而保持连续性

C.质粒都具有多个酶切位点 D.具有环状结构，能够携带目的基因

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

A．DNA连接酶作用于DNA分子中的磷酸二酯键，A错误；

B．DNA连接酶既可以从原核生物中分离得到，也可以从病毒中分离得到，B错误；

C．E．coliDNA连接酶只能连接黏性端，不能连接平末端，C错误；

D．E．coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端，D正确。

故选D。

2．【答案】D

【解析】

蛋白质工程可以制造新的蛋白质，故A错误；蛋白质工程需要对基因进行修饰或基因合成，所以性状可以遗传，故B错误；要对蛋白质进行改造，最终需要通过基因工程来完成，所以需要工具酶----限制性核酸内切酶和DNA连接酶，故C错误；蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，故D正确。

3．【答案】B

【解析】

分析：

借抗虫棉的培育过程考查基因工程的基本操作程序以及基因分离定律的灵活运用，旨在考查对知识的理解和应用知识解决实际问题的的能力。质粒作为运载体的特点：能够自我复制，或整合到染色体上随染色体复制；有多个限制酶切点(便于切割)；有标记基因(便于进行检验)目的基因整合到受体细胞的一条染色体上，而其同源染色体上没有该交易时时，基因遗传遵循分离定律。

详解：

①A过程需要的酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，①正确；

②B过程需要加入卡那霉素进行选择培养，②正确；

③C过程为脱分化过程，培养基中需加入营养物质．琼脂．激素以及卡拉霉素，③错误；

④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测，④正确；

⑤D过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测，⑤正确；

故选：B。

4．【答案】B

【解析】

【分析】

基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取．基因表达载体的构建．将目的基因导入受体细胞．目的基因的检测与鉴定。

【详解】

由于噬菌体可以侵染大肠杆菌，将重组DNA分子注入到大肠杆菌，因此在噬菌体抗体库的构建过程中，不需要利用CaCl2处理大肠杆菌以制备感受态细胞，故A正确；体外重组的噬菌体通常直接作为运载体去侵染大肠杆菌，故B错误；检测抗体基因是否进入大肠杆菌以及是否转录出相应RNA使用的是相同的探针，故C正确；由于大肠杆菌具有繁殖快等优点，所以大肠杆菌是基因工程中应用最广泛的原核受体细胞，故D正确。

本题需选择叙述错误的，故答案为B。

【点睛】

本题综合考查学生对基因工程的知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知识网络。在此基础上，结合问题情境，从题意中提取有效信息并与噬菌体侵染细菌的实验原理．分泌蛋白的概念与分泌过程建立联系，进行相关问题的解答。

5．【答案】B

【解析】

【分析】

通过转基因技术把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞造血干细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，但并没有改变患者生殖细胞的基因型。

【详解】

据分析可知：科学家通过转基因技术，成功改造了某男性血友病患者的造血干细胞，但没有改变其他体细胞的基因型，尤其是精原细胞的基因。所以，该男性（XhY）与女性携带者（XHXh）结婚后所生男孩的基因型是XHY或XhY，表现型为一半正常．一半患病；所生女孩的基因型是XHXh或XhXh，表现型为一半正常．一半患病。

故选：B。

6．【答案】C

【解析】

A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接，形成磷酸二酯键，A正确；

B．RNA聚合酶能与基因的特定位点（启动子）结合，催化遗传信息的转录，B正确；

C．一种DNA限制酶只能识别一种核苷酸序列，切割出一种粘性末端或平末端，C错误；

D．DNA聚合酶能将单个的脱氧核苷酸连接到DNA链上，D正确。

故选C。

7．【答案】ABD

【解析】

利用反转录法获取目的基因的本质是以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则合成 DNA，A项正确；基因表达载体的构建过程，涉及到目的基因与运载体的粘性末端通过碱基互补配对而结合，B项正确；将目的基因导入受体细胞，不涉及碱基互补配对，C项错误；目的基因的检测与鉴定中，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因以及目的基因是否转出了mRNA，依次所采用的DNA分子杂交技术和分子杂交技术都涉及到了碱基互补配对，D项正确。

8．【答案】B

【解析】

试题分析：

同种限制酶切割形成的黏性末端碱基能互补配对。

详解：

A．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开。限制酶识别的核苷酸序列往往具有回文结构，切割后形成的黏性末端能够互补配对，图中①②不能互补，A错误；

B．①③能够互补，所以属于同一种限制酶切割而成的，B正确；

C．①④不能互补，所以不属于同一种限制酶切割而成的，C错误；

D．②③不能互补，所以不属于同一种限制酶切割而成的，D错误；

故选B。

9．【答案】C

【解析】

【分析】

分析题图可知， MspⅠ的识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG，识别位点有两个，且都在目的基因内部，形成的末端为黏性末端； BamHⅠ的识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓GATCC，识别位点也有两个，在目的基因的两端，形成黏性末端；MboⅠ的识别的碱基序列和酶切位点分别为↓GATC，识别位点也有两个，在目的基因的两端，形成粘性末端；SmaⅠ的识别的碱基序列和酶切位点分别为CCC↓GGG，识别位点有两个，且都在目的基因内部，形成平末端。

