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堂作业含答案3

【名师】第三节基因工程的操作程序-3课堂练习

一．单项选择

1．科学家利用下列哪种生物作为载体治疗遗传性囊性纤维病的

A．噬菌体 B．腺病毒 C．烟草花叶病毒 D．SARS病毒

2．下列基因工程操作步骤中，未发生碱基互补配对的是

A．以mRNA为模板人工合成目的基因 B．目的基因与质粒结合

C．重组质粒导入受体细胞 D．目的基因的表达

3．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．标记基因．启动子．终止子

②基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤

③有了启动子才能驱动基因转录出mRNA，终止子的作用是使转录在所需要的地方停止

④启动子就是起始密码子， 终止子就是终止密码子

A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

4．下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是

A．需要限制酶和DNA连接酶 B．必须在细胞内进行

C．抗生素抗性基因可作为标记基因 D．启动子位于目的基因的首端

5．下图为基因工程中目的基因的获取示意图，不正确的是（    ）

A．③表示PCR技术，用来扩增目的基因

B．若获取的目的基因相同，则图中基因组文库小于cDNA文库

C．要从基因文库中得到所需的目的基因可以根据目的基因的相关信息

D．若基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过化学方法直接人工合成获取

6．若要利用某目的基因（见图甲）和质粒载体（见图乙）构建重组 DNA（见图丙），限制性核酸内切酶的酶切位点分别是 BglⅡ（A↓GATCT）．EcoRⅠ（G↓AATTC）和 Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析合理的是（    ）

A．用 EcoRⅠ切割目的基因和质粒载体

B．用 BglⅡ和 EcoRⅠ切割目的基因和质粒载体

C．用 BglⅡ和 Sau3AⅠ切割目的基因和质粒载体

D．用 EcoRⅠ和 Sau3AⅠ切割目的基因和质粒载体

7．基因工程的正确操作步骤是（ ）

① 目的基因与运载体相结合  ② 将目的基因导入受体细胞

③ 检测目的基因的表达       ④ 提取目的基因

A．③④②① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②

8．作为基因的运输工具——运载体，必须具备的条件之一及理由是

A．能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，以便提供大量的目的的基因

B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达

C．具有某些标记基因，以便目的基因能够与让结合

D．它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存

9．下列有关基因表达载体的叙述，不正确的是（    ）

A．具有复制原点，使目的基因能在受体细胞内扩增

B．具有启动子，作为核糖体识别和结合的部位

C．具有标记基因，有利于重组DNA的鉴定和选择

D．具有目的基因，以获得特定的基因表达产物

10．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。下列有关说法不正确的是 

A．X是能合成胰岛素的细菌细胞

B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点

C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶

D．该细菌的性状被定向改造

11．将人的胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌细胞中制备工程菌，使其能大量合成人的胰岛素，用来治疗糖尿病等疾病。下列相关说法错误的是（    ）

A．“嫁接”了胰岛素基因的工程菌的遗传性状发生了改变

B．上述“嫁接”过程可采用未经灭活处理的T2噬菌体作为运载体

C．人的胰岛素基因可取自人的胰岛A细胞

D．限制酶和DNA酶均作用于磷酸二酯键

12．

13．科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过基因工程的方法，将 a 转入马铃薯中，经检测发现 Amy 在成熟块茎细胞中存在。这一过程涉及（    ）

A．目的基因进入受体细胞后，随着马铃薯的 DNA 分子的复制而复制并传给子代细胞

B．基因 a 导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径

C．目的基因不需要整合到马铃薯的 DNA 分子中

D．目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞

14．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在一70℃条件下保存半年，这属于蛋白质工程的范畴。下列相关说法错误的是（    ）

A．蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质

B．蛋白质工程生产干扰素的过程不遵循中心法则

C．对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现

D．蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因

15．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。相关叙述不正确的是

A．该技术将导致定向的变异 B．受精卵是理想的受体细胞

C．垂体分泌的催乳素能促进抗体的产生 D．可采用人工合成法获得目的基因

16．基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段时需使用   (　　)

