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同步达标检测题

【精品】第二节基因工程的基本工具-1课时练习

一．单项选择

1．某DNA分子中含有某限制酶的一个识别系统，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的 2个DNA片段是

A．②④ B．②③④ C．①③④ D．③④

2．下列有关DNA连接酶的叙述正确的是

①催化具有相同黏性末端的DNA片段之间连接

②催化具有不同黏性末端的DNA片段之间连接

③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成

④催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成

A．①② B．③④ C．①④ D．②③

3．以下是几种不同限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列的叙述中，正确的是

A．以上DNA片段是由3种限制酶切割后产生的

B．用DNA连接酶可以把③⑤连接起来

C．上述①④是能用DNA连接酶连接起来的两个片段

D．限制酶和DNA连接酶作用的部位不同

4．近年诞生的 CRISPR／Cas9基因编辑技术可进行基因定点编辑。 CRISPR／Cas9系统主要包括Cas9（核酸内切酶）和向导RNA，其原理是由向导RNA引导Cas9到一个特定的基因位点进行切割。（上述过程见下图）。下列相关叙述正确的是

A．CRISPR／Cas的组成物质是在核糖体上合成的

B．向导RNA的合成需要逆转录酶的参与

C．基因的定点编辑过程只涉及碱基A－U，G—C互补配对

D．切割后形成的每个DNA片段均含有两个游离的磷酸基团

5．甲基对硫磷是常见的农药污染物。科研人员尝试改造并分离得到能够降解甲基对硫磷的微生物。下列操作中不必需的是

A．构建含有甲基对硫磷分解酶基因的表达载体

B．将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌

C．用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌

D．提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量

6．基因工程技术引起的生物变异属于

A．染色体变异 B．基因突变 C．基因重组 D．不可遗传的变异

7．某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,下列有关PCR扩增过程相关叙述不正确的是   

A．为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的限制性核酸内切酶位点

B．设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对,而造成引物自连

C．PCR扩增时,退火温度的设定与引物长度．碱基组成无关

D．如果PCR反应得不到任何扩增产物,则需要降低退火温度或重新设计引物

8．下列哪项不是DNA重组技术的基本操作所用到的工具酶

A．限制酶 B．E.coli DNA连接酶 C．T2 DNA连接酶 D．T4 DNA连接酶

9．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶．DNA聚合酶．DNA连接酶．解旋酶作用的正确顺序是

A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③②

10．下列有关基因工程中限制酶的描述，正确的是  

A．限制酶能识别和切割某种特定的核糖核苷酸序列

B．限制酶主要从原核生物中分离纯化

C．限制酶只能识别含有6个核苷酸的序列

D．限制酶的活性不受温度的影响

11．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是

①能自主复制      ②不能自主复制      ③结构很小      ④蛋白质  ⑤环状RNA        ⑥环状DNA         ⑦能“友好”地“借居”

A．①③⑤⑦ B．①④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦

12．下列哪一项不是运载体必备的条件

A．是环状的DNA分子

B．能在宿主细胞中复制并保存

C．具有标记基因，便于进行筛选

D．具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接

13．如表为几种限制酶的切割位点，相关叙述不正确的是

A．限制酶能够水解DNA上特定的磷酸二酯键

B．BamHⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割

C．BclⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割

D．以上信息说明限制酶没有特异性和专一性

14．下列哪项不是基因工程中经常使用的运载目的基因的载体

A．细菌质粒 B．细菌拟核中的DNA

C．λ噬菌体衍生物 D．动植物病毒

15．将目的基因导入微生物细胞的最常用方法是  

A．感受态细胞法 B．显微注射法

C．基因枪法 D．农杆菌转化法

16．下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是

A．DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合

B．用限制性核酸内切酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子

C．Taq酶是PCR仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温的DNA连接酶

D．在解离根尖分生区细胞时加入纤维素酶有利于提高解离的效果

17．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是

A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA

B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接

C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA

D．逆转录酶以一条RNA模板合成互补的DNA

18．下列说法正确的是

A．酶通过降低活化能和为反应物供能提高化学反应速率

B．DNA酶．限制酶．DNA连接酶．DNA聚合酶的作用都与磷酸二酯键有关

C．酶．ATP的结构具有物种差异性

D．酶．载体蛋白．激素在起作用后不失活

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

【分析】

限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，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，形成黏性末端或平末端。限制酶识别的序列一般为回文序列，若切割形成的是黏性末端，则黏性末端应该互补配对。

