北师大版高中生物选择性必修3第三节基因工程的操作程序课时作业含答案3

【优编】第三节基因工程的操作程序-2课时练习

一．单项选择

1．基因工程利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙）。限制酶的酶切位点分别是Bgl Ⅱ（A↓GATCT）．EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析合理的是（    ）

A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

2．下图为基因表达载体的模式图，若结构a是基因表达载体所必需的，则a最可能是 （    ）

A．氨苄青霉素抗性基因       B．启动子

C．限制酶                   D．DNA连接酶

3．如图为某一重组质粒示意图，下列叙述正确的是（    ）

A．用限制酶EcoRV处理该质粒得到的分子共含有2个游离的磷酸基团

B．同时用限制酶HindⅢ和BamH I处理该质粒可得到3个双链DNA片段

C．将受体细胞培养于含有卡那霉素的培养基中，可筛选出含有目的基因的细胞

D．在获得重组质粒过程中目的基因的获取可能会同时使用限制酶EcoRV和BamH I

4．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是（    ）

①一个表达载体的组成，包括目的基因．起始密码子．终止密码子．标记基因

②起始密码子能驱动基因转录出mRNA，终止密码子使转录在所需要的地方停止

③基因表达载体构建过程中需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶

④目的基因导入的受体细胞不同，在基因表达载体的构建上就会有差别

A．①② B．③④ C．①④ D．②③

5．如图表示基因工程中目的基因的获取示意图，相关叙述不正确的是（    ）

A．①过程的完成需要逆转录酶

B．②过程需用限制性核酸内切酶

C．目前获取目的基因的方法只有，上图所示的两种

D．cDNA的构建需要提前了解目的基因的有关信息

6．下列关于将目的基因导入受体细胞的说法中，错误的是（    ）

A．植物的受体细胞只能是受精卵细胞

B．将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射技术

C．为使大肠杆菌易吸收DNA分子，应先用氯化钙溶液进行处理

D．将某种药用蛋白基因导入动物受精卵中即可获得乳腺生物反应器

7．下列关于基因工程操作工具的叙述，正确的是（    ）

A．工具酶包括限制酶．DNA 连接酶和运载体

B．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键

C．没有与目的基因重组的质粒不能进入受体细胞

D．用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解

8．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是（    ）

A．①过程是基因工程的核心步骤

B．通过步骤③能实现目的基因插入到植株染色体的 DNA 中

C．利用含有四环素的培养基可将含分子Ⅱ的农杆菌筛选出来

D．⑥可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质

9．如图表示基因工程中获取目的基因的示意图，不正确的是（    ）

A．①过程需要逆转录酶

B．②过程用到的限制性核酸内切酶在从基因组文库中获取目的基因时也要用到

C．③表示 PCR 技术，用来扩增目的基因

D．若获取的目的基因相同，则图中基因组文库小于 cDNA 文库

10．下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是（    ）

A．棉花细胞--花粉管通道法

B．大肠杆菌--Ca2+处理法

C．羊受精卵--农杆菌转化法

D．玉米细胞--基因枪法

11．在实验室里用四环素培育转基因的雄性蚊子，这些蚊子与雌性蚊子交配的后代也需要四环素才能生存，但在自然状态下不可能找到四环素，于是会慢慢死去。该技术有望减少登革热等疾病的发生。下列关于该技术说法正确的是（    ）

A．该转基因蚊子属于新的物种

B．转基因技术能定向改变蚊子的基因，属于基因突变

C．需要四环素才能生存这一特性是基因和环境共同作用的结果

D．该项技术的核心步骤是基因表达载体的构建，需要用到限制酶和DNA聚合酶

12．下列关于基因工程技术的说法，正确的是（    ）

A．基因工程中，天然的质粒可以直接被用作运载体

B．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

C．目的基因必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能表达

D．人胃蛋白酶基因在大肠杆菌中表达，产生的胃蛋 白酶具有生物活性

13．在基因比较小，核苷酸序列又已知的情况下，获得该基因的最佳方法是（）

A．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成

B．用mRNA为模板逆转录合成DNA

C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选

D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA

14．下列不可作为基因工程中的标记基因的是（    ）

A．抗性基因 B．发光基因

C．产物具有颜色反应的基因 D．贮藏蛋白的基因

15．建立基因文库的目的之一是便于随时选取其中任何一个基因，下列有关基因文库的说法，错误的是（    ）

A．基因文库包括基因组文库和部分基因文库两类

B．同一生物不同细胞的cDNA文库中无相同基因

C．构建基因文库需要使用受体菌群体储存基因

D．可使用PCR技术从基因文库中提取目的基因

16．下列关于基因文库的叙述，不正确的是（    ）

A．玉米基因组文库中的基因与其cDNA文库中的基因相同

B．多肉植物珍珠吊兰的基因组文库包含了该生物所有的基因

C．利用cDNA文库可研究某个基因在不同组织中的表达情况

D．可以从小鼠肝脏细胞的cDNA文库中获取ATP合成酶基因

17．基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，是成功的关键，下列相关说法不正确的是（    ）

