沪科版 (2019)选修3三、基因工程的基本操作程序习题

【精编】三、基因工程的基本操作程序-2优选练习

一．单项选择

1．下列所示的黏性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的

A．1种 B．2种 C．3种 D．4种

2．
在生物工程中需用到多种工具酶，下列关于生物工程中酶作用的叙述，错误的是（    ）。

A． 纤维素酶可用于植物体细胞杂交    B． 胰蛋白酶可用于动物细胞培养

C． 限制性核酸内切酶只用于提取目的基因    D． DNA连接酶可用于DNA片段的拼接

3．下列关于基因工程的叙述，错误的是

A．目的基因和受体细胞均可来自动．植物或微生物

B．限制酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶

C．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

D．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性

4．
下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（   ）。

A． 基因工程又叫DNA拼接技术，所用的工具酶是限制酶．DNA连接酶和运载体

B． 所有的限制性核酸内切酶识别同一种特定的核苷酸序列

C． 形成重组质粒时，用DNA连接酶将碱基通过氢键连接

D． 基因工程育种能克服生殖隔离且定向改变生物性状

5．基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。下列关于基因工程的叙述错误的是

A．基因工程所用的基因“剪刀”不具有专一性

B．利用基因工程培育新品种，能定向改造生物性状

C．质粒．噬菌体和动植物病毒等是基因工程常用的运载体

D．利用基因工程生产的药物有胰岛素．干扰素和疟疾的疫苗等

6．下列有关基因工程基本工具的叙述，错误的是

A．DNA连接酶与限制酶作用的化学键相同

B．限制酶可以对烟草花叶病毒的核酸进行切割

C．运载体质粒的复制和表达也遵循中心法则

D． E.coliDNA连接酶来自大肠杆菌，只能连接黏性末端

7．限制酶 BamHⅠ和 BglⅡ是两种常见的工具酶，它们的识别序列及切割位点依次为 G↓GATCC和A↓GATCT。研究中用BamHⅠ切割DNA获得目的基因，用BglⅡ切割质粒，并连接得到重组质粒。相关叙述正确的是  （     ）

A．限制酶切开的是磷酸二酯键，DNA连接酶催化氢键的形成

B．目的基因经BamHⅠ切割后形成的黏性末端是﹣CTAGG

C．分别用BamHⅠ．BglⅡ两种酶切割，保证了目的基因定向插入质粒

D．经两种限制酶处理并连接得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别

8．
下图表示构建重组DNA分子的过程，其中a．b．c．d 代表不同的结构或物质。下列有关说法错误的是（    ）。

A． a的本质是双链环状DNA

B． b能够识别和切割特定的核苷酸序列

C． c是具有缝合DNA片段作用的DNA聚合酶

D． 可用聚合酶链式反应(PCR)扩增d

9．下图是某DNA片段，下列有关该图的叙述中，错误的是

A．②③④组成DNA的基本组成单位

B．⑥在DNA中特定排列顺序可代表遗传信息

C．某限制性内切酶可选择①作为切点

D．DNA连接酶可连接⑤处断裂的化学键

10．下列关于载体的叙述中，错误的是

A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子

B．在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的

C．目前常用的载体有质粒．λ噬菌体的衍生物和动植物病毒

D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割

11．
工具酶在基因工程技术中占有重要地位，下列有关各种工具酶的特性或应用的说法中错误的是（    ）。

A． cDNA文库的构建需要使用逆转录酶

B． Taq酶的最适温度通常处于70—75℃的范围内

C． DNA连接酶可催化单个脱氧核苷酸与DNA片段相连

D． 限制酶能特异性识别和切割双链DNA中的核苷酸序列

12．
基因工程技术也称为DNA重组技术，下列有关基因工程的说法错误的是(　　）。

A． 基因工程的基本原理是基因重组    B． 基因工程常用的工具酶有限制酶．DNA连接酶和运载体

C． 基因工程可以定向改造生物的性状    D． 基因工程常用的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒

13．科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素的前体物质胰岛素原。其操作的基本过程如图所示，据图分析正确的是（    ）

A．过程3．4．10中均要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶

B．8上应带有标记基因，便于筛选导入目的基因的受体细胞

C．7和6的黏性末端碱基之间的连接需要Taq酶催化

D．实现过程10的理论基础是所有生物都共用一套密码子

14．
在基因工程操作中,限制性核酸内切酶是不可缺少的工具酶。下列有关限制性核酸内切酶的叙述,错误的是(   ）。

A． —种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列

B． 限制性核酸内切酶的活性受温度和PH等因素的影响

C． 限制性核酸内切酶可以从某些原核生物中提取

D． 限制性核酸内切酶也可以识别和切割RNA

15．某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是

A．①② B．③④ C．①③ D．②④

16．下列哪项不是基因工程中用作目的基因的运载体

A．细菌质粒 B．噬菌体

C．动植物病毒 D．细菌核区的DNA

17．2018年11月26日世界首例基因编辑婴儿诞生，在国际上引发热议。近年诞生的具有划时代意义的 CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单．准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(如下图)。下列相关叙述正确的是

