生物选择性必修3 生物技术与工程第一节 基因工程赋予生物新的遗传特性课时训练

【特供】第一节基因工程赋予生物新的遗传特性-2同步练习

一．单项选择

1．将外源基因导入受体细胞时，常用的运载体不包括：

A．质粒 B．噬菌体 C．动植物病毒 D．大肠杆菌

2．要使目的基因与对应的运载体结合，所需的酶是：   （    ）

①．限制酶　②．DNA连接酶　③．解旋酶　④．DNA聚合酶

A．①④ B．③④ C．①② D．②③

3．下列有关基因文库的叙述不正确的是（    ）

A．基因文库包括基因组文库和部分基因文库

B．同一生物不同发育阶段构建的基因组文库一般相同

C．基因组文库中的所有基因都可在物种间进行交流

D．在cDNA文库和基因组文库中，同一基因的长度不同

4．基因和表达载体相连时既可以正向连接也可以反向连接。下图甲．乙分别表示某质粒．含目的基因和酶切位点的DNA片段，构建基因表达载体时应用酶B和酶C进行切割，不应用酶A切割运载体和DNA片段，其原因不包括（    ）

A．防止目的基因和运载体发生反向连接 B．保证构建的重组质粒中含有标记基因

C．防止目的基因或运载体重新自身环化 D．保证构建的重组质粒中含有启动子

5．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

6．下列是一种生物技术，对此技术过程的说法，错误的是（    ）

A．a和d的切割需用同一种限制酶

B．该生物技术的优点是可以产生新基因

C．重组DNA转移至受体细胞，主要通过细菌或病毒侵染细胞的途径

D．a是常用的运载体，存在于细菌及酵母菌细胞中

7．基因工程所用的质粒分子至少含有一个标记基因，该标记基因的主要作用是（    ）

A．有利于对目的基因是否导入进行检测

B．增加质粒分子在受体细胞中存活的机会

C．提高受体细胞在自然环境中的耐药性

D．便于与外源基因连接

8．以下甲．乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是（）

A．甲方法可建立该细菌的基因组文库，获得的基因片段和DNA分子上该基因片段碱基序列相同

B．通过甲．乙方法获得的目的基因的碱基序列不相同

C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料

D．乙方法需要逆转录酶参与

9．作为基因进入受体细胞的载体，下列哪项结构是非必需的（    ）

A．启动子 B．终止子

C．复制原点 D．青霉素抗性基因

10．下列关于质粒的叙述，正确的是（    ）

A．质粒只存在于细菌等原核生物中

B．在基因工程中，被用作载体的质粒都是天然质粒

C．质粒上的抗生素抗性基因有利于质粒与外源基因的连接

D．质粒是一种能够自主复制的小型环状DNA分子

11．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

12．图甲．乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列错误的是（    ）

A．在构建重组质粒时，可用PstⅠ和HindⅢ切割质粒和外源DNA

B．在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因

C．图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团

D．导入表达载体的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基中生长

13．我国独创的将抗虫基因导入棉花的方法是（    ）

A．基因枪法 B．显微注射技术

C．花粉管通道法 D．农杆菌转化法

14．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

15．如图为基因表达载体的模式图，下列有关说法错误（    ）

A．构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶

B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别

C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位

D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因

16．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

17．下列属于获取目的基因的方法是（    ）

①利用mRNA逆转录形成  ②利用PCR技术扩增  ③从基因组文库中提取  ④从受体细胞中提取⑤人工合成  ⑥利用DNA转录

A．①②③⑤         B．①②⑤⑥

C．①②③④         D．①②③④

18．基因工程的操作对象是“目的基因”。下列关于“目的基因”的说法，正确的是（    ）

A．“目的基因”都有自我复制能力

B．“目的基因”都是指能合成相应蛋白质的基因

C．我们可以根据相应的表达产物，从基因文库中寻找“目的基因”

D．反转录得到的“目的基因”与通过相关蛋白质推测出来的“目的基因”碱基序列相同

参考答案与试题解析

1．【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。

（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：

基因工程常用的运载体包括细菌的质粒．噬菌体．动植物病毒，不包括细菌本身，故选D。

2．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程至少需要三种工具：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。形成黏性末端和平末端两种。（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。

解答：

在基因工程的具体操作中，需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体。因此要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种工具酶是①限制酶和②DNA连接酶。综上所述C正确，ABD错误。

故选C。

3．【答案】C

【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的基因，称为基因文库。包含一种生物所有的基因，这种基因文库叫做基因组文库。只包含了一种生物的一部分基因，这种文库叫做部分基因文库。

解答：

A．基因文库包括基因组文库和部分基因文库，A正确；

B．同一生物不同发育阶段的DNA一般相同，mRNA一般不同，因此，基因组文库相同，cDNA文库不同，B正确；

C．基因组文库是指将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上而形成的集合。根据基因组文库的定义可知，基因组文库中的部分基因可以在物种间进行交流，C错误；

D．cDNA是由mRNA反转录产生的，其长度是由基因的启动子开始至终止子结束，比正常的基因要短一些，D正确。

故选C。

4．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因表达载体的构建是基因工程的核心，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。一个基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须有启动子．终止子以及标记基因等。分析图示可知，目的基因两端有酶A．酶B和酶C的切割位点，而质粒中，酶A的切割位点位于氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因上，酶B和酶C的切割位点位于四环素抗性基因上。

