高中生物第二节 基因工程的基本工具课时训练

这是一份高中生物第二节 基因工程的基本工具课时训练，共13页。试卷主要包含了下列关于质粒的叙述，正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．某目的基因两侧的 DNA序列所含的限制酶酶切位点如图所示，下列可作该目的基因最佳载体的是

A. B.
C. D.
2．下图表示基因工程中目的基因的获取示意图，正确的是
A．同种生物的基因组文库大于cDNA文库，因为cDNA文库的基因中没有内含子
B．③表示PCR技术，只能扩增目的基因不能用来获取目的基因
C．从基因文库中获取所需目的基因，需要使用限制酶
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
3．下列关于质粒的叙述，正确的是
A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B．质粒是细菌细胞核外的能够自主复制的小型环状DNA分子
C．质粒只有在导入宿主细胞后才能复制
D．质粒DNA不含有游离的磷酸基团
4．下列关于基因工程的叙述，错误的是
A．基因工程需要通过体外DNA 重组技术和转基因等技术
B．通过基因工程能创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品
C．基因工程是在细胞水平进行设计和施工的
D．基因工程需要进行严格的设计
5．根据图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是
A．切断b处的酶为限制核酸性内切酶
B．连接a处的酶为DNA连接酶
C．切断b处的酶为解旋酶
D．切断a处的酶为限制性酸性内切酶
6．蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计．生产的过程。下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析下列叙述正确的是
A．过程A所需原料是脱氧核苷酸，过程B所需原料是氨基酸
B．参与C过程的细胞器有核糖体．内质网．高尔基体．线粒体等
C．D过程主要依据每种氨基酸都有其对应的密码子
D．通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质
7．某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌， 之后受体细胞的类型（对两种抗生素表现出抗性r或敏感性s）不包含
A．Ampr．TerrB．Ampr．TersC．Amps．TerrD．Amps．Ters
8．下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图（↓表示剪切点．切出的断面为黏性末端）：限制酶1：——↓GATC—— 限制酶2：——CATG↓—— 限制酶3：——G↓GATCC—— 限制酶4：——CCGC↓GG——
请指出下列哪项表达正确
A．在使用限制酶的同时还需要解旋酶
B．限制酶1和3剪出的黏性末端相同
C．限制酶1．2．4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成
D．限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接
9．基因工程中，被称为基因“剪刀”的是
A．限制酶B．DNA连接酶
C．DNA聚合酶D．RNA聚合酶
10．在基因工程中，常用的“剪刀”“针线”和“载体”分别指
A．限制酶．DNA 连接酶．质粒B．噬菌体．质粒．DNA 连接酶
C．限制酶．RNA 连接酶．质粒D．大肠杆菌病毒．质粒．DNA 连接酶
11．在基因工程的操作过程中，利用限制性内切酶（限制性核酸内切酶）进行
A．DNA的连接B．DNA的剪切C．DNA的水解D．DNA的解旋
12．下列黏性末端是由同一种限制酶切割而成的是
A.①②B.③④C.②④D.②③
13．下列哪项不是基因工程中经常使用的运载体
A．细菌质粒B．噬菌体
C．动植物病毒D．细菌拟核中的DNA
14．质粒是基因工程中最常用的载体，下列关于质粒的叙述，错误的是
A．质粒是具有自我复制能力的双链环状的DNA分子
B．质粒存在于细菌拟核之中，与拟核一起控制细菌的生命活动
C．作为载体的质粒上有限制酶的切割位点
D．作为载体的质粒存在特殊的标记基因
15．基因编辑是对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。该技术的实施离不开Cas9的酶和向导RNA（gRNA），gRNA能将Cas9引导到特定的DNA序列上进行切割。下列有关叙述错误的是
A．Cas9发挥切割作用要受温度．PH的影响
B．Cas9能切断磷酸和脱氧核糖之间的连接
C．编辑不同基因所选用的gRNA碱基序列相同
D．gRNA通过与DNA进行碱基互补配对发挥作用
16．下列关于基因文库的说法中，错误的是
A．某果蝇X染色体上的所有基因组成的文库是部分基因文库
B．基因组文库中只有部分基因可以在物种间进行交流
C．将某种生物体内的DNA全部提取出来即获得了该生物的基因组文库
D．一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种
17．下列关于变异和育种的叙述，不正确的是
A．杂交育种和培育转基因植物的变异类型相同
B．由环境引起的变异不一定都是不可遗传变异
C．若基因a1 突变为a2，则该等位基因表达的产物可能相同
D．用二倍体植株的花药进行离体培养可得到稳定遗传的植株