A．同种限制酶 B．两种限制酶

C．同种DNA连接酶 D．两种DNA连接酶

17．下图中显示含目的基因的DNA片段．限制性核酸内切酶MunⅠ和EcoRⅠ的识别序列（其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的切割位点）．四种质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是

A．①④ B．②③ C．① D．③

18．图l表示含有目的基因D的DNA片段和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列．现有MspI．BamHI．MboI．SmaI四种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为：C↓CGG，G↓GATCC．↓GATC．CCC↓GGG．下列分析中正确的是（　　）

A．若用限制酶MspI完全切割图1中DNA片段，会破坏2个磷酸二酯键

B．若图1用限制酶SmaI完全切割后会产生4种不同的DNA片段

C．若切割图2中的质粒以便拼接目的基因D应选择限制酶BamHI和MboI

D．导入含有目的基因D的重组质粒的细菌在添加抗生素A和B的培养基上不能存活

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】1994年美国科学科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织中，故选B。

2．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。其中人工合成法获取目的基因．基因表达载体的构建和目的基因的检测都需要遵循碱基互补配对原则，据此答题。

解答：

A．以mRNA为模板人工合成目的基因的过程需要进行逆转录过程，该过程中发生了碱基互补配对，A错误；
B．目的基因与运载体的结合时，黏性末端重组需要遵循碱基互补配对原则，B错误；
C．将目的基因导入受体细胞时不需遵循碱基互补配对原则，C正确；
D．基因表达包括转录和翻译两个过程，这两个过程都需要遵循碱基互补配对原则，D错误。
故选C。

3．【答案】A

【解析】

试题分析：

基因表达载体的构建：

4．【答案】B

【解析】

试题分析：

解答：

构建基因表达载体时需要用限制酶对目的基因和运载体进行切割，然后用DNA连接酶进行连接，A正确；构建基因表达载体是在细胞外进行的，B错误；抗生素抗性基因可以作为标记基因，C正确；基因表达载体的组成有启动子．目的基因．终止子和标记基因，启动子位于目的基因的首端，D正确。故选：B。

5．【答案】B

【解析】

PCR技术是体外进行DNA复制的技术，可用来扩增目的基因，A项正确；基因组文库含有一种生物的全部基因，cDNA文库只含有一种生物的部分基因，基因组文库大于cDNA文库，B项错误；可以根据目的基因的核苷酸序列．功能等信息从基因文库中得到所需的目的基因，C项正确；人工合成目的基因的前提是基因比较小，且核苷酸序列已知，D项正确。

6．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：用EcoRI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；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；用Bg1I和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性未端，可能会发生反向连接；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，防止发生方向连接，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。

解答：

A．用EcoRI切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性未端，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，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。

7．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。

解答：

基因工程中，首先需要④提取目的基因；获得目的基因后，利用限制酶和DNA连接酶将①目的基因与运载体结合；构建基因表达载体后，②将目的基因导入受体细胞；基因工程操作是否成功需要最后一步，即③目的基因的检测与鉴定，故正确顺序为④①②③。ABD错误，C正确。故选C。

8．【答案】A

【解析】作为运载体必须具备的条件是：一是在宿主细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制，即能在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因，A项正确，D项错误；二是具有一个至多个限制酶切点，以供外源DNA片段（目的基因）插入其中，B项错误；三是具有某些标记基因，以便供重组DNA的鉴定和选择，C项错误。

9．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因表达载体包括目的基因．启动子．终止子以及标记基因等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。终止子位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的DNA短片段，使转录在所需要的地方停止下来。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，如抗生素抗性基因。

解答：

A．基因表达载体具有复制原点，使目的基因能在受体细胞内扩增，A正确；

B．基因表达载体具有启动子，是RNA聚合酶识别和结合的部位，B错误；

C．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，如抗生素抗性基因。所以基因表达载体具有标记基因，有利于重组DNA的鉴定和选择，C正确；

D．基因表达载体具有目的基因，以获得特定的基因表达产物，D正确。

故选B。

10．【答案】C

【解析】

试题分析：根据题意和图示分析可知：重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入到受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。故C不正确。

