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

【基础】第一节基因工程的原理-1课时练习

一．单项选择

1．图中切割DNA分子的酶是（    ）

A．限制性核酸内切酶     B．DNA连接酶

C．DNA聚合酶          D．RNA聚合酶

2．图是细菌细胞的模式图，相关说法错误的是（    ）

A．溶菌酶是一种免疫活性物质，能够溶解a

B．c是细菌唯一的一种细胞器

C．d是一个环状的DNA分子

D．e是细菌特有的一种小型环状DNA，可以用作基因工程中的运载体

3．基因工程中常见的载体是（    ）

A．叶绿体 B．染色体 C．质粒 D．线粒体

4．以下说法正确的是（    ）

A．限制酶与DNA连接酶作用的化学键不相同

B．质粒是基因工程中唯一的运载体

C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接

D．限制性核酸内切酶的操作对象是原核细胞

5．下图分别表示限制酶甲．乙．丙．丁的识别序列和切割位点（图中“↑”所指处），其中切割DNA所得黏性末端相同的两种酶是（    ）

A．甲．乙 B．甲．丙 C．甲．丁 D．乙．丙

6．用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列叙述 正确的是（    ）

A．电泳是指不带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程

B．泳道①中是用XhoI处理得到的酶切产物

C．图中两种酶识别的序列不同．酶切产物不可用于构建重组DNA

D．电泳技术可以用于人类亲子鉴定．生物间亲缘关系的鉴定

7．下列有关限制性酶的描述，错误的是（    ）

A．限制酶主要从原核生物中提取

B．限制酶具有热稳定性

C．限制酶和DNA连接酶作用的化学键相同

D．一种限制酶一般只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列

8．如图各个过程用到的酶依次是（    ）

A．A B．B C．C D．D

9．要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是（    ）

①限制酶    ②还原酶    ③解旋酶    ④DNA 连接酶

A．①② B．③④ C．①④ D．②③

10．下列关于几种酶的说法，正确的是（    ）

A．基因工程中用到的工具酶有限制酶．DNA连接酶．载体

B．限制酶和DNA聚合酶都作用于磷酸二酯键

C．E·coliDNA连接酶既可以连接黏性末端，也可以连接平末端

D．限制酶能在DNA复制和PCR过程中破坏氢键

11．水稻 R 基因的等位基因 R1与 R2 存在一个碱基对的差异，为检测水稻的基因型，使用存在 1 个碱基错配的引物对 3 株水稻的 R 基因局部进行 PCR 扩增后，用限制酶 HinfⅠ切割并电泳（如下图）。下列相关叙述错误的是（    ）

A．在 R1基因和 R2基因的差异序列中，不含限制酶 HinfⅠ的酶切位点

B．引物中存在 1 个碱基错配，导致 R 基因经 PCR 扩增后 1 个碱基对改变

C．扩增后的R2片段有 1 个 HinfⅠ的酶切位点，而扩增后的 R1 片段没有

D．电泳结果显示，植株 1 为纯合子，植株 2 和植株 3 为杂合子

12．下列关于质粒的叙述，正确的是（    ）

A．质粒彻底水解的产物种类有4种

B．质粒能够自主复制

C．质粒中含有两个游离的磷酸基团

D．质粒是基因工程的工具酶

13．限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使特定部位的磷酸二酯键断开。修饰酶能对DNA或RNA的碱基进行修饰，防止DNA或RNA被限制性内切酶破坏。某些噬菌体能寄生在特定大肠杆菌体内进行繁殖。下列相关叙述，错误的是（    ）