18．根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了用于该基因PCR的两段引物（单链DNA）。引物与该基因变性DNA（单链DNA）结合为双链DNA的过程称为复性。如图是两引物的Tm（引物熔解温度，即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度）测定结果，下列叙述正确的是（多选）
A．通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系
B．两引物分别是子链延伸的起点，并可以反复利用
C．若两引物的脱氧核苷酸数相同，推测引物2的G—C含量较高
D．复性所需温度与时间，取决于引物的长度．碱基组成及其浓度等因素
参考答案与试题解析
1．【答案】A
【解析】
分析：
分析题图：目的基因的左侧有限制酶NheⅠ与AluⅠ的识别序列，右侧有限制酶SmaⅠ与AluⅠ的识别序列。若仅用限制酶AluⅠ切割，能获得目的基因，但可能导致目的基因自身环化或与载体反向连接。若用NheⅠ与AluⅠ切割，可能获得不含目的基因的DNA片段。若用NheⅠ与SmaⅠ切割，则既能获得目的基因，又能防止目的基因自身环化或与载体的反向连接。
详解：
A．目的基因两侧与A项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与SmaⅠ的识别序列，用限制酶NheⅠ与SmaⅠ同时切割，既能获得目的基因，又能防止目的基因和质粒的自身环化及目的基因与载体的反向连接，A正确；
B．目的基因两侧及B项中的质粒上都含有限制酶AluⅠ的识别序列，用AluⅠ切割，能获得目的基因，但可能导致目的基因的自身环化和目的基因与载体的反向连接，B错误；
C．目的基因两侧与C项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与AluⅠ的识别序列，用这两种酶同时切割，可能获得不含目的基因的DNA片段，C错误；
D．限制酶NheⅠ的识别序列只存在于目的基因的左侧，用NheⅠ切割不能获得目的基因，D错误。
故选A。
2．【答案】D
【解析】
【分析】
3．【答案】D
【解析】
分析：
常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒；其中质粒是一种裸露的．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．质粒是存在于细菌中一种环状DNA分子，不是细胞器，A错误；
B．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，B错误；
C．在体外，若给予适宜的条件，质粒也可能进行复制，C错误；
D．质粒是小型环状DNA分子，不含有游离的磷酸基团，D正确。
故选D。
4．【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查基因工程的有关知识，要求考生识记基因工程的原理及意义，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确判断各选项。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】
A．基因工程需要通过体外DNA重组技术和转基因等技术，A正确；B．通过基因工程能创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，B正确；C．基因工程是在分子水平进行设计和施工的，C错误；D．基因工程需要进行严格的设计，D正确；故选：C。
5．【答案】A
【解析】
分析：
分析题图：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。
详解：
A．b为氢键，而限制性核酸内切酶切断的是磷酸二酯键，A错误；
B．a为磷酸二酯键，可被DNA连接酶连接起来，B正确；
C．b为氢键，可被解旋酶断裂，C正确；
D．a为磷酸二酯键，可被限制性核酸内切酶切断，D正确。
故选A。
6．【答案】CD
【解析】
【分析】
7．【答案】C
【解析】
【分析】
8．【答案】B
【解析】
分析：
本题主要考查限制酶和DNA连接酶的有关知识。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经不同限制酶切割后，只有在形成相同的黏性末端时，才可以通过DNA连接酶拼接。
详解：
在使用限制性核酸内切酶时，是为了切割目的基因和运载体，不需要解旋酶解开双螺旋，A错误；限制性核酸内切酶1和3切出的黏性末端相同，都是-CTAG，B正确；限制性核酸内切酶1．2识别的序列都是由4个含GATC碱基的脱氧核苷酸组成，限制酶3．4识别的序列是由6个脱氧核苷酸组成，依次是GGATCC和CCGCGG，C错误；限制性核酸内切酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同，前者是-CTAG，后者是-CATG，不能通过T4DNA连接酶拼接，D错误；因此，本题答案应选B 。
9．【答案】A
【解析】
A.限制性核酸内切酶能特异性识别特定的核苷酸系列，并在特定的核苷酸序列处切割质粒和目的基因，称为“基因的剪刀”，A正确；
B.DNA连接酶让两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，形成重组DNA，不是“基因的剪刀”，B错误；
C.DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上，不是“基因的剪刀”，C错误；