11．【答案】B

【解析】

试题分析：

将人的胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌细胞中采用的是基因工程技术，该技术能定向改造生物的遗传性状。基因工程目前常用的运载体有质粒．噬菌体．动植物病毒等，所使用的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶。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。T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。人的不同体细胞都是由同一个受精卵经过细胞分裂和细胞分化形成，因此都含有相同的基因，但人的胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达。DNA酶能够催化DNA水解为脱氧核苷酸。

解答：

A．“嫁接”采用了基因工程技术，导致“嫁接”了胰岛素基因的工程菌的遗传性状发生了改变，A正确；

B．T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，“嫁接”过程可采用经灭活处理的T2噬菌体作为运载体，B错误；

C．人的胰岛A细胞含有人的胰岛素基因，C正确；

D．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，DNA酶能够催化DNA水解，因此限制酶和DNA酶均作用于磷酸二酯键，D正确。

故选B。

12．【答案】

【解析】植物组织培养过程不需要用纤维素酶和果胶酶处理，A正确；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，发生的是染色体数目变异，B错误；X与Y两个细胞进行杂交，形成杂种细胞，发育成基因型为AAaa的杂种植株是可育的，C错误；如果X与Y细胞所含蛋白质种类有明显差异，其根本原因是基因的选择性表达，导致信使RNA不同，从而形成的蛋白质不同，D正确。

故选AD．

13．【答案】A

【解析】

试题分析：

本题考查基因工程的原理及技术，要求考生识记基因工程的原理及基本操作步骤。基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤（3）将目的基因导入受体细胞（4）目的基因的检测与鉴定。

解答：

A．目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达，A正确；
B．基因a导入成功后，将改变马铃薯原有的代谢，开辟新的代谢途径，但并没有抑制原基因表达，B错误；
C．目的基因需要整合到马铃薯的DNA分子中，C错误；
D．目的基因来自细菌，一般需要通过运载体导入受体细胞，D错误。
故选A。

14．【答案】B

【解析】A．根据以上分析可知，蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质，A正确；

B．蛋白质工程生产干扰素的过程仍然遵循中心法则，B错误；

C．由于基因指导蛋白质的合成，因此对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现，C正确；

D．根据以上分析可知，蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因，D正确。

故选B。

15．【答案】C

【解析】

基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞，从而定向改造生物的性状，导致定向变异，A正确；将目的基因导入动物细胞中，受体细胞是受精卵，B正确；催乳素没有促进抗体分泌的功能，C错误；获得目的基因的方法有从基因文库中获取．化学方法人工合成等，D正确。

16．【答案】A

【解析】

试题分析：

17．【答案】D

【解析】

据图分析，目的基因有EcoRⅠ的识别位点，而质粒①不含该限制酶切点，错误；质粒②含该限制酶切点，但是标记基因被破坏，错误；质粒③含该限制酶切点，且是标记基因没有被破坏，正确；质粒④不含标记基因，错误。故选D。

18．【答案】D

【解析】

试题分析：

图1中DNA片段含有2个限制酶SmaⅠ切割位点，若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，能产生2个平末端，产生三种DNA片段，基因D两侧序列为GGATCC，可被限制酶BamHⅠ切割；图2中：质粒含有CCGG序列．GGATCC序列和GATC序列，其中CCGG序列可被限制酶MspⅠ切割，GGATCC序列和GATC序列可被限制酶MboⅠ切割，用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因，但没有破环抗生素B抗性基因，因此含有重组质粒的大肠杆菌能抗抗生素B，但不能抗抗生素A。

解答：

图1中DNA片段含有2个限制酶MspI切割位点，若用限制酶MspI完全切割图1中DNA片段，会破坏4个磷酸二酯键，A错误；图1中DNA片段含有2个限制酶SmaⅠ切割位点，若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，能产生2个平末端，产生3种不同的DNA片段，B错误；目的基因两侧是GGATCC序列，质粒上也有该碱基序列，该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列，若用MboI切割，则会将质粒定的两个标记基因都破坏，因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒，应选用限制酶BamHⅠ切割，C错误；用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因，但没有破环抗生素B抗性基因，因此含有重组质粒的大肠杆菌能抗抗生素B，不能抗抗生素A，因此在添加抗生素A和B的培养基上不能存活，D正确。