A．能被噬菌体侵染的大肠杆菌，体内无核糖体，不能合成破坏外源DNA的限制酶

B．不能被噬菌体侵染的大肠杆菌，细胞膜上可能没有噬菌体可识别的特异性受体

C．能寄生于大肠杆菌的噬菌体，DNA上可能没有大肠杆菌限制酶的识别位点

D．能寄生于大肠杆菌的噬菌体，DNA上可能也存在与大肠杆菌相同的修饰物

14．下列关于DNA连接酶的叙述，不正确的是（    ）

A．制备重组DNA需要DNA连接酶

B．DNA连接酶按来源可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶

C．T4DNA连接酶可连接双链DNA片段间的磷酸和核糖

D．E·coliDNA连接酶只能连接具有黏性末端的双链DNA片段

15．下列各种酶及其作用对应关系不正确的是（    ）

A．限制酶—识别并在特定位置切断 DNA 分子中的磷酸二酯键

B．RNA 聚合酶—与基因的特定位点结合，催化遗传信息的翻译

C．DNA 连接酶—将分开的 DNA 片段通过特定末端连接在一起

D．DNA 聚合酶—将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成 DNA 单链

16．下图表示EcoRI限制酶的作用示意图。图中切点处发生断裂的化学键是（    ）

A．磷酸二酯键 B．肽键 C．氢键 D．高能磷酸键

17．下列关于育种的方法．原理及应用的叙述，错误的是（    ）

A．单倍体育种和多倍体育种的育种原理都是染色体数目变异

B．单倍体育种和多倍体育种过程中通常都要用秋水仙素处理

C．无子西瓜可以通过多倍体育种获得

D．通过基因工程育种不能定向地改造生物的遗传性状

18．基因工程操作离不开三种工具，下列有关说法不正确的是（    ）

A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒，从而获得互补的黏性末端

B．在三种工具中最常用载体——质粒的基本单位是脱氧核糖核苷酸，两种酶的基本单位是氨基酸

C．DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子缝合针”

D．限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离获得，具有识别特定核苷酸序列的能力

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】

试题分析：

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。

解答：

限制酶能识别双链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，形成黏性末端。
故选A。

2．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析图解可知，图中a是细胞壁，b是细胞膜，c是核糖体，d是拟核中的DNA，e是质粒，f是细胞质，g是鞭毛。

解答：

A．溶菌酶是一种免疫活性物质，能够溶解细菌的细胞壁，A正确；
B．c核糖体是细菌唯一具有的细胞器，B正确；
C．d拟核DNA是一个环状的DNA分子，C正确；
D．酵母菌中也含有质粒，质粒是基因工程中常用的运载体，D错误。
故选D。

3．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）．DNA连接酶．运载体。
1．限制酶：主要从原核生物中分离纯化出来．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。
2．DNA连接酶：DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3．载体：常用的载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

解答：

A．基因工程常用的载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒等，叶绿体不能作为基因工程的载体，A错误；

B．染色体不能作为基因工程的载体，B错误；

C．质粒是基因工程常见的载体，C正确；

D．线粒体不能作为基因工程的载体，D错误。

故选C。

4．【答案】C

【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．限制酶与DNA连接酶作用的化学键相同，都是磷酸二酯键，A错误；

B．常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒，B错误；

C．运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接，C正确；

D．限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，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，D错误。

故选C。

5．【答案】C

【解析】

试题分析：

限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，根据箭头所指方向可判断各DNA所得黏性末端。

解答：

甲经酶切割后形成的黏性末端是 -GATC，乙经酶切后的末端为-AATT，丙酶切后位点为-AGGT，丁酶切后位点为-GATC，故切割DNA所得黏性末端相同的两种酶是甲和丁，C正确。

故选C。

6．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：限制酶SalⅠ有三处切割位点，切割后产生4个DNA片段，泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物；限制酶XhoⅠ有2处切割位点，切割后产生3个DNA片段，泳道②中是用XhoⅠ处理得到的酶切产物。

解答：

A．电泳是指带电的分子在电场的作用下发生迁移的过程，A错误；

B．限制酶SalⅠ有三处切割位点，切割后产生4个DNA片段，泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物，B错误；

C．不同的限制酶识别并切割的核苷酸序列不同，因此图1中两种酶识别的核苷酸序列不同，但是酶切产物可用于构建重组DNA ，C错误；

D．电泳技术可以用于人类亲子鉴定．生物间亲缘关系的鉴定，D正确。

故选D。

7．【答案】B

【解析】

试题分析：

“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）

（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

解答：

A．限制酶主要从原核生物中提取，A正确；

B．普通的限制酶不具有热稳定性，B错误；

C．限制酶和DNA连接酶作用的化学键都是磷酸二酯键，C正确；

D．一种限制酶一般只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并切割特定的位点，D正确。

故选B。

8．【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。

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连接酶：两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，形成重组DNA。

常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

解答：

据图分析，①为限制酶，将目的基因两条链进行切割；②为DNA连接酶，将两个DNA的粘性末端进行连接；③解旋酶，将双链DNA是两条链解开；④催化的是以DNA的一条链为模板的转录过程，为RNA聚合酶。

故选D。

9．【答案】C

【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：

①基因工程中，获取目的基因和构建基因表达载体都离不开限制酶，①正确；

②基因工程不需要还原酶，②错误；

③DNA复制过程中需要解旋酶，但基因工程不需要解旋酶，③错误；

④基因工程中，构建基因表达载体时需要DNA连接酶，④正确。

故选C。

10．【答案】B

【解析】

试题分析：

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．由图可知，在R1基因和R2基因的差异序列中，不含限制酶HinfⅠ的酶切位点，A正确；
B．因为引物中存在1个碱基错配，导致R基因经PCR扩增后1个碱基对改变，B正确；
C．根据酶切结果可知，扩增后的R2片段有1个HinfⅠ的酶切位点，而扩增后的R1片段没有HinfⅠ的酶切位点，C正确；
D．电泳结果显示，植株1和植株2为纯合子，植株3为杂合子，D错误。
故选D。

