高中北师大版 (2019)第二节 基因工程的基本工具课后练习题

这是一份高中北师大版 (2019)第二节 基因工程的基本工具课后练习题，共14页。试卷主要包含了基因工程技术引起的生物变异属于等内容，欢迎下载使用。

1．下列一般不作为基因工程中运载体上的标记基因的是
A．抗性基因B．发光基因
C．产物具有颜色反应的基因D．贮藏蛋白的基因
2．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”．“针线”和“载体”分别是指
A．大肠杆菌病毒．质粒．DNA连接酶B．噬菌体．质粒．DNA连接酶
C．限制酶．RNA连接酶．质粒D．限制酶．DNA连接酶．质粒
3．下表为几种限制酶识别的序列和切割的位点。如下图，已知某DNA在目的基因的两端1．2．3．4四处有BamHⅠ或EcRⅠ或PstⅠ的酶切位点。现用PstⅠ和EcRⅠ两种酶同时切割该DNA片段（假设所用的酶均可将识别位点完全切开），下列各种酶切位点情况中，可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是
A．1为EcRⅠ，2为BamHⅠ，3为EcRⅠ，4为PstⅠ
B．1为BamHⅠ，2为EcRⅠ，3为EcRⅠ，4为PstⅠ
C．1为BamHⅠ，2为EcRⅠ，3为PstⅠ，4为EcRⅠ
D．1为EcRⅠ， 2为PstⅠ， 3为PstⅠ，4为BamHⅠ
4．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI，EcRI，HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？
A．BamHI和EcRI；末端互补序列—AATT—
B．BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC—
C．EcRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT—
D．BamHI和BglII；末端互补序列—GATC—
5．下图为DNA结构示意图，有关基因工程的工具酶功能的叙述，正确的是
A．连接a处的酶为RNA聚合酶
B．连接b处的酶为DNA连接酶
C．切断a处的酶为限制性内切酶
D．作用b处的酶为限制性内切酶
6．如表为几种限制酶的切割位点，相关叙述不正确的是
A．限制酶能够水解DNA上特定的磷酸二酯键
B．BamHⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割
C．BclⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割
D．以上信息说明限制酶没有特异性和专一性
7．如图为DNA分子的切割和连接过程。下列说法错误的是
A．EcR栺是一种限制酶，其识别序列为GAATTC
B．EcRⅠ的切割位点是鸟嘌呤脱氧核苷酸与腺嘌呤脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C．切割产生的DNA片段末端形式为黏性末端
D．只有E·cliDNA连接酶能将此图中的不同来源的DNA片段“缝合”起来
8．下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是
A．DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
B．用限制性核酸内切酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子
C．Taq酶是PCR仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温的DNA连接酶
D．在解离根尖分生区细胞时加入纤维素酶有利于提高解离的效果
9．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l．图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点,请分析下列叙述正确的是
A．一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有0个和4个游离的磷酸基团
B．若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越高
C．用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，可以使用SmaⅠ切割
D．使用EcRI限制酶同时处理质粒．外源DNA可防止质粒和外源DNA发生自身环化
10．基因工程技术引起的生物变异属于
A．染色体变异B．基因突变C．基因重组D．不可遗传的变异
11．图为限制酶a．b的识别序列及切割位点。下列说法中正确的是
A．DNA连接酶可催化单个脱氧核苷酸与DNA片段
B．限制性内切酶可识别并切制特定的核糖核酸序列
C．a酶和b酶切割产生的DNA片段不能相互连接
D．a酶和b酶的切割位点均为磷酸二酯键
12．如图1为某种常用质粒的序列图，Lac Z．Amp为两种标记基因。若质粒和目的基因用Bam HⅠ和BglⅡ两种限制酶切割后(彻底切割)，用DNA连接酶相连(只考虑两个片段相连)，然后再用BamHⅠ和EcRⅠ切割成功连接后的重组质粒(含目的基因)，可获得长度不同的( )种DNA片段.