【详解】

①中两个黏性末端不能互补配对，不是同一种限制酶切割形成的，①错误；

②中两个片段连接形成的碱基序列不是回文序列，②错误；

③中两个片段连接形成的碱基序列是回文序列，③正确；

④中两个黏性末端互补配对，且连接形成的碱基序列为回文序列，④正确；故切割受可能形成的 2个DNA片段是③④，D正确。

2．【答案】C

【解析】

【分析】

DNA连接分为E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这二者都能连接粘性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平未端，但连接平末端时的效率比较低；DNA连接酶将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键。

【详解】

DNA连接酶可以催化具有相同的黏性末端的DNA片段之间连接，①正确．②错误；DNA连接酶催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成，而两个黏性末端互补碱基间氢键的形成不需要DNA连接酶的催化，③错误．④正确。因此，正确的是①④，故选C。

3．【答案】C

【解析】

【分析】

分析题图：图示为几种不同限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的部分片段，其中①④是同一种限制酶切割形成的，具有相同的黏性末端；②．⑤经过限制酶切割后形成的是黏性末端；③经过限制酶切割后形成的是平末端。

【详解】

以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的，A错误；③和⑤是两种限制酶切割的片段，碱基不能互补配对，故用DNA连接酶不可以把③⑤连接起来，B错误；上述①④是能用DNA连接酶连接起来的两个片段，C正确；限制酶和DNA连接酶作用的部位相同，D错误；故选C。

4．【答案】D

【解析】

【分析】

根据题意，向导RNA可携带识别序列，与目标DNA的特定位点结合，并进行切割，该识别序列与α链的互补链互补配对，据此分析。

【详解】

A. CRISPR／Cas9系统主要包括Cas9（核酸内切酶）和向导RNA，前者是在核糖体上合成，后者是通过转录形成的，其场所不在核糖体，A错误；

B. 向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，B错误；

C. 向导RNA和目标DNA互补配对过程中，涉及的配对方式有A－U，G—C，T-A，C-G，C错误；

D. 由于DNA分子是双链结构，因此切割后形成的每个DNA分子的片段中均含有2个游离的磷酸基团，D正确。

5．【答案】D

【解析】

【分析】

本题主要以甲基对硫磷的农药污染物为背景，主要考查微生物的分离和基因工程的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间内在联系的能力。

【详解】

要改造能够降解甲基对硫磷的微生物，需要构建含有甲基对硫磷分解酶基因的表达载体，A正确；将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌，是基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，B正确；甲基对硫磷是一种含碳农药，故用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌，C正确；目的基因的检测和鉴定应重点监测目的基因的插入与否及插入后的表达结果，可采用DNA分子杂交技术等手段，而非提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量，D错误。

6．【答案】C

【解析】

【分析】

基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

【详解】

基因工程将外源基因导入受体细胞，实现了不同生物的基因之间的组合，因此基因工程的原理是基因重组，故选C。

7．【答案】C

【解析】

【分析】

8．【答案】C

【解析】

基因工程中常用的工具酶有DNA连接酶．限制性核酸内切酶，其中常用的DNA连接酶包括Ecoli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，故选C。

9．【答案】C

【解析】

①项，图中为双链DNA分子形成黏性末端的过程。限制性内切酶可以识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并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，形成黏性末端或平末端，故①对应限制性内切酶。

②项，图中为黏性末端恢复成完整的双链DNA的过程。DNA连接酶可以恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，将黏性末端连接起来，故②对应DNA连接酶。

③项，图中为双链DNA分子双链被解开的过程。解旋酶可以将DNA双链变成两条单链，故③对应解旋酶。

④项，图中为两条解旋的DNA链在模板链存在条件下，形成DNA双链的过程。DNA聚合酶可以以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链，故④对应DNA聚合酶。

