北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第3章 基因工程第一节 基因工程的原理课时练习

这是一份北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第3章 基因工程第一节 基因工程的原理课时练习，共14页。试卷主要包含了利用基因工程技术生产羧酸酯酶，分子生物学等内容，欢迎下载使用。

1．已知限制酶Hind Ⅲ和XhⅠ的识别序列及切割位点分别为 A↓AGCTT 和C↓TCGAG，相关叙述正确的是（ ）
A．这两种酶作用的底物都是单链DNA
B．两种限制酶切割形成的黏性末端都是-AGCT
C．两种限制酶的识别序列在DNA分子中出现的概率相同
D．分别用这两种酶切割目的基因和质粒后能形成重组质粒
2．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”“针线”和“载体”可以分别是（ ）
A．解旋酶．DNA聚合酶．动物病毒B．限制酶．T4DNA连接酶．细菌
C．噬菌体．RNA连接酶．质粒D．限制酶．E·cliDNA 连接酶．质粒
3．下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的叙述，错误的是（ ）
①一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；
②限制性核酸内切酶的活性受温度影响；
③限制性核酸内切酶能识别和切割RNA；
④限制性核酸内切酶可从原核生物中提取；
⑤限制性核酸内切酶的操作对象是原核细胞。
A．②③B．③④C．③⑤D．①⑤
4．下列关于基因工程的叙述中，错误的是（ ）
A．基因工程的原理是基因重组
B．基因工程的目的性强，可以克服远缘杂交不亲和障碍
C．基因工程可以对基因进行人为删减或增添某些碱基
D．一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上，属于基因工程的内容
5．GDNF是一种神经营养因子，研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），经筛选得到的载体主要有三种。为鉴定这3种连接方式，选择限制性核酸内切酶对筛选的载体进行酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。若图2中第②泳道显示所鉴定的载体是正向连接的，则鉴定时所选的限制性核酸内切酶是（ ）
A．XhIB．HpaI和BamHIC．HpaI和XhID．BamHI和XhI
6．利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂，用于降解某种农药的残留，基本流程如图。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①的反应体系中需要加入逆转录酶和核糖核苷酸
B．过程②需使用限制酶和 DNA 聚合酶，是基因工程的核心步骤
C．过程③需要使用 NaCl 溶液制备感受态的大肠杆菌细胞
D．过程④可利用 DNA 分子杂交技术鉴定 CarE 基因是否成功导入受体细胞
7．下列有关限制酶的叙述，不正确的是（ ）
A．限制酶切割的是磷酸二酯键和氢键
B．不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端
C．从反应类型来看，限制酶催化的是一种水解反应
D．与单酶切相比，双酶切可以保证目的基因定向插入质粒
8．分子生物学．生物化学等学科的基础理论和相关技术的发展催生了基因工程，下列行为使基因工程的实施成为可能的是（ ）
①细菌质粒的发现 ②精子获能才具备受精能力 ③限制酶和逆转录酶的发现
④蛋白质分子结构的改造 ⑤DNA序列分析方法的发明 ⑥PCR技术的发明
A．②③⑤⑥B．①③⑤⑥
C．②④⑤⑥D．①③④⑥
9．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（ ）
A．限制降．解旋酶．DNA连接酶B．限制酶．解旋酶．DNA聚合酶
C．DNA聚合酶．限制酶．解旋酶D．解旋酶．限制酶．DNA连接酶
10．1987年，美国科学家将萤火虫的萤光素基因转入烟草植物细胞，获得了高水平的表达。长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明：（ ）
①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同
②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码
③烟草植物体内合成了萤光素
④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同
A．①和③B．②和③C．①和④D．①②③④
11．下列有关质粒的叙述中，正确的是（ ）
A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状的细胞器
B．质粒是细菌细胞中能自我复制的单链环状DNA分子
C．质粒的存在对宿主细胞的生存有决定性的作用
D．质粒可以在宿主细胞内复制
12．下列关于DNA连接酶和DNA聚合酶的描述中，正确的是
A．两者催化同一种化学键形成
B．两者催化同一种化学键断裂
C．两者都参与目的基因与载体的结合
D．两者都参与遗传信息的表达
13．下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
B．细菌质粒是基因工程常用的载体
C．通常用一种限制酶处理含目的基因的 DNA，用另一种限制酶处理载体
D．相同的黏性末端一定也是互补的，相同或互补的黏性末端一般来自同一种限制酶的切割
14．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
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．基因工程常用的运载体有噬菌体．动植物病毒和质粒
15．下列有关基因工程的说法正确的是（ ）
A．终止密码子不属于基因表达载体的组成部分