D.RNA聚合酶用于转录过程，合成mRNA，D错误；
故选：A。
10．【答案】A
【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。由此可见，DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶(限制酶)—分子“剪刀”，DNA连接酶—分子“针线”，质粒．动植物病毒或噬菌体—运载体，故选A。
11．【答案】B
【解析】
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，即限制性内切酶进行的是DNA的剪切。
故选B。
12．【答案】C
【解析】
分析：
同一种限制酶切割后形成的黏性末端之间的互补配对关系，图中② ④的黏性末端能互补配对，而① ②．① ④．② ③．①③．③ ④的黏性末端都不能互补配对。
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开，限制酶识别的核苷酸序列具有回文结构，切割后形成的黏性末端能够互补配对，图中② ④能够互补，其他的不能互补，所以② ④属于同一种限制酶切割而成的。
故选：C。
13．【答案】D
【解析】
分析：
（1）常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒；（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DNA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。
详解：
作为基因工程的运载体应该具备标记基因．多个限制性核酸内切酶切点．能够在宿主细胞内复制和稳定存在等特点，常见的运载体种类有质粒．动植物病毒．噬菌体等，细菌拟核区的DNA不能作为运载目的基因的载体，A．B．C正确，D错误。
故选D。
14．【答案】B
【解析】
试题分析：
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核以外能够自主复制的很小的环状DNA分子。
详解：
A. 由分析可知，质粒是具有自我复制能力的双链环状的DNA分子，A正确；
B. 拟核DNA是细菌的主要遗传物质,包含控制细菌生命活动的遗传信息,没有了它细菌就无法存活．繁殖；质粒DNA是附加的遗传物质,使细菌表达一些特殊的形状,没有了它细菌依然可以正常生活．繁殖，B错误；
C. 作为载体的质粒上有限制酶的切割位点，这是质粒作为运载体的条件之一，C正确；
D. 作为载体的质粒存在特殊的标记基因，以便对于目的基因进行检测，D正确；
该题需选择错误选项，故答案为B。
15．【答案】C
【解析】
试题分析：
微生物中限制酶被提取出来之后，可以在细胞外起作用，进行DNA的切割，例如基因工程中的限制酶的应用就是在细胞外进行的。限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。
详解：
A．酶的活性受温度．pH的影响，所以Cas9发挥切割作用要受温度．PH的影响，A正确。
B．限制酶的作用部位是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，Cas9能切断磷酸和脱氧核糖之间的连接，B正确。
C．一般来说，在使用基因编辑工具对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和不同的向导RNA进行基因的相关编辑，C错误。
D．向导RNA中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对，D正确。
16．【答案】C
【解析】
【分析】
基因文库包括基因组文库和cDNA文库，其中基因组文库包含一种生物的所有基因，而cDNA文库中只包含该种生物部分基因。
【详解】
某果蝇X染色体上的所有基因只是果蝇全部基因的一部分，所以组成的文库是部分基因文库，故A正确；基因组文库的部分基因（特别是不能表达形成mRNA的非酶切部分）很难通过某种方法从基因组文库中分离出来，从而影响了它们在物种间交流的可能性，因此基因组文库中只有部分基因可以在物种间进行交流，故B正确；将某种生物体内的DNA全部提取出来，用限制酶切割DNA成一定大小范围的DNA，用于构建基因组文库，故C错误；一种生物的mRNA有很多种，所以cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种，故D。
17．【答案】D
【解析】
A．杂交育种和培育转基因植物的原理均为基因重组，A正确；
B．由环境引起的变异若未引起遗传物质改变，属于不可遗传变异；若引起遗传物质改变，则属于可遗传变异，B正确；
C．若基因a1突变为a2，由于密码子的简并性，该等位基因表达的产物可能相同，也可能不同，C正确；
D．用二倍体植株的花药进行离体培养获得的植株是不育的单倍体，D错误。
故选D。
18．【答案】ACD
【解析】
【分析】
PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。
【详解】
A．通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系，以免二者结合形成双链，A正确；
B．两引物参与构成子链，不能反复利用，B错误；
C．若两引物的脱氧核苷酸数相同，引物2的熔解温度较髙，推测其G-C含量较高，C正确；
D．复性时需要降温，以利于引物与模板链的结合，复性所需温度与时间，取决于引物的长度．碱基组成及其浓度等因素，D正确。
故选ACD。