A．构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代

B．基因工程中使用的标记基因有许多种，有的标记基因是质粒上固有的，有的标记基因是人为加上去的

C．一个基因表达载体一般包括目的基因．标记基因．起始密码和终止密码等结构

D．基因表达载体中的标记基因的作用是筛选出含有目的基因的受体细胞

18．下列将目的基因导入受体细胞的方法中，不合理的是（    ）

A．利用显微注射法将目的基因导入受精卵，培育了超级小鼠

B．我国利用花粉管通道法培育了转基因抗虫棉

C．可利用农杆菌转化法来培育转基因玉米

D．用Ca2+处理大肠杆菌，有利于细胞吸收环境中的DNA

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

试题分析：

本题考查基因工程中基因表达载体的构建，结合题干信息和图形分析时，要看准切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。

解答：

A．用EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接，A错误；

B．用BglI和EcoRI切割目的基因切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，且有目的基因的片段（该片段相当于只用EcoRⅠ切割）与运载体结合时容易发生反向连接，B错误；

C．用BglI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，也可能会发生反向连接，C错误；

D．只有用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体，产生不同的黏性未端，防止发生反向连接，这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同，D正确。

故选D。

2．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因表达载体的构建：

3．【答案】C

【解析】

试题分析：

分析题图：图示为一重组质粒，其中含有2个限制酶EcoRⅤ的识别序列和切割位点，一个限制酶BamHⅠ的识别序列和切割位点（位于目的基因上），卡那霉素抗性基因作为标记基因。

解答：

A．该质粒共有2个限制酶EcoRⅤ的识别序列和切割位点，因此用限制酶EcoRⅤ处理该质粒可得到两个链状DNA分子，共含有4个游离的磷酸基团，A错误；
B．该质粒中只有1个限制酶BamHⅠ的切割位点，不含限制酶HindⅢ的切割位点，因此同时用限制酶HindⅢ和BamHⅠ处理该质粒只能得到1个双链DNA片段，B错误；
C．由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此将受体细胞培养于含有卡那霉素的培养基中，可筛选出含有目的基因的细胞，C正确；
D．目的基因中含有限制酶BamHⅠ的切割位点，因此获取目的基因时不能用限制酶BamHⅠ，否则会破坏目的基因，D错误。
故选C。

4．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因表达载体的构建：

5．【答案】C

【解析】

试题分析：

题图分析，图中显示了两种获取目的基因的方法。图中①表示逆转录过程，②表示用限制酶切割DNA分子得到一定大小范围DNA，③表示获取目的基因。

解答：

A．①为逆转录过程，完成该过程需要逆转录酶，A正确；

B．②表示将DNA分子切割，因此需用限制性核酸内切酶，B正确；

C．目前获取目的基因的方法除了从基因文库中获取外，还可利用PCR技术扩增和人工化学合成，C错误；

D．cDNA的构建需要首先获得相应的mRNA，因此，cDNA的构建需要提前了解目的基因的有关信息，D正确。

故选C。

6．【答案】A

【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．植物的受体细胞可以是受精卵细胞，也可以是体细胞，若是体细胞，则还需要采用植物组织培养技术，A错误；

B．将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射技术，B正确；

C．为使大肠杆菌易吸收DNA分子，应先用氯化钙溶液进行处理，使大肠杆菌细胞成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞，C正确；

D．将某种药用蛋白基因导入动物受精卵中即可获得乳腺生物反应器，D正确。

故选A。

7．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶．目的基因．载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得．重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞．筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。

解答：

A．工具酶包括限制酶．DNA 连接酶，A错误；

B．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成磷酸二酯键，B错误；

C．质粒是运载工具，能进入受体细胞，C错误；

D．单独的目的基因易被分解或丢失，用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解，D正确。

故选D。

8．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：图示表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤，其中①是基因表达载体的构建过程；②是将目的基因导入农杆菌细胞；③是采用农杆菌转化法将目的基因导入植株；④为肽链；⑤为tRNA；⑥为mRNA。

解答：

A．①是基因表达载体的构建过程，是基因工程的核心步骤，A正确；

B．步骤③通过农杆菌转化法把目的基因插入到植株染色体的 DNA 中，B正确；

C．由图可知，标记基因为四环素抗性基因，利用含有四环素的培养基可将含分子Ⅱ的细菌筛选出来，C正确；

D．⑥为mRNA，可与多个核糖体结合，同时翻译出同种多个蛋白质，D错误。

故选D。

9．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，例如cDNA文库，首先得到mRNA，再反转录得cDNA，形成文库。cDNA文库与基因组文库的区别在于cDNA文库在mRNA拼接过程中已经除去了内含子等成分，便于DNA重组时直接使用。