所以图中依次表示限制性内切酶．DNA聚合酶．DNA连接酶．解旋酶作用的顺序为①④②③，故本题正确答案为C。

10．【答案】B

【解析】

【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。

【详解】

A．限制酶具有专一性，只能识别特定的脱氧核苷酸序列，A错误；B．原核生物体内存在切割外源DNA的限制酶，限制酶主要从原核生物中提取， B正确；C．限制酶识别的核苷酸序列的个数是有限的，限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列中，可能是4个．5个．6个．8个等，C错误；D．酶的作用条件温和，其活性受温度．pH的影响，D错误。故选：B。

11．【答案】C

【解析】

【分析】

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。

作为运载体必须具备的条件：①具有限制酶的切割位点； ②有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。

【详解】

①质粒必须能自主复制，以保证能在宿主细胞中稳定存在并复制，①正确；②质粒必须能自主复制，②错误；③质粒为小型环状DNA，其结构很小，③正确； ④质粒的化学本质是DNA，不是蛋白质，④错误；  ⑤质粒为小型环状DNA，⑤错误；⑥质粒为小型环状DNA，⑥正确；⑦质粒必须能“友好”地“借居”，以便于目的基因的稳定存在和复制，⑦正确．故选C。

12．【答案】A

【解析】

【分析】

作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。

【详解】

A. 基因工程的运载体不一定要是环状形态的DNA分子，常用载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等，A错误；

B. 运载体能在宿主细胞中复制并稳定保存，B正确；

C. 运载体在限制酶切点外必须含有标记基因，以便于筛选，C正确；

D. 运载体最好具有一个至多个限制酶切点，以便于外源基因连接，D正确。

13．【答案】D

【解析】

【分析】

由题文和选项的描述可知：该题考查学生对限制酶的作用的相关知识的识记和理解能力，以及获取信息．分析问题的能力。

【详解】

每种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，A正确；表中信息显示：BamHⅠ的识别序列中包含Sau3AⅠ的识别序列，因此BamHⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割，B正确；BclⅠ的识别序列中包含Sau3AⅠ的识别序列，所以BclⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割，C正确；以上三种限制酶识别的序列都不同，这说明限制酶具有特异性和专一性，D错误。

14．【答案】B

【解析】

【分析】

15．【答案】A

【解析】

【分析】

基因工程的操作步骤：获取目的基因；构建基因表达载体；把目的基因导入受体细胞；目的基因的检测和鉴定。

【详解】

把目的基因导入微生物细胞常用钙离子处理，使其处于感受态，A正确；显微注射法常用于把目的基因导入动物细胞，B错误；基因枪法和农杆菌转化法常用于把目的基因导入植物细胞，CD错误。故选A。

16．【答案】B

【解析】

【分析】

限制酶用于切割DNA，DNA连接酶用于缝合DNA。

【详解】

黏性末端与黏性末端之间的碱基自动氢键，DNA连接酶催化形成磷酸二酯键，A错误；切下一个目的基因需要打开2个切口，破坏4个磷酸二酯键，水解一个磷酸二酯键需要一分子水参与，故需消耗4个水分子，B正确；Taq酶是耐高温的DNA聚合酶，C错误；对根尖分生区进行解离用解离液处理，不需要纤维素酶，D错误。故选B。

17．【答案】C

【解析】

【分析】

基因工程又称基因拼接技术和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。

【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裂，故A正确；

B．DNA连接酶可以连接黏性末端相同的两个DNA片段之间的磷酸二酯键，故B正确；

C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA，而延伸RNA的是RNA聚合酶，故C错误；

D．逆转录过程就是以RNA为模板合成DNA的过程，该过程需要逆转录酶的催化，故D正确。

故选：C。

18．【答案】B

【解析】

【分析】

酶可以加快反应速率的原理是：可以显著降低反应的活化能。

【详解】

酶通过降低反应的活化能而加快反应速率，A错误；DNA酶．限制酶破坏磷酸二酯键，DNA连接酶．DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成，B正确；不同生物的酶有区别，但ATP没有差异，C错误；激素发挥作用后被灭活，酶和载体发挥作用后不被灭活，D错误。故选B。