A．1B．2C．3D．4
13．下列关于基因工程工具的说法不正确的是
A．构建基因文库和构建基因表达载体都需要限制酶和DNA连接酶
B．DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列有专一性要求
C．载体能将外源基因导入受体细胞并使其在受体细胞中稳定遗传并表达
D．在基因工程操作中，被用作载体的质粒，一般都是经过人工改造的
14．限制酶是切割DNA的工具，有关描述不符合事实的是
A．主要从原核生物中分离纯化出来
B．能识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列
C．使特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开
D．切割产生的DNA片段末端称为黏性末端
15．某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp）先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法不正确的是
A．在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列都为3个
B．a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接
C．a 酶与b酶切断的化学键都是磷酸二酯键
D．用a酶切割与线性DNA相同碱基序列的质粒，得到4种切割产物
限制酶
BamH Ⅰ
EcR Ⅰ
PstⅠ
识别序列和
切割位点
限制酶
BamHⅠ
HindⅢ
EcRⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割位点
G↓GATCC
CCTAG↑G
A↓AGCTT
TTCGA↑A
G↓AATTC
CTTAA↑G
CCC↓GGG
GGG↑CCC
16．对基因工程的说法错误的是
A．基因工程是在分子水平上进行设计和施工B．基因工程属于染色体变异
C．基因工程可以导入不同种生物的基因D．基因工程可定向改变生物性状
17．我们可以通过基因工程使生物体内的（ ）发生改变而获得生物新品种．
A．体细胞B．组织C．基因D．器官
18．鹿茸是一种名贵的中药材，控制马鹿后代的性别．提高雄性比例是提高鹿茸产量的重要手段。Zfx／Zfy基因位于X和Y染色体上互为等位基因，表达的锌指蛋白参与机体生长发育的调控，是早期胚胎发育的性别决定因子之一，下列相关叙述错误的是
A．减数分裂过程中Zfx／Zfy基因随XY的分离而彼此分离
B．用限制酶切割X和Y染色体的DNA获得Zfx／Zfy基因
C．RNA聚合酶催化Zfx／Zfy基因转录形成不同的mRNA
D．Zfx／Zfy基因所控制性状的遗传无性别差异
参考答案与试题解析
1．【答案】D
【解析】
【分析】
基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子．目的基因．标记基因和终止子组成，其中标记基因用于筛选重组子，可以是四环素．氨苄青霉素等抗性基因，也可以是荧光蛋白基因或产物能显色的基因。
【详解】
A. 抗性基因可作为基因工程的标记基因，筛选重组子，A正确；
B. 发光基因如绿色荧光蛋白基因也可以用作基因工程的标记基因，B正确；
C. 产物具有颜色反应的基因可作为标记基因，根据颜色反应与否筛选重组子，C正确；
D. 贮藏蛋白的基因不能用于筛选重组子，不能作为标记基因，D错误。
2．【答案】D
【解析】
试题分析：基因工程中的“剪刀”是限制酶；“针线”是DNA连接酶；“载体”通常是质粒，故D正确。
3．【答案】C
【解析】
【分析】
基因工程的工具：限制酶．DNA连接酶．运载体。
【详解】
若1为EcRⅠ，2为BamHⅠ，3为EcRⅠ，4为PstⅠ，用PstⅠ和EcRⅠ两种酶同时切割后，目的基因两端的黏性末端是EcRⅠ产生的，可以发生自身环化，A错误；若1为BamHⅠ，2为EcRⅠ，3为EcRⅠ，4为PstⅠ，用PstⅠ和EcRⅠ两种酶同时切割后，目的基因两端均为EcRⅠ切割的黏性末端，会发生自身环化，B错误；1为BamHⅠ，2为EcRⅠ，3为PstⅠ，4为EcRⅠ，用PstⅠ和EcRⅠ两种酶同时切割后，目的基因两端的序列为用PstⅠ和EcRⅠ切割后产生的不同的黏性末端，C正确；1为EcRⅠ， 2为PstⅠ， 3为PstⅠ，4为BamHⅠ，用PstⅠ和EcRⅠ两种酶同时切割后，目的基因两端均为PstⅠ切割的黏性末端，会发生自身环化，D错误。故选C。
4．【答案】D
【解析】
【分析】
关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：
（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。
（2）特异性：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。
（3）结果：形成黏性末端或平末端。
【详解】