解答：

A．①过程是RNA逆转录形成DNA的过程，需要逆转录酶，A正确；
B．②过程将DNA切割成不同大小的片段，用到的限制性核酸内切酶在从基因组文库中获取目的基因时也要用到，B正确；
C．③表示 以DNA为模板进行的PCR 技术，用来扩增目的基因，C正确；
D．若获取的目的基因相同，则图中基因组文库大于 cDNA 文库，D错误。
故选D。

10．【答案】C

【解析】

试题分析：

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。

（1）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；

（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；

（3）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

解答：

A．将目的基因导入棉花细胞可采用花粉管通道法，A正确；

B．将目的基因导入微生物细胞可采用感受态转化法，即用Ca2+处理微生物细胞，使之成为感受态细胞，B正确；

D．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，C错误；

D．将目的基因玉米（单子叶植物）细胞可采用基因枪法，D正确。

故选C。

11．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。指按照人们的意愿，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，定向地改造生物的遗传性状。基因工程的原理是基因重组。

解答：

A．该转基因蚊子具有新的基因，但仍能与雌性蚊子交配产生后代，没有出现生殖隔离，所以不属于新的物种，A错误；

B．转基因技术能定向改变蚊子的基因，属于基因重组，B错误；

C．由于产生的后代需要四环素才能生存，说明这一特性是基因和环境共同作用的结果，C正确；

D．该技术的核心步骤是构建基因表达载体，需要用到限制酶和DNA连接酶，D错误。

故选C。

12．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶．目的基因．载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得．重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞．筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。

解答：

A．基因工程中，天然的质粒要经过加工处理才可以被用作运载体，A错误；

B．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但没有促进目的基因的表达的作用，B错误；

C．目的基因必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能表达，RNA聚合酶与启动子结合启动转录，C正确；

D．由于大肠杆菌是原核生物，没有真核生物的加工系统，人胃蛋白酶基因在大肠杆菌中表达，产生的胃蛋 白酶没有生物活性，D错误。

故选C。

13．【答案】A

【解析】

试题分析：

获取目的基因的方法主要有两种：（1）从供体细胞的DNA中直接分离基因，包括从基因组文库和cDNA文库中获取；（2）人工合成基因，这种方法有两条途径，一是以目的基因转录的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，再在酶的作用下合成双链DNA，即目的基因；另一条途径是蛋白质的氨基酸序列，推测出信使RNA序列，再推测出结构基因的核苷酸序列，然后用化学的方法以单核苷酸为原料合成。

解答：

在目的基因比较小，核苷酸序列已知的情况下常采用人工合成法，所以在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是以4种脱氧核苷酸为原料利用DNA合成仪化学方法直接合成。

故选A。

14．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子．目的基因．标记基因和终止子组成，其中标记基因用于筛选重组DNA分子，可以是四环素．氨苄青霉素等抗性基因，也可以是荧光蛋白基因或产物能显色的基因。

解答：

A．抗性基因可作为基因工程的标记基因，筛选重组质粒，A错误；

B．发光基因如绿色荧光蛋白基因可以用作基因工程的标记基因，B错误；

C．产物具有颜色反应的基因可根据颜色反应是否发生筛选重组质粒，C错误；

D．贮藏蛋白不已检测，相关基因不能用于筛选重组质粒，D正确。

故选D。

15．【答案】B

【解析】

试题分析：

16．【答案】A

【解析】

试题分析：

将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。基因文库包括基因组文库和部分基因文库。

解答：

A．基因组文库中包含玉米的全部基因，而cDNA文库中只包含了一部分基因，A错误；

B．多肉植物珍珠吊兰的基因组文库包含了该生物所有的基因，B正确；

C．cDNA文库的建立，一般以某种生物发育的某个时期的mRNA为模板反转录产生多种互补cDNA片段，与载体连接后储存在受体菌群中，因此可用于研究某个基因在不同组织中的表达情况，C正确；

D．小鼠肝脏细胞能合成ATP合成酶，因此含有相应的mRNA，所以可以从小鼠肝脏细胞的cDNA文库中获取ATP合成酶基因，D正确。

故选A。

17．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程的基本步骤：目的基因的获取，表达载体的构建，受体细胞的转化，目的基因的表达与检测。

解答：

A．构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代，A正确；

B．标记基因可以是质粒自有的，或者是人工插入的，B正确；

C．起始密码与终止密码是mRNA上的组成，C错误；

D．基因表达载体中的标记基因的作用是筛选出含有目的基因的受体细胞，D正确。

故选C。

18．【答案】C

【解析】

试题分析：

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。

解答：

A．显微注射技术是转基因动物采用最多的目的基因导入方法，超级小鼠的培育也用到了该方法，A正确；

B．我国利用花粉管通道法将抗虫基因导入棉花细胞中，培育了转基因抗虫棉，B正确；

C．农杆菌在自然状态下，能感染双子叶植物和裸子植物，因为这些植物受到损伤时，伤口会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞。因此，利用农杆菌转化法培育大多双子叶转基因植物，而玉米是单子叶植物，C错误；

D．用Ca2+处理大肠杆菌，使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞，D正确。

故选C。