12．【答案】B

【解析】

试题分析：

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。）
作为运载体必须具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。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。
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．质粒彻底水解的产物种类有6种，脱氧核糖．磷酸．4种含氮的碱基，A错误；

B．质粒是一种具有自主复制能力的很小的双链环状DNA分子，B正确；

C．质粒是环状DNA，其中不含游离的磷酸基团，C错误；

D，质粒是基因工程的工具--载体，不是工具酶，D错误。

故选B。

13．【答案】A

【解析】

试题分析：

噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入→复制→组装→释放。大肠杆菌能合成限制酶，识别并切割外来DNA分子并使其失去活性，进而限制外来DNA的入侵，但自身DNA不会被破坏，可能是同时能产生修饰酶，对自身DNA进行了修饰，防止自身DNA被限制性内切酶破坏。

解答：

A．大肠杆菌为原核生物，体内有核糖体，A错误；

B．不能被噬菌体侵染的大肠杆菌，细胞膜上可能没有噬菌体可识别的特异性受体，使得噬菌体不能对其识别并侵染，B正确；

C．能寄生于大肠杆菌的噬菌体，DNA上可能没有大肠杆菌限制酶的识别位点，因此其DNA能在大肠杆菌内复制和表达，C正确；

D．能寄生于大肠杆菌的噬菌体，DNA上可能也存在与大肠杆菌相同的修饰物，防止其被大肠杆菌内的限制酶识别并破坏，D正确。

故选A。

14．【答案】C

【解析】

试题分析：

“分子缝合针”——DNA连接酶

(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：

①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coliDNA连接酶来源大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

(2)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。

解答：

A．制备重组DNA需要将运载体与目的基因连接，要用到DNA连接酶，A正确；

B．DNA连接酶按来源可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，B正确；

C．T4DNA连接酶可连接双链DNA片段间的磷酸和脱氧核糖，C错误；

D．E·coliDNA连接酶只能连接具有黏性末端的双链DNA片段，D正确。

故选C。

15．【答案】B

【解析】

试题分析：

生物工程中酶的作用：
1．DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。
2．DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。
3．限制性核酸内切酶：从DNA链的内部进行切割，分为限制性内切酶和非限制性内切酶。
4．DNA修饰酶是指对DNA分子进行修饰的酶，目前基因工程中常用的酶有：碱性磷酸酶．末端转移酶．甲基化酶。
5．反转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶，既可以用DNA为模板，也可以用RNA为模板进行互补链的合成。基因工程中主要功能是利用真核mRNA为模板反转录cDNA，用来建立cDNA文库，进而分离为特定蛋白质编码的基因。

解答：

A．限制酶--识别并在特定位置切断DNA分子中的磷酸二酯键，A正确；
B．RNA聚合酶--与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录，B错误；
C．DNA连接酶--将分开的DNA片段通过特定末端连接在一起，形成磷酸二酯键，C正确；
D．DNA聚合酶--将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成DNA单链，D正确。
故选B。

16．【答案】A

【解析】

试题分析：

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。

解答：

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，故选A。

17．【答案】D

【解析】

试题分析：

单倍体育种的过程：花药离体培养．秋水仙素诱导染色体加倍；多倍体育种是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。单倍体育种和多倍体育种的原理都是染色体变异。三倍体无子西瓜的培养过程是：利用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，使之变成四倍体植株，再用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，结出三倍体的种子。第二年将此三倍体的西瓜种子种下去，授以二倍体的花粉，结出三倍体的无子西瓜。

解答：

A．单倍体育种和多倍体育种的育种原理都是染色体数目变异，A正确；

B．单倍体育种过程中通常需要用秋水仙素处理幼苗使细胞中染色体加倍，多倍体育种过程中通常要用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使细胞中染色体数目加倍，B正确；

C．由上述分析可知，无子西瓜可以通过多倍体育种获得，原理是染色体数目变异，C正确；

D．基因工程育种可以按照人类的意愿定向改变生物的性状，D错误。

故选D。

18．【答案】C

【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．构建基因表达载体时，常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒，以产生相同的黏性末端，A正确；

B．在三种工具中最常用载体--质粒的化学本质是DNA，其基本单位是脱氧核糖核苷酸；两种酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，B正确；

C．DNA连接酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子缝合针”，C错误；

D．限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离获得，具有识别特定核苷酸序列的能力，即具有专一性，D正确。

故选C。