限制酶切割出来的DNA片段末端如要互补结合，其末端必需互补，即一种酶切的末端正向序列与另一种酶切的末端反向序列互补。由题可知，BamHⅠ和BgIⅡ酶切割出来的DNA片段末端可以互补结合，其末端互补序列是-GATC-。综上所述， D正确，ABC错误。故选D。
5．【答案】C
【解析】
【分析】
图示为DNA分子片段的局部结构示意图，其中a为磷酸二酯键，是限制酶．DNA连接酶．DNA聚合酶的作用位点；b为氢键，是解旋酶的作用位点，据此分析。
【详解】
A. 连接a处的酶为DNA聚合酶或DNA连接酶，A错误；
B. DNA连接酶的作用是连接a处的磷酸二酯键，B错误；
C. a处是磷酸二酯键，所以切断a处的酶为限制性内切酶，C正确；
D. b为氢键，解旋酶可以使氢键断裂，D错误。
6．【答案】D
【解析】
【分析】
由题文和选项的描述可知：该题考查学生对限制酶的作用的相关知识的识记和理解能力，以及获取信息．分析问题的能力。
【详解】
每种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，A正确；表中信息显示：BamHⅠ的识别序列中包含Sau3AⅠ的识别序列，因此BamHⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割，B正确；BclⅠ的识别序列中包含Sau3AⅠ的识别序列，所以BclⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割，C正确；以上三种限制酶识别的序列都不同，这说明限制酶具有特异性和专一性，D错误。
7．【答案】D
【解析】
【分析】
据图分析，EcRⅠ切割不同来源的DNA，产生的DNA片段末端形式为黏性末端，然后用DNA连接酶将两者连接起来；能将此图中的不同来源的DNA片段“缝合”起来的DNA连接酶可以是E？cli-DNA连接酶，也可以是T4-DNA连接酶。
【详解】
限制性内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且切割形成特定的粘性末端，由图可以看出EcRⅠ识别序列为GAATTC， A正确；图中可以看出EcRⅠ的切割位点在G和A之间，并且作用部位为磷酸二酯键，B正确；根据以上分析已知，该限制酶切割后产生的是黏性末端，C正确；根据以上分析已知，可以将图中的不同来源的DNA片段“缝合”起来的DNA连接酶可以是E？cli-DNA连接酶，也可以是T4-DNA连接酶，D错误。
8．【答案】B
【解析】
【分析】
限制酶用于切割DNA，DNA连接酶用于缝合DNA。
【详解】
黏性末端与黏性末端之间的碱基自动氢键，DNA连接酶催化形成磷酸二酯键，A错误；切下一个目的基因需要打开2个切口，破坏4个磷酸二酯键，水解一个磷酸二酯键需要一分子水参与，故需消耗4个水分子，B正确；Taq酶是耐高温的DNA聚合酶，C错误；对根尖分生区进行解离用解离液处理，不需要纤维素酶，D错误。故选B。
9．【答案】B
【解析】
【分析】
识图分析可知，质粒为环状DNA分子，其上有4种限制酶的切割位点，其中的SmaⅠ酶切位点位于质粒的标记基因序列中；目的基因中含有4种限制酶的切割位点，但是因此SmaⅠ酶切位点位于目的基因序列中，因此如果选择SmaⅠ酶切质粒和目的基因会将标记基因和目的基因破坏，因此该限制酶不能选择使用。构建基因表达载体时，一般如果选择两种不同的限制酶进行切割质粒和目的基因会产生不同的末端，可以防止质粒和外源DNA发生自身环化。
【详解】
由于质粒在切割前是一个环状DNA分子，因此上面没有游离的磷酸基团；当质粒被切割后形成了两个末端各有1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷酸基团，A错误；SmaⅠ酶切位点越多，表示G和C这一对碱基对所占的比例就超高，而G和C之间含有三个氢键，故其热稳定性超高，B正确；质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图可知，标记基因和外源DNA目的基因中 均含有SmaI酶切位点，都可以被SmaI酶破环，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA，C错误；构建含目的基因的重组质粒A时，使用EcRI限制酶同时处理质粒．外源DNA会产生相同的黏性末端，不能防止质粒和外源DNA发生自身环化，D错误。
10．【答案】C
【解析】
【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。
【详解】
基因工程将外源基因导入受体细胞，实现了不同生物的基因之间的组合，因此基因工程的原理是基因重组，故选C。
11．【答案】D
【解析】
【分析】
分析题图：图示是限制酶a和b的识别序列和切割位点，限制酶a和限制酶b的识别序列不同，但两者切割产生的黏性末端相同，因此经过两种酶切后的黏性末端可在DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。
【详解】