B．限制酶切割DNA产生的末端都为黏性末端
C．质粒是基因工程中唯一的运载体
D．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
16．下表为常用的限制酶及其识别序列和切割位点，据表分析以下说法正确的是
（注：Y表示C或T，R表示A或G）
A．一种限制酶只能识别一种脱氧核苷酸序列
B．限制酶的切点一定位于识别序列的内部
C．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端
D．限制酶切割后不一定形成黏性末端
17．在基因工程中，目的基因和运载体结合所需要的酶是（ ）
A．解旋酶B．DNA聚合酶
C．DNA连接酶D．限制性核酸内切酶
18．下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．限制酶只在获取目的基因时才会使用
B．重组质粒的形成是在细胞内完成的
C．目的基因导入不同受体细胞的方法都相同
D．通过基因工程育种可以定向改造生物体的性状
参考答案与试题解析
1．【答案】C
【解析】
试题分析：
限制酶一般指限制性核酸内切酶，可以识别并附着特定的脱氧核苷酸序列，并对每条链中特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割。
解答：
A．这两种酶作用的底物可以是双链DNA，A错误；
B．据题可知，HindⅢ切割形成的粘性末端是-AGCT，XhⅠ切割形成的末端为-TCGA，B错误；
C．两种限制酶的识别序列均有六个核苷酸，其在DNA分子中出现的概率相等，C正确；
D．分别用这两种酶切割目的基因和质粒后无法形成相同的黏性末端，不能形成重组质粒，D错误。
故选C。
2．【答案】D
【解析】
试题分析：
DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）．DNA连接酶．运载体。
（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：包括T4DNA连接酶和E·cliDNA 连接酶。可催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，形成重组DNA。
（3）运载体：常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。
解答：
在基因工程的操作中，“剪刀”是限制酶，能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割使磷酸二酯键断裂。“针线”是DNA连接酶，能将具有相同末端的DNA片段连接起来，DNA连接酶包括T4DNA连接酶和E·cliDNA连接酶。“载体”即运载体有质粒．动植物病毒．噬菌体的衍生物，其中质粒是基因工程中最常用的运载体。综上分析，D正确，ABC错误。
故选D。
3．【答案】C
【解析】
试题分析：
解答：
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，因此一种限制酶只能识别特定的碱基序列和切割一定的位点，①正确；
②酶活性通常受温度和PH值的影响，②正确；
③限制性核酸内切酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割单链RNA，③错误；
④限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离纯化出来的，④正确；
⑤限制性核酸内切酶的操作对象是DNA，⑤错误。
故选C。
4．【答案】C
【解析】
试题分析：
5．【答案】B
【解析】
试题分析：
根据题意识图分析可知，经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连．GDNF基因与载体正向连接．GDNF基因与载体反向连接。识图分析可知，泳道①仅有一种条带，属于载体自连；泳道②有两种条带，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同，为正向连接，则鉴定时所选的限制性核酸内切酶是HpaI和BamHI切后的结果；泳道③有两种条带，长度与BamHⅠ酶切后结果相同，为反向连接。
解答：
根据题意可知，图2中第②泳道显示所鉴定的载体是正向连接的，泳道②有两种条带，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同，则鉴定时所选的限制性核酸内切酶是HpaI和BamHI切后的结果。综上所述，B正确，A．C．D错误。
故选B。
6．【答案】D
【解析】
试题分析：
分析图解：图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA；过程②表示构建基因表达载体（基因工程核心步骤）；过程③表示将目的基因导入受体细胞；过程④表示通过筛选获得工程菌。
解答：
A．过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶和脱氧核糖核苷酸，A错误；
B．过程②需使用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体，是基因工程的核心步骤，B错误；
C．过程③常用Ca2+处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞，C错误；
D．过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞，D正确。
故选D。
7．【答案】A
【解析】
试题分析：
限制酶一般指限制性核酸内切酶，可以识别并附着特定的脱氧核苷酸序列，并对每条链中特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割。
解答：
A．限制酶切割的是磷酸二酯键，A错误；
B．不同的限制酶切割有可能产生相同的粘性末端，B正确；
C．限制酶催化的是磷酸二酯键的水解，C正确；
D．单酶切有可能造成目的基因的反接，双酶切可以有效防止这种情况的发生，D正确。
故选A。
8．【答案】B
【解析】
试题分析：
技术发明使基因工程的实施成为可能：