解答：

A．质粒和含目的基因的DNA片段上都有酶B和酶C的酶切位点，酶B和酶C切割后产生的黏性末端不同，可以防止目的基因和运载体发生反向连接，A正确；

B．用酶B和酶C进行切割后，重组质粒中还含有氨苄青霉素抗性基因可作为标记基因，若用酶A切割，质粒中的两个标记基因都会被破坏，B正确；

C．酶B和酶C切割后产生的黏性末端不同，可防止目的基因或运载体重新自身环化，C正确；

D．无论用哪种酶切都不会破坏质粒中的启动子，重组质粒中都含有启动子，D错误。

故选D。

5．【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。

6．【答案】B

【解析】

试题分析：

本道题考查的是基因工程的相关知识，基因工程的原理是基因重组，需要知道基因工程所需的步骤以及材料。

解答：

A．要获得相同的黏性末端，需要用同种限制酶切割目的基因和运载体，所以a和d的切割需用同一种限制酶，A正确；

B．基因工程不能产生新基因，基因工程的原理是基因重组，B错误；

C．重组DNA转移至受体细胞，主要通过细菌或病毒侵染细胞的途径，也可以运用显微注射法等，C正确；

D．a是质粒，是基因工程常用的运载体，存在于细菌及酵母菌细胞中，D正确。

故选B。

7．【答案】A

【解析】

试题分析：

作为运载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点，便于与外源基因连接；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。

解答：

A．抗性基因是标记基因，有利于对目的基因是否导入进行检测，A正确；

B．抗性基因不会增加质粒分子在受体细胞中的存活机会，B错误；

C．抗性基因的作用是筛选重组细胞，C错误；

D．质粒上含有限制酶切割位点时，便于与外源基因连接，D错误。

故选A。

8．【答案】C

【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．甲方法可建立该细菌的基因组文库，获得的基因片段和DNA分子上该基因片段碱基序列相同，A正确；

B．通过甲．乙方法获得的目的基因的碱基序列不相同，乙方法获得的目的基因的序列比甲的短，B正确；

C．甲方法是将DNA切割成不同的片段，需要限制酶，不需要以脱氧核苷酸为原料，C错误；

D．乙方法是建立cDNA文库，需要逆转录酶参与，D正确。

故选C。

9．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，关乎基因工程成败的关键步骤，一个基因表达载体的组成包括启动子．目的基因．标记基因．复制原点和终止子等。

解答：

A．启动子是转录开始的位置，是基因表达载体的必备结构，A正确；
B．终止子是转录终止的位置，也是基因表达载体的必备结构，B正确；
C．复制原点是复制的起点，是复制的起点，也是基因 表达载体的必备结构，C正确；
D．青霉素抗性基因在这里作为标记基因，可以有别的种类，故为非必需的结构，D错误。
故选D。

10．【答案】D

【解析】

试题分析：

11．【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。

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．在构建重组质粒时，需要选择相同的限制酶切割外源基因和质粒，分析图甲和图乙，质粒和外源基因中相同的限制酶是PstⅠ和HindⅢ，且两种限制酶不会破坏目的基因，并且质粒上能够保留一个完整的标记基因，A正确；
B．在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因，能保留其中的一个，B正确；
C．图甲中的质粒用BamHⅠ（一个切割点）切割后，环状DNA变为链状DNA，故其中含有2个游离的磷酸基团，C正确；
D．用PstⅠ切割后，氨苄青霉素抗性基因被破坏了，导入表达载体大肠杆菌不可以在含氨苄青霉素的培养基中生长，D错误。
故选D。

13．【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．基因枪法是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，而棉花是双叶子植物，A错误；
B．显微注射技术是将目的基因导入动物细胞的常用方法，B错误；
C．花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法，我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的，C正确；
D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞常用的方法，约80%的转基因植物都是用这种方法获得的，但是不是我国独创的，D错误。
故选C。

14．【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。

15．【答案】B

【解析】

试题分析：

分析题图：图示为基因表达载体的模式图，基因表达载体包括复制原点．启动子．终止子．标记基因（插入基因）．标记基因（抗生素抗性基因）等。

解答：

A．构建基因表达载体需要用到限制酶切割目的基因和运载体，同时需要DNA连接酶将目的基因和运载体连接，A正确；

B．不同基因表达载体的构建不一定相同，B错误；

C．启动子位于基因编码区的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位，C正确；

D．抗生素抗性基因作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因，D正确。

故选B。

16．【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。

17．【答案】A

【解析】

试题分析：

获得目的基因的方法：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③人工合成（化学合成）。

解答：

①利用mRNA逆转录形成属于获得目的基因的方法之一，即人工合成（化学合成），①正确；

②利用PCR技术扩增属于获得目的基因的方法之一，②正确；

③从基因组文库中提取属于获得目的基因的方法之一，③正确；

④目的是来自供体细胞，而不是受体细胞，④错误；

⑤人工合成是获得目的基因的方法之一，⑤正确；

⑥利用DNA转录得到的是RNA，这不是获取目的基因的方法，⑥错误。

故选A。

18．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程的操作对象是目的基因，需要用到的工具有限制酶．DNA连接酶和运载体。

解答：

A．目的基因通常不具有自我复制能力，A错误；

B．目的基因可以是能合成相关的蛋白质，如胰岛素基因，也可能是调控因子，B错误；

C．我们可以根据目的基因的碱基序列．功能．表达产物等信息，从基因文库中寻找目的基因，C正确；

D．反转录得到的目的基因与通过相关蛋白质推测出的目的基因的碱基序列不一定相同，D错误。

故选C。