DNA连接酶是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，A错误；限制性内切酶可识别并切制特定的脱氧核糖核苷酸序列，B错误；由图可以看出，a酶和b酶切割后产生的黏性末端相同，都是-GATC-，它们之间能相互连接，C错误；a酶与b酶切断的化学键相同，都是磷酸二酯键，D正确。故选D。
12．【答案】D
【解析】
【分析】
分析图1，质粒中有两个标记基因（Lac Z基因编码的酶能使无色的X-gal变为蓝色，Ampr为氨卡青霉素抗性基因），2种限制酶（BamH Ⅰ和EcR Ⅰ）的切割位点共3个，其中BamH Ⅰ有2个切割位点且都位于标记基因——Lac Z基因之中，EcR Ⅰ只有1个切割位点。
分析图2，目的基因的两端各有1个限制酶酶切位点，分别是BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ，所以要想获得目的基因，必须同时用这两种限制酶进行切割，同时给出了这两种限制酶的识别序列和准确的切割位点，比较发现，两种限制酶切开后露出的粘性末端的碱基序列相同。
【详解】
若质粒和目的基因用Bam HⅠ和BglⅡ两种限制酶切割后(彻底切割)，用DNA连接酶相连(只考虑两个片段相连)，然后再用BamHⅠ和EcRⅠ切割成功连接后的重组质粒(含目的基因)，BamHⅠ在标记基因Lac Z基因中剩1个切割位点，在目的基因的一端有1个BamHⅠ切位点，在外源DNA有一个EcRⅠ切割点，切割后形成4种DNA片段。ABC错误，D正确。故选D。
13．【答案】B
【解析】
【分析】
基因工程的工具：限制酶．DNA连接酶．运载体（质粒．动植物病毒．噬菌体）。
【详解】
构建基因文库和基因表达载体时，需要用限制酶对DNA进行切割，再用DNA连接酶进行缝合处理，A正确；DNA连接酶对连接的序列没有专一性要求，B错误；运载体可以携带目的基因进入受体细胞，并经过DNA复制和基因的表达合成相应的蛋白质，C正确；天然的质粒往往不能满足人类的所有需求，故需要进行相应的改造，D正确。故选B。
14．【答案】D
【解析】
【分析】
限制酶的特点：能识别双链DNA中特定的核苷酸序列，且只能在特定的部位打开磷酸二酯键。
【详解】
限制酶主要来自原核生物，A正确；限制酶可以识别DNA中特定的核苷酸序列，B正确；限制酶会在特定序列的特定位点打开磷酸二酯键，C正确；限制酶切割后的末端有平末端和黏性末端，D错误。故选D。
15．【答案】D
【解析】
【分析】
结合题意分析图表：由图可以看出a酶和b酶切割后产生的黏性末端相同，由表格看出a酶可以把原DNA切成4段，说明该DNA分子上有3个切口，即a酶的识别序列有3个；b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段，再把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段，再把大小是500的DNA切成大小分别为300和200两个片段，说明b酶在该DNA分子上有3个切口，即b酶的识别序列有3个。
【详解】
根据分析可知，该DNA分子中，酶a与酶b的识别序列分别有3个和3个，A正确；由图可以看出，a酶和b酶切割后产生的黏性末端相同，它们之间能相互连接，B正确；a酶与b酶切断的化学键均为磷酸二酯键，C正确；质粒为环状DNA，并且酶a在该DNA分子上有3个识别序列，因此用a酶切割可以得到3种切割产物，D错误。
故选D。
16．【答案】B
【解析】
【分析】
基因工程：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。
【详解】
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，A正确；基因工程属于基因重组，B错误；基因工程可以导入不同种生物的基因，C正确；基因工程可按照人们的意愿，定向改变生物性状，D正确。
17．【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查基因工程的知识，旨在考查考生的理解能力与迁移运用能力。
【详解】
因为性状是由基因决定的，故我们可以通过基因工程使生物体内的基因发生改变而获得生物新品种，故选C。
18．【答案】D
【解析】
【分析】
减数分裂过程中，同源染色体彼此分离导致其上的等位基因随之分离。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开，所以可用限制酶切割DNA获得目的基因。不同的基因中储存的遗传信息不同，转录形成的RNA中碱基序列也不同。
【详解】
Zfx/Zfy基因位于X．Y染色体同源区段，减数分裂过程中Zfx/Zfy基因随X．Y的分离而彼此分离，A正确；基因是DNA上有遗传效应的片段，用限制酶切割X和Y染色体的DNA可获得Zfx/Zfy基因，B正确；Zfx／Zfy基因位于X和Y染色体上，二者互为等位基因，等位基因的本质区别是基因中碱基对的排列顺序不同，故RNA聚合酶可催化Zfx/Zfy基因转录形成不同的mRNA，C正确；根据“Zfx／Zfy基因位于X和Y染色体上互为等位基因，表达的锌指蛋白参与机体生长发育的调控，是早期胚胎发育的性别决定因子之一”，且Zfy基因只能随着Y染色体传给儿子，所以Zfx／Zfy基因所控制性状的遗传存在性别差异，D错误。
故选D。