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随堂作业含答案2

【精挑】第三节基因工程的操作程序-2随堂练习

一．单项选择

1．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

2．用反转录法合成目的基因时，必须有（    ）参与

A．逆转录酶和DNA连接酶

B．逆转录酶和DNA聚合酶

C．限制性内切酶和DNA聚合酶

D．限制性内切酶和DNA连接酶

3．如图表示基因工程中获取目的基因的示意图，不正确的是（    ）

A．①过程需要逆转录酶

B．②过程用到的限制性核酸内切酶在从基因组文库中获取目的基因时也要用到

C．③表示 PCR 技术，用来扩增目的基因

D．若获取的目的基因相同，则图中基因组文库小于 cDNA 文库

4．建立基因文库吋，下列载体对应理由的叙述正确的是（    ）

A．大肠杆菌的质粒；具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达

B．大肠杆菌的质粒：具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合

C．大肠杆菌的质粒；能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便的目的基因能 够稳定的存在和数量的扩大

D．大肠杆菌的质粒；对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择

5．基因组文库和cDNA文库相比，基因组文库所含基因（    ）

A．种类较多 B．种类较少 C．无启动子 D．在不同物种间不能交流

6．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

7．图中 a．b．c．d 代表的结构和物质描述不正确的是（    ）

A．a 为质粒，通常存在于细菌体中。是基因工程中常的运载体

B．b 为限制酶，可识别特定的核苷酸序列，将特定位点的磷酸二酯键切开

C．c 为 DNA 连接酶，促进重组 DNA 的形成

D．d 为标记基因

8．关于目的基因的叙述，错误的是（    ）

A．目的基因不仅可以是编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子

B．可以根据基因的核苷酸序列．基因的功能等信息，从基因文库中获取目的基因

C．基因组文库中的目的基因部分可以在物种间进行基因交流

D．PCR技术不能从一个完整的DNA分子上获取目的基因片段

9．下列有关基因组文库和cDNA文库的叙述，正确的是（    ）

A．构建基因组文库和cDNA文库时都要使用逆转录酶

B．cDNA文库中只有部分基因才能在不同的物种间交流

C．构建cDNA文库前要提取生物发育过程中某个时期的mRNA

D．基因组文库的基因不含启动子

10．若运载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是（　　）

A． B．

C． D．

11．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

12．已知SOD是一种抗氧化酶，它能催化O2形成H2O2增强植物的抗逆性。如图为培育农作物新品种的一种方式。以下叙述正确的是（    ）

A．该育种方式只利用了细胞工程技术，充分体现了植物细胞的全能性

B．①过程中最常用的方法是采用显微注射技术将SOD基因导入植物细胞

C．②．③分别表示脱分化．再分化过程，均需要在严格无菌的条件下完成

D．利用植物组织培养生产SOD时，必须选取茎尖或叶尖细胞进行培养

13．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

14．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

15．蜘蛛丝是自然界中机械性能最好的天然蛋白纤维，其强度高于制作防弹衣的凯夫拉纤维，有广泛的应用前景。近期，中国科学家利用质粒（如图）成功构建了蛛丝蛋白基因的重组质粒，并在家蚕丝腺细胞中大量蜘蛛丝蛋白。下列有关说法错误的是（    ）

A．为防止目的基因自身环化，可以用XbaⅠ和SacⅠ酶来切取目的基因

B．构建表达载体时选用蚕丝蛋白基因的启动子利于基因在家蚕丝腺细胞中表达

C．启动子是RNA聚合酶的识别结合位点，可以驱动遗传信息的复制和转录

D．基因表达载体中的标记基因可以鉴别与选择含有蛛丝蛋白基因的受体细胞

16．下列关于基因工程操作工具的叙述，正确的是（    ）

A．工具酶包括限制酶．DNA 连接酶和运载体

B．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键

C．没有与目的基因重组的质粒不能进入受体细胞

D．用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解

17．PCR技术扩增DNA，需要用到的酶是（    ）

A．限制性核酸内切酶 B．DNA聚合酶

C．蛋白酶 D．DNA分解酶

18．下列关于基因工程的叙述，正确的是（    ）

A．DNA 连接酶能将两碱基间形成的氢键连接起来

B．质粒是小型环状DNA 分子，是基因工程常用的载体

C．限制性核酸内切酶能够特异性识别并切割烟草花叶病毒遗传物质

D．土壤农杆菌转化法是将目的基因与农杆菌质粒重组，然后将重组 DNA 分子导入植物受体细胞

参考答案与试题解析

1．【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。

2．【答案】B

【解析】

试题分析：

用反转录法合成目的基因，是指以RNA为模板，合成DNA，所以需要用到逆转录酶和DNA聚合酶。

解答：

根据分析，反转录过程以RNA为模板合成DNA分子，所以需要逆转录酶，同时需要DNA聚合酶将脱氧核苷酸连接成DNA分子长链。

故选B。

3．【答案】D

【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．①过程是RNA逆转录形成DNA的过程，需要逆转录酶，A正确；
B．②过程将DNA切割成不同大小的片段，用到的限制性核酸内切酶在从基因组文库中获取目的基因时也要用到，B正确；
C．③表示 以DNA为模板进行的PCR 技术，用来扩增目的基因，C正确；
D．若获取的目的基因相同，则图中基因组文库大于 cDNA 文库，D错误。
故选D。