（1）基因转移载体的发现：1967年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞之间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
（2）工具酶的发现：1970年，阿尔伯．内森斯．史密斯在细菌中发现了第一个限制酶后，20世纪70年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为DNA的切割．连接以及功能基因的获得创造了条件。
（3）DNA合成和测序技术的发明为基因序列图的绘制提供了可能，之后DNA合成仪的问世又为引物．探针和小分子量DNA基因的获得提供了方便。
（4）DNA体外重组的实现
（5）重组DNA表达实验的成功标志着基因工程正式问世。
（6）第一例转基因动物问世标志着此后基因工程进入了迅速发展阶段。
（7）PCR技术的发明使基因工程技术得到了进一步发展和完善。
解答：
由上述分析：基因转移载体的发现．工具酶的发现．DNA合成和测序技术的发明．PCR技术的发明，这些关键技术手段的诞生使基因工程的实施成为可能，B正确。
故选B。
9．【答案】D
【解析】
试题分析：
本题结合DNA分子的片段结构示意图，考查DNA分子结构的主要特点．基因工程的工具。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：
①为氢键，是解旋酶的作用位点；
②为磷酸二酯键，可被限制酶切断；
③是DNA连接酶．DNA聚合酶的作用位点，能连接形成磷酸二酯键。
故选D。
10．【答案】D
【解析】
萤光素基因转入烟草植物细胞，能够表达，首先说明萤火虫与烟草植物的DNA结构都是双螺旋结构，其次它们都共用一套遗传密码，烟草通体光亮，说明其合成了萤光素，由于萤火虫和烟草都是真核生物，所以它们合成蛋白质都要经过转录和翻译。
11．【答案】D
【解析】
试题分析：
质粒是基因工程中最常用的载体，它是一种裸露的．结构简单的．独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
解答：
A．质粒是环状DNA分子，不是细胞器，A错误；
B．质粒是细菌细胞中能自我复制的双链环状DNA分子，B错误；
C．质粒的存在对宿主细胞的生存没有决定性的作用，C错误；
D．细菌质粒可以在宿主细胞内复制，D正确。
故选D。
12．【答案】A
【解析】在棉花的种植过程中，为提高产量，棉农会适时摘除棉花植株的顶芽，其目的是解除顶端优势。故选C。

13．【答案】B
【解析】
试题分析：
14．【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．基因工程的工具酶包括限制酶和DNA连接酶， A错误；
B．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；
C．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；
D．基因工程常用的运载体有噬菌体．动植物病毒和质粒，D正确。
故选D。
15．【答案】A
【解析】
试题分析：
本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念．原理．操作工具及操作步骤等。基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
解答：
A．终止密码子位于mRNA上，不属于基因表达载体的组成部分，A正确；
B．限制酶切割DNA产生的末端既有粘性末端，也有平末端，B错误；
C．基因工程最常用的载体是质粒，另外噬菌体的衍生物．动植物病毒也可以作为运载体，C错误；
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。
故选A。
16．【答案】D
【解析】
试题分析：
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。限制酶切割后能形成两种末端，即黏性末端和平末端。
解答：
A．由于Y表示C或T，R表示A或G，说明一种限制性核酸内切酶能识别一种或多种特定的脱氧核苷酸序列，A错误；
B．限制酶的切割位点不一定在识别序列的内部，如Sau3A，B错误；
C．不同限制酶切割后形成的黏性末端不一定相同，如EcRⅠ．HindⅡ．KPnⅠ．SmaⅠ切割后形成的黏性末端各不相同，而BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后形成的黏性末端相同，C错误；
D．限制酶切割后不一定都形成黏性末端，也有平末端，如HindⅡ．SmaⅠ，D正确。
故选D。
17．【答案】C
【解析】
试题分析：
基因工程的工具包括：限制酶．DNA连接酶．运载体，其中限制酶和DNA连接酶称为基因工程的工具酶。
解答：
在基因工程的具体操作中，将目的基因与运载体结合从而构建基因表达载体，需要通过DNA连接酶连接目的基因和运载体，C正确，ABD错误。
故选C。
18．【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。与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
（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．限制酶的作用是识别特定核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA片段，包括切割目的基因和运载体，所以在获取目的基因和构建重组质粒时都要使用，A错误；
B．重组质粒是在细胞外用DNA连接酶形成的，B错误；
C．目的基因导入不同受体细胞的方法不同，动物细胞一般采用显微注射技术，植物细胞常采用农杆菌转化法，微生物细胞常用感受态细胞，C错误；
D．基因工程育种与其他育种方法相比，具有可以定向改造生物体的性状等优点，D正确。
故选D。
限制酶
BamHⅠ
EcRⅠ
HindⅡ
KpnⅠ
Sau3AⅠ
SmaⅠ
识别序列和
切割位点
G↓GATCC
G↓AATTC
GTY↓RAC
GGTAC↓C
↓GATC
CCC↓GGG