人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具精品精练

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3.1 重组DNA技术的基本工具

一、单选题
1. 下列关于基因工程的相关叙述，错误的是
A. 基因工程的实质是基因重组
B. 基因工程中需要的酶只有限制酶和DNA聚合酶
C. 质粒和噬菌体等都可以作为基因工程的运载体
D. 利用基因工程可培育转基因奶牛、生产胰岛素等
【答案】B
【解析】
A.基因工程的实质是基因重组，A正确；
B.基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，B错误；
C.质粒、噬菌体以及动植物病毒等都可以作为基因工程的运载体，C正确；
D.利用基因工程可培育转基因奶牛、生产胰岛素等，D正确。
2. 下列关于基因工程的叙述，错误的是
A. 基因工程的基本工具是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体
B. 重组质粒的形成是在细胞内完成的
C. 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
D. 基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品种
【答案】B
【解析】
A.基因工程的工具包括：限制酶、DNA连接酶、运载体，其中常使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，A正确；
B.重组质粒的形成是在细胞外完成的，B错误；
C.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达，需要进行检测和鉴定，C正确；
D.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，基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品种，D正确。
3. 下列有关基因工程的叙述，正确的是（    ）
A. 基因工程育种的原理是基因突变，基因工程需要限制酶、DNA连接酶等多种酶参与
B. 必须用同一种限制酶切割目的基因和运载体才能得到相同的黏性末端
C. 质粒常作为基因工程的运载体，是存在于细菌和酵母菌等生物细胞中的一种细胞器
D. 细菌细胞内的基因可在植物细胞内表达是因为所有生物共用一套密码子
【答案】D
【解析】
A.基因工程育种的原理是基因重组，基因工程需要限制酶、DNA连接酶等多种酶参与，A错误；
B.不同种限制酶切割目的基因和运载体，也可能得到相同的黏性末端，B错误；
C.质粒常作为基因工程的运载体，是存在于细菌和酵母菌等生物细胞中的小型环状DNA分子，C错误；
D.密码子具有通用性，所以细菌细胞内的基因可在植物细胞内表达，D正确。  
4. 下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法错误的是（    ）
A. X是能合成胰岛素的细菌细胞
B. 质粒应具有一个或多个限制酶切点
C. 基因与载体的重组只需要DNA连接酶
D. 该细菌的性状被定向改造
【答案】C
【解析】
A.X是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的，含有胰岛素基因，因此能合成胰岛素，A正确；
B.质粒通常有一个至多个标记基因和一个至多个限制酶切点，这样便于目的基因的插入和筛选含有重组DNA的细胞，B正确；
C.基因与运载体的重组除了需要DNA连接酶，还需要限制酶，C错误；
D.基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是采用基因工程技术培育形成的，所获得外源基因能够表达，因此其性状已被定向改造，D正确。
5. 下列有关基因工程的叙述中，不正确的是（　　）
A. 基因工程可以定向改变生物的性状
B. 基因的“剪刀”识别特定的DNA序列并在特定的位点切割DNA分子
C. 基因的“针线”能缝合由同种限制酶切割产生的黏性末端
D. 基因的运载体质粒只能从原核生物的细胞里获得
【答案】D
【解析】
A、基因工程可以按照人们的意愿定向改造生物的性状，A正确；
B、基因的“剪刀”识别特定的DNA序列并在特定的位点切割DNA分子，B正确；
C、基因的“针线”能缝合由同种限制酶切割产生的黏性末端，形成磷酸二酯键，C正确；
D、基因的运载体质粒主要从原核生物的细胞里获得，D错误。
6. 下列关于基因工程的叙述，正确的是（）
A. 基因工程的生物学原理是基因突变
B. 基因工程的常用工具酶有限制酶、DNA连接酶和运载体
C. 整个过程都在细胞外进行
D. 通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状
【答案】D
【解析】
A.基因工程的生物学原理是基因重组，A错误；
B.基因工程的常用工具酶有限制酶和DNA连接酶，运载体是基因工程的工具，但不是酶，B错误；
C.基因工程中目的基因的表达是在细胞内进行的，但基因表达载体的构建是在细胞外完成的，C错误；
D.通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状，D正确。
7. 基因工程技术也称DNA重组技术，其实施必需具备四个必要的条件是
A. 工具酶、目的基因、运载体、受体细胞
B. 重组DNA、RNA聚合酶、限制酶、连接酶
C. 模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞
D. 目的基因、限制酶、运载体、体细胞
【答案】A
【解析】
A..限制酶和DNA连接酶属于工具酶，另外运载体、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衍生物，因此质粒不是基因工程中必须的，C错误；
D.目的基因、限制性核酸内切酶、运载体是基因工程必需具备的条件，但受体细胞不一定是体细胞，D错误；
8. 下列有关基因工程说法中，不正确的是
A. 基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向地改造生物，培育出新品种
B. 基因工程的操作步骤包括提取目的基因、目的基因与运载体结合和导入目的基因
C. 基因工程中的工具酶是限制酶和DNA连接酶；常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等