【详解】

由图示和分析可知，MboⅠ．SmaⅠ切割位点不同，而且形成的末端也不同，故A正确；图1中DNA片段含有两个SmaⅠ识别位点，第一个识别位点在左端534 bp序列向右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基的位置，从而两个位点切割后产生的DNA片段的长度分别为534+3，796-3-3，658+3，即得到的DNA片段长度为537bp．790bp．661bp，故B正确；在杂合子体内含有基因D和基因d，基因D的序列中含有两个识别位点，经过SmaI完全切割会产生537bp．790bp和661bp三种不同长度的片段，基因d的序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生1327bp和661bp两种长度的片段，综上所述，杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生4种不同长度的片段，故C错误；由于限制酶BamHⅠ或MboⅠ对上述DNA片段进行切割，不会破坏目的基因的结构，所以构建基因表达载体的过程中，可以选择限制酶BamHⅠ或MboⅠ，故D正确。

由于本题需选择错误的，故答案为C。

10．【答案】A

【解析】

A．作为运载体必须具备的条件之一是能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；

B．作为运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，B错误；

C．作为运载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因，以便于重组后进行重组DNA的筛选，C错误；

D．它的参与能够将目的基因携带进细胞，但是目的基因进入细胞的方式并不是主动运输，D错误。

故选A。

11．【答案】A

【解析】

根据分析可知，转基因技术依据的原理是基因重组，外源基因在绵羊细胞中可通过转录生成mRNA，然后以mRNA为模板，合成相应的蛋白质。

故选A。

12．【答案】D

【解析】

【分析】

分析题意可知：1．科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成并分泌人的生长激素，这种属于膀胱生物反应器。属于基因工程的应用范畴。

13．【答案】B

【解析】

【分析】

基因工程最基本的工具：①基因的“剪刀”---限制性核酸内切酶（简称限制酶）②基因的 “针线”---DNA连接酶③基因的运载体---质粒．噬菌体．动植物病毒等。

【详解】

DNA连接酶连接的是两个DNA片段，故A错误；限制酶只能切割DNA分子，烟草花叶病毒的核酸是RNA，不能切割，故B正确；E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，故C错误；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是不会剪切自身的DNA，故D错误。

【点睛】

解决本题需要明确两点：一是限制酶只能在特定的位点上切割DNA分子；二是限制酶存在于原核生物，主要作用是切割外源DNA，而使之失效，达到保护自身的目的。

14．【答案】D

【解析】

【分析】

运载体是基因工程最基本的工具之一，目前常用的运载体有：质粒．噬菌体和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。

【详解】

无论与目的基因重组与否，质粒运载体都可以进入宿主细胞，故A错误；病毒无质粒，故B错误；质粒具有复制起点，目的基因随质粒不需整合到受体细胞的染色体DNA中也可复制，故C错误；质粒作为运载体必须先用限制酶切割打开切口，才能与目的基因重组，故D正确。

15．【答案】C

【解析】

【分析】

16．【答案】C

【解析】

A．限制酶主要存在于原核生物中，其化学本质是蛋白质，A错误；

B．不同的限制酶切割DNA后会形成黏性末端或平末端，B错误；

C．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，且在特定的位点打开磷酸二酯键，C正确；

D．切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别核苷酸序列，但识别的核苷酸序列不一定是6个，D错误。

故选C。

17．【答案】D

【解析】

详解：

A.限制性核酸内切酶识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，断开特定部位两个核苷酸之间的磷酸二酯键，A正确；

B.DNA聚合酶可以连接脱氧核糖核苷酸与DNA单链之间的磷酸二酯键，B正确；

C.解旋酶通过解开DNA分子间的氢键来使DNA分子解旋，C正确；

D.DNA连接酶连接a处磷酸二酯键，D错误；

因此，本题答案选D。

18．【答案】B

【解析】

分析：

本题考查基因工程的运载工具，基因工程中常用的运载体包括质粒．动植物病毒和λ噬菌体的衍生物。其中质粒是最常用的运载体，质粒一般存在于细菌和酵母菌细胞内，是独立于拟核之外的环状DNA分子，作为运载体具备的条件包括：在宿主细胞内能够自我复制．具有一个到多个限制酶的识别位点．具有标记基因．对宿主细胞无害．分子大小要合适。

详解：

质粒是环状的DNA，不含蛋白质，A错误；能够自我复制而保持连续性，这是作为运载体的优点，B正确；根据以上分析可知，质粒作为运载体具有一个至多个限制酶的酶切位点，以便于目的基因的插入，C错误；质粒具有环状结构，但是这并不是作为运载体的优点，作为运载体质粒上具有酶切位点，因此便于目的基因的插入，D错误。