A．若链剪切点附近序列为 －TCCAGAATC－，则相应的识别序列为－AGGUCUUAG－

B．向导RNA的基本组成单位是脱氧核苷酸

C．向导RNA可在DNA聚合酶催化下合成

D．Cas9蛋白可以打开磷酸二酯键

18．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．限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸

C．运载体的化学本质与载体蛋白相同

D．DNA连接酶可催化游离的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

【分析】

解答此题只需根据限制酶的特性解答即可，一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列。

【详解】

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，从而形成两个相同的黏性末端。图中四个黏性末端均不相同，因此是由四种限制性内切酶切割形成的。故选D。

2．【答案】C

【解析】

据题文和选项的描述可知：该题考查学生对植物体细胞杂交技术．动物细胞培养技术．DNA重组技术的基本工具的相关知识的识记和理解能力。

在植物体细胞杂交过程中，可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确；在动物细胞培养过程中，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理剪碎的动物组织，使其分散成单个细胞，B正确；限制性核酸内切酶可用于提取目的基因和切割运载体，C错误；DNA连接酶可将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，因此可用于DNA片段的拼接，D正确。

3．【答案】C

【解析】

【分析】

考点是基因工程，涉及目的基因的获取．工具．原核细胞和真核细胞的差异等，属于基本知识的考查。

【详解】

目的基因可以来自于任何含DNA的生物，受体细胞可以来自于任何细胞生物，A正确.

限制酶是基因工程的剪刀，DNA连接酶是基因工程的针线，是常用的工具酶，B正确.

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

胰岛素在内质网．高尔基体等细胞器中加工后才有生物活性，大肠杆菌没有这些细胞器，D正确.

4．【答案】D

【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。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。

基因工程的工具酶包括限制酶和DNA连接酶，而质粒等运载体不属于工具酶，A错误；限制性核酸内切酶具有特异性，一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列并在特定的位点进行切割，B错误；所有的DNA连接酶都只能“缝合”双链DNA片段之间形成磷酸二酯键，C错误；基因工程育种能克服生殖隔离，并且能定向改变生物性状，D正确。

5．【答案】A

【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，在体外构建杂种的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】

基因工程所用的基因“剪刀”是限制酶，具有专一性，A错误；基因工程育种能够定向改造生物性状，B正确；基因工程常用的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等，C正确；利用基因工程生产的药物有胰岛素．干扰素．白细胞介素．溶血栓剂．凝血因子和疟疾的疫苗等，D正确。

6．【答案】B

【解析】

【分析】

基因工程的基本操作工具有限制酶．DNA连接酶和基因的载体三种，限制酶具有特异性，识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点进行切割，限制酶切割得到的有黏性末端或平末端。

【详解】

DNA连接酶与限制酶都作用在磷酸二酯键上，A正确。烟草花叶病毒的核酸是RNA，限制酶切割的是DNA，B错误。质粒是一种小型环状DNA分子，其复制和表达的过程也遵循中心法则，C正确。E. coliDNA连接酶是从大肠杆菌中分离获得的，它只能连接黏性末端，D正确。

7．【答案】D

【解析】

【来源】天津市七校（静海一中，杨村中学，宝坻一中，大港一中等）2019届高三上学期期中联考生物试题

【分析】

限制酶和连接酶都是作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

【详解】

A．限制酶作用DNA过程中将DNA双链上特定的磷酸二酯键断开，DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，错误；

B．目的基因经BamHⅠ切割后形成的黏性末端是GATC，错误；

C．用两种限制酶切割由于形成的黏性末端相同，因此并不能保证目的基因定向插入质粒，错误；

D．经两种酶处理得到的重组质粒不能再被这两种酶所识别，因为重组后的核苷酸序列都和它们所识别的序列不同，正确。

故选D。

8．【答案】C

【解析】

据题文的描述和图示分析可知：该题考查学生对基因工程的相关知识的识记和理解能力，以及识图分析能力。

分析图示可知，a为质粒，其本质是双链环状DNA，A正确；b为限制酶，能够识别和切割特定的核苷酸序列，B正确；c为DNA连接酶，连接缝合目的基因和载体质粒之间的缝隙，使两者之间形成磷酸二酯键，C错误；d为目的基因，可用聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因，D正确。

9．【答案】D

【解析】

【分析】

DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，图示中①为两个脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键，②为磷酸，③为脱氧核糖，④为含氮碱基胞嘧啶，②③④构成一个基本单位脱氧核糖核苷酸，⑤为氢键，⑥为碱基之间构成的碱基对。遗传信息是指碱基对的排列顺序。