D. 对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等必须严加管制
【答案】B
【解析】
A.基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向地改造生物，培育出新品种，A正确；
B.基因工程的操作步骤包括提取目的基因、目的基因与运载体结合、导入目的基因以及目的基因的检测与鉴定四步，B错误；
C.基因工程中的工具酶是限制酶和DNA连接酶；常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，C正确；
D.对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等必须严加管制，以防止污染环境，D正确。
9. 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、图 2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列说法正确的是（    ）
A. 重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和运载体
B. 只有用同种限制酶切割 DNA 产生的粘性末端才能互补
C. 用图中质粒和外源基因 DNA 构建重组质粒，可使用 SmaⅠ切割
D. 使用 EcoRⅠ同时处理质粒和外源 DNA，可能会发生质粒或者目的基因的自身环化
【答案】D
【解析】
A.重组 DNA 技术中常用的工具酶有限制酶和DNA连接酶，运载体不属于工具酶，A错误；
B.可用同种限制酶切割DNA 产生互补的粘性末端，也可用双酶切法切割DNA产生互补的粘性末端，B错误；
C.若使用SmaⅠ切割质粒和外源基因DNA 会导致质粒中抗生素抗性基因（标记基因）和目的基因被破坏，C错误；
D.使用 EcoRⅠ同时处理质粒和外源DNA，可能会产生质粒与质粒的结合、目的基因与目的基因的结合即自身环化，D正确。
10. 下列关于基因工程说法，正确的是（）
A. 基因工程的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体
B. 质粒是基因工程中唯一的载体
C. 基因工程的理论依据是基因突变
D. 载体必须具备的条件之一是具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接
【答案】D
11. 玫瑰有 5000 多年的人工栽培历史，迄今已培育出 2500 多个品种。玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物 3,5—氢氧化酶”的基因，因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。但科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，这株玫瑰的花瓣中所含的色素为蓝色。下列有关叙述正确的是
A.    蓝玫瑰花瓣细胞内含有 4 种碱基、8 种核苷酸
B.     培育蓝玫瑰用到的工具是限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶
C. 蓝色素基因在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素
D. “嫁接”了蓝色素基因的蓝玫瑰的遗传性状发生了定向改变
【答案】D
【解析】
A.蓝玫瑰花瓣细胞内含有5种碱基、8种核苷酸，A错误；
B.培育蓝玫瑰用到的技术是转基因技术，所以需要的工具是限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，B错误；
C.基因的表达具有选择性，所以蓝色素基因在玫瑰的花瓣细胞中能选择的表达出酶，酶催化了成蓝色翠雀花素的合成，该转基因植物的其他细胞一般没有表达蓝色素基因，C错误；
D.“嫁接”了蓝色素基因的过程能按照人们的意愿定向改变生物的遗传性状，D正确。
12. 下列关于基因工程技术的叙述，不正确的是( )
A. 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B. 某限制酶能识别GAATTC序列并在G和A之间切开利用了酶的专一性
C. 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D. 成功将抗虫基因导入棉花后产生的变异属于基因重组
【答案】A
13. 下列关于基因工程的叙述中，正确的是 ( )
A. DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键相同
B. DNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别，无专一性催化特点
C. 受体细菌若能表达质粒载体上的抗性基因，即表明重组质粒成功导入
D. 培育转基因油菜，需用氯化钙处理受体细胞利于目的基因的导入
【答案】A
【解析】
A.DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键都是磷酸二酯键，A正确；
B.具有相同的黏性末端的DNA才能用DNA连接酶连接、说明DNA连接酶有专一性催化特点，B错误；
C.受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因表明重组质粒或普通质粒成功导，C错误；
D.将目的基因导入受体细胞用农杆菌转化法、不要用氯化钙处理，D错误。​
14. 下列有关基因工程和酶的相关叙述，正确的是（）
A. 同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性
B. 运载体的化学本质与载体蛋白相同
C. 限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸
D. DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
【答案】C
【解析】
A.限制酶能识别特定的核苷酸序列，具有专一性，故A错误；
B.运载体的化学本质是DNA分子，而载体蛋白的化学本质是蛋白质，故B错误；
C.限制酶能切割DNA分子，而烟草花叶病毒的核酸是RNA分子，故C正确；
D.DNA连接酶可以连接被限制酶切割开的核苷酸之间的磷酸二酯键，不催化氢键的形成，故D错误。