4．【答案】C

【解析】

试题分析：

运载体：（1）常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。（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。）（2）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。（3）天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。

解答：

A．大肠杆菌的质粒；具有多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，A错误；
B．大肠杆菌的质粒：具有某些标记基因，以使筛选含有目的基因的受体细胞，B错误；
C．大肠杆菌的质粒：能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便的目的基因能够稳定的存在和数量的扩大，C正确；
D．大肠杆菌的质粒：具有某些标记基因，以便于重组DNA的鉴定和选择，D错误。
故选C。

5．【答案】A

【解析】

试题分析：

6．【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。

7．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：图示表示基因工程中基因表达载体的构建过程，a表示质粒，其中含有限制酶切割位点；b表示限制性核酸内切酶能够识别双链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；c表示DNA连接酶，能将目的基因和运载体连接形成重组质粒；d表示目的基因。

解答：

A．a为质粒，通常存在于细菌体中，是基因工程中常的运载体，A正确；

B．b为限制酶，可识别特定的核苷酸序列，将特定位点的磷酸二酯键切开，B正确；

C．c表示用DNA连接酶，将目的基因和质粒连接成重组质粒，C正确；

D．d为目的基因，D错误。

故选D。

8．【答案】D

【解析】

试题分析：

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.基因工程能定向改造生物的性状。

解答：

A．目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些有调控作用的因子，A正确；

B．可以根据基因的核苷酸序列．基因的功能等信息，从基因文库中获取目的基因，B正确；

C．基因组文库中的目的基因部分可以在物种间进行基因交流，C正确；

D．若已知目的基因两端的部分碱基序列，PCR技术能从一个完整的DNA分子上扩增目的基因片段，D错误。

故选D。

9．【答案】C

【解析】

试题分析：

cDNA文库和基因文库的比较表：

解答：

A．构建cDNA文库需要逆转录酶，A错误；

B．基因组文库中的基因只有部分可在不同物种间进行交流，而cDNA文库中的基因能在不同的物种间交流，B错误；

C．构建cDNA文库前要提取生物发育过程中某个时期的mRNA，然后进行逆转录获得cDNA，C正确；

D．cDNA文库的基因中不含内含子，D错误。

故选C。

10．【答案】C

【解析】

试题分析：

粘性末端是限制酶酶切后产生的，能与互补的粘性末端相连，依据的原则为碱基互补配对原则。

解答：

粘性末端按照碱基互补配对的原则进行连接。

故选C。

11．【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。

12．【答案】C

【解析】

试题分析：

分析题图：SOD基因是目的基因，图中①表示采用基因工程技术将目的基因导入受体细胞的过程；②③表示植物组织培养过程，其原理是植物细胞具有全能性，其中②表示脱分化形成愈伤组织的过程；③表示再分化形成胚状体的过程。

解答：

A．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，细胞最终发育成植物个体，能体现细胞的全能性，A错误；
B．①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，B错误；
C．②．③分别表示脱分化．再分化过程，均需要在严格无菌的条件下完成，C正确；
D．利用植物组织培养生产SOD时，理论上只要选取植物离体的体细胞就能进行，D错误。
故选C。

13．【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。

14．【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。

15．【答案】C

【解析】

试题分析：

一个基因表达载体的组成主要有：目的基因．标记基因．启动子和终止子。其中启动子位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的位点，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。在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，一般选用两种限制酶分别对目的基因．运载体进行切割。

解答：

A．用XbaⅠ和SacⅠ酶来切取目的基因，可以使目的基因两端产生不同的黏性末端，防止目的基因自身环化，A正确；

B．为能从蚕丝中提取蛛丝蛋白，基因表达载体中目的基因的首端必须含有使其仅能在蚕的丝腺细胞中特异性表达的启动子，即构建表达载体时选用蚕丝蛋白基因的启动子利于基因在家蚕丝腺细胞中表达，B正确；

C．启动子只能驱动基因转录，不能驱动其复制，C错误；

D．基因表达载体中的标记基因的作用是鉴别与选择含有蛛丝蛋白基因的受体细胞，D正确。

故选C。

16．【答案】D

【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．工具酶包括限制酶．DNA 连接酶，A错误；

B．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成磷酸二酯键，B错误；

C．质粒是运载工具，能进入受体细胞，C错误；

D．单独的目的基因易被分解或丢失，用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解，D正确。

故选D。

17．【答案】B

【解析】

试题分析：

PCR技术：
1．概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2．原理：DNA复制。
3．前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
4．条件：模板DNA．四种脱氧核苷酸．一对引物．热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
5．过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。

解答：

PCR技术的原理是双链DNA复制，该过程需要热稳定DNA聚合酶。

故选B。

18．【答案】B

【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：

A．DNA连接酶把目的基因与运载体粘性末端的磷酸与脱氧核糖连接成磷酸二酯键，而不是将碱基对连接起来，A错误；

B．质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体之一，B正确；

C．限制性核酸内切酶只能切割特定的脱氧核苷酸序列，而烟草花叶病毒的核酸是核糖核苷酸，C错误；

D．土壤农杆菌转化法是将目的基因与农杆菌质粒重组，然后将重组DNA分子导入农杆菌细胞，再让农杆菌去侵染植物细胞，D错误。

故选B。