【详解】

DNA的基本组成单位是4种脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸又由一分子碱基（如④）．一分子磷酸（②）．一分子脱氧核糖（③）构成，A正确；⑥是碱基对，碱基对在DNA中特定的排列顺序可代表遗传信息，B正确；在基因工程中，限制酶能识别DNA中特定的核苷酸序列并在特定位点的两核苷酸之间切割，使磷酸二酯键断裂而形成末端，C正确；DNA连接酶可将DNA双链被限制酶切断的磷酸二酯键（如①）重新形成，D错误。

故选D。

10．【答案】D

【解析】

【分析】

载体的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切点；具有标记基因。

【详解】

用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起，形成的DNA分子称为重组DNA分子，A正确；常用的载体有质粒．λ噬菌体的衍生物．动植物病毒等，其中在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的，B．C正确；标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，D错误。故选D。

11．【答案】C

【解析】

DNA连接酶与限制性核酸内切酶的比较：

DNA连接酶与DNA聚合酶的比较：

cDNA文库的构建需要使用逆转录酶，A正确；Taq酶能耐高温，最适温度通常处于70—75℃的范围内，B正确；DNA连接酶可催化DNA片段与DNA片段相连，C错误；限制酶能够识别双链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，D正确。

12．【答案】B

【解析】

据题文和选项的描述可知：该题考查学生对基因工程的相关知识的识记和理解能力。

基因工程的基本原理是人为的基因重组，A正确；基因工程常用的工具酶有限制酶．DNA连接酶，运载体不属于工具酶，B错误；通俗地说，基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的性状，C正确；基因工程常用的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒，D正确。

13．【答案】B

【解析】

【分析】

根据题意和图示分析可知：图中2．5．3．7表示获得目的基因的过程；1是大肠杆菌；4是质粒；8表示基因表达载体的构建过程；10表示将目的基因导入受体细胞的过程；11表示重组质粒随大肠杆菌的繁殖而进行扩增。

【详解】

过程3．4中均要使用限制性核酸内切酶，10两种酶都不用，A错误；8上应带有标记基因，便于筛选导入目的基因的受体细胞，B正确；7和6的黏性末端碱基之间的连接需要DNA连接酶催化，C错误；10表示将目的基因导入受体细胞的过程，需用Ca2+处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，D错误。

14．【答案】D

【解析】

考点是基因工程的工具-限制酶，考查其来源和作为酶的特点，以考查知识间的相互联系。

限制性核酸内切酶只能识别并且切割特定的DNA序列。酶容易受到温度和pH等环境因素的影响。限制性核酸内切酶可以在原核生物中提取。选D，

15．【答案】B

【解析】

【分析】

限制性核酸内切酶是基因工程中必须的工具酶，限制酶能够识别双链DNA分子中的特定的核苷酸序列，并且使每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。相同的限制酶形成的粘性末端相同。

【详解】

选项①中产生的粘性末端不同，识别序列也不同，因此不是同一种限制酶切割形成的；选项②中将平末端连接，上半条链为GGAT，下半条链为ATCC碱基序列不同，不是由同种限制酶切割产生的；选项③中连接平末端，上半条链为AGCT，下半条链为AGCT，序列相同，是由同种限制酶切割；选项④两个粘性末端相同，连接形成的碱基序列也相同，是由同种限制酶切割获得。因此符合题意的选项为③④，选择B选项。

16．【答案】D

【解析】

【分析】

常用的运载体主要有两类：一类是细菌细胞质的质粒，它是一种相对分子质量较小．独立于染色体DNA之外的环状DNA，质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制。另一类运载体是噬菌体或动植物病毒等。

【详解】

细菌质粒是基因工程中常用的运载体，A正确；噬菌体可以作为基因工程的运载体，B正确；动植物病毒也可以作为基因工程的运载体，C正确；细菌核区的DNA不能作为基因工程的运载体，D错误。

17．【答案】D

【解析】

【分析】

本题考查了基因表达．基因工程的相关知识，意在考查学生的理解和应用所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

【详解】

由于α链与识别序列的互补链序列相同，故两链碱基相同，只是其中T与U互换，及α链剪切位点附近序列为…TCCAGAATC…则相应的识别序列为…UCCAGAAUC…，A错误；向导RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，B错误；向导RNA可在RNA聚合酶催化下合成，C错误；限制性核酸内切酶可以切割磷酸二酯键，即核酸内切酶Cas9可以打开磷酸二酯键，D正确；故正确的选D。

18．【答案】B

【解析】

【分析】

限制酶能够识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，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；DNA连接酶是在两个具有相同末端的DNA片段之间形成磷酸二酯键；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。

【详解】

A. 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子，既可以切割目的基因又可以切割质粒，体现酶的专一性，A错误；

B. 限制酶能识别并切割DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，故不能切割烟草花叶病毒的核酸，B正确；

C. 运载体的化学本质是环状的DNA，而细胞膜上载体的化学本质是蛋白质，C错误；

D. DNA连接酶可催化DNA片段之间形成磷酸二酯键，D错误。