15. 下列有关基因工程技术的叙述，正确的是( )
A. 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B. 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C. 质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中
D. 只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
【答案】C
16. 在基因工程中，常用的工具酶是
A. DNA解旋酶、DNA连接酶、限制酶
B. DNA聚合酶、DNA解旋酶、DNA连接酶、限制酶、运载体
C. DNA连接酶、限制酶
D. DNA连接酶、限制酶、运载体
【答案】C
【解析】
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。由此可见，DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）--分子“剪刀”，DNA连接酶--分子“针线”，质粒、动植物病毒或噬菌体--运载体。在基因工程中，常用的工具酶是DNA连接酶、限制酶。综上所述，C正确，ABD错误。
17. 下列有关基因工程的叙述，错误的是
A. DNA 连接酶可将两个游离的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接
B. 通常采用抗生素抗性基因作为标记基因检测目的基因是否导入
C. 质粒作为常见的载体，是在天然质粒的基础上进行人工改造的
D. 通常选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌细胞繁殖快
【答案】A
【解析】
A.DNA连接酶能连接两个脱氧核苷酸片段，形成磷酸二酯键，A错误；
B.通常采用抗生素抗性基因作为标记基因检测目的基因是否导入，B正确；
C.质粒作为常见的载体，是在天然质粒的基础上进行人工改造的，C正确；
D.细菌繁殖快、易培养、遗传物质少，常用作受体细胞，D正确。
18. 目前科学家把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入到棉花细胞中，在棉花细胞中抗虫基因经过修饰后得以表达。下列叙述的哪一项不是这一先进技术的理论依据( )
A. 所有生物共用一套遗传密码子
B. 基因能控制蛋白质的合成
C. 苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成
D. 苏云金芽孢杆菌与棉花可共用相同的mRNA和tRNA
【答案】D
【解析】
A、自然界所有生物共用一套遗传密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达，A正确；
B、基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，B正确；
C、不同生物的基因具有相同的结构和化学组成（都是由四种脱氧核苷酸构成），因此不同种生物的基因能连接起来，C正确；
D、苏云金芽孢杆菌与棉花含有相同的tRNA，但所含mRNA不同，D错误。
二、识图作答题
19. 下图为培育转基因抗虫棉的设计思路，请据图回答问题：
 
（1）该设计思路的优点是筛选出的目的植株为______________。
（2）构建重组质粒时，需要使用的限制酶是______________，还需要使用的工具酶是__________。
（3）图中过程①获取的完整的重组质粒，除了图中标出的特殊DNA片段外，还应该有________等部分；过程②常用的方法是____________；过程③常用的试剂为______________；培育获取棉株2采用的生物学技术是_______________________。
（4）为检测棉株3的抗虫特性，常使用的方法是__________________________。
【答案】
（1）纯合子
（2）EcoRⅠ和BamHⅠ； DNA连接酶
（3）标记基因（和复制原点）；农杆菌转化法；秋水仙素；植物组织培养
（4）接种害虫，观察棉株是否有抗虫能力
【解析】
（1）筛选出的目的菌株是纯合子，自交不发生性状分离。
（2）选限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ是因为能把目的基因剪下来，而SmaⅠ会把目的基因剪断，除了限制酶还需要DNA连接酶。
（3）重组质粒除了目的基因外，还应该有标记基因等；导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法；使植物染色体加倍的常用试剂为秋水仙素；把植物细胞培养成植物的技术是植物组织培养。
（4）检测棉株抗虫特性，常常接种害虫，观察棉株是否具有抗虫能力。
20. 如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图。请据图回答下列问题：

（1）a代表的物质和质粒的化学本质都是________，二者还具有其他共同点，如①________________，②________________。
（2）若质粒DNA分子的黏性末端为（），则与之连接的目的基因黏性末端应为________________；可使用________________把质粒和目的基因连接在一起。
（3）氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为________________，其作用是________________。
（4）下列常在基因工程中用作载体的是________（填选项字母）。
A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B．土壤农杆菌环状RNA分子
C．大肠杆菌的质粒
D．动物细胞的染色体
【答案】
（1）DNA；能够自我复制；具有遗传效应
（2） ； DNA连接酶
（3）标记基因；供重组DNA的鉴定和筛选
（4）C
【解析】
（1）a代表的物质是拟核中的DNA分子，质粒是细胞质中的DNA分子，二者都是环状DNA分子、能够自我复制、具有遗传效应、也都具有双螺旋结构等。
（2）根据碱基互补配对原则，目的基因的切割末端应为；目的基因与质粒连接需要用到DNA连接酶。
（3）质粒上的氨苄青霉素抗性基因是标记基因，可以用作目的基因（或重组质粒）是否导入的鉴定和筛选。
（4）大肠杆菌的质粒是基因工程中常用的运载体。