生物选择性必修3 生物技术与工程第一节 基因工程的原理巩固练习

【精选】第一节基因工程的原理-3课时练习

一．单项选择

1．关于基因工程的操作步骤，正确的是（   ）

①将目的基因导入受体细胞 ；    ②目的基因与运载体结合 ；

③提取目的基因 ；              ④目的基因的检测与鉴定。

A．③①②④ B．②③①④ C．①③④② D．③②①④

2．图中切割DNA分子的酶是（    ）

A．RNA聚合酶

B．DNA连接酶

C．DNA聚合酶

D．限制性核酸内切酶

3．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

4．某科学家从细菌中分离出了耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在，下列说法不正确的是

A．基因a要导入马铃薯某细胞中需要限制性核酸内切酶，DNA连接酶和运载体等工具

B．基因工程中使用的酶都能够识别特定的碱基序列

C．导入的对象可以是马铃薯的受精卵也可以是马铃薯的体细胞

D．目的基因进入受体细胞后可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制，传给子代细胞

5．下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如图，已知某DNA在目的基因的两端1．2．3．4四处有BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位点。现用BamHⅠ和EcoRⅠ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BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ

B．1为EcoRⅠ，2为BamHⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ

C．1为PstⅠ，2为EcoRⅠ，3为EcoRⅠ，4为BamHⅠ

D．1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为PstⅠ，4为EcoRⅠ

6．下列关于 DNA 连接酶的作用叙述正确的是（    ）

A．DNA 连接酶的基本组成单位是脱氧核苷酸

B．将单个脱氧核苷酸加到 DNA 片段的骨架上连接起来，重新形成磷酸二酯键

C．连接 DNA 链上碱基之间的氢键

D．将断开的两个 DNA 片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键

7．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

8．下列有关质粒的叙述，正确的是（    ）

A．质粒是存在于细菌中的一种细胞器

B．质粒改造后可用作基因工程的载体

C．质粒上基因的表达不遵循中心法则

D．质粒一般具有合成抗生素的基因以便筛选受体细胞

9．限制酶的作用对象具有高度的特异性，该特异性一般不是针对（    ）

A．特定的脱氧核苷酸序列

B．两个特定相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键

C．特定的DNA片段

D．特定的生物

10．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．XhoI B．HpaI和BamHI C．HpaI和XhoI D．BamHI和XhoI

11．科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是(       )

A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，可以用花粉管通道法

B．人的生长素基因只存在于在小鼠的膀胱上皮细胞中

C．进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵中

D．采用抗原-抗体杂交技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组

12．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

13．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

14．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

15．下表为常用的限制性核酸内切酶（限制酶）及其识别序列和切割位点，由此推断的以下说法中，正确的是

（注：Y=C或T，R=A或G）

A．一种限制酶可能识别2种核苷酸序列

B．限制酶切割后一定形成黏性末端

C．不同的限制酶切割DNA分子形成的黏性末端一定不同

D．限制酶的切割位点在识别序列内部

16．下列有关质粒的叙述，正确的是

A．质粒是存在于细菌中的一种细胞器

B．质粒改造后可用作基因工程的载体

C．质粒上基因的表达不遵循中心法则

D．质粒必须具有抗生素基因以便筛选

17．下图甲表示限制酶EcoR I的识别序列和切割位点，图乙表示DNA片段，图丙表示质粒及限制酶的切割位点。下列分析正确的是（    ）

A．目的基因被EcoR I切割后将产生序列为—TTAA的平末端

B．限制酶作用于图乙中的①，DNA连接酶作用于②和③

C．用HindⅢ和Pst I两种限制酶切割质粒，不会影响含目的基因的受体细胞的筛选

D．用PstI和EcoR I两种限制酶切割质粒，有利于目的基因与质粒正确连接

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】D

【解析】

试题分析：

基因工程的基本操作步骤主要包括四个步骤：目的基因的获取．基因表达载体的构建．将目的基因导入受体细胞．目的基因的检测与鉴定。

解答：

基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取②基因表达载体的构建③将目的基因导入受体细胞 ④目的基因的检测与鉴定。

故选D。

2．【答案】D

【解析】

试题分析：

RNA聚合酶是以一条DNA链或RNA为模板催化合成RNA的酶；DNA连接酶主要用于基因工程，将由限制性核酸内切酶“剪”出的粘性末端重新组合，故也称“基因针线”。

DNA聚合酶是以亲代DNA为模板，催化底物核苷酸分子聚合形成子代DNA的一类酶。限制性核酸内切酶是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的一类酶。

解答：

A．根据图示，该酶的作用是切割DNA，而RNA聚合酶是催化合成RNA的酶，A错误；

B．DNA连接酶是将由限制性核酸内切酶“剪”出的粘性末端重新组合，与图示酶作用不同，B错误；

C．DNA聚合酶是以亲代DNA为模板，催化底物核苷酸分子聚合形成子代DNA的一类酶，其作用与图示不同，C错误；

D．根据图示，能特异性识别特定的DNA位点并对该DNA分子进行切割的酶是限制性核酸内切酶，D正确。

故选D。

3．【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。

4．【答案】B

【解析】将目的基因导入马铃薯某细胞中需要限制性核酸内切酶，DNA连接酶和运载体等工具，A正确；基因工程中使用的酶包括限制酶和DNA连接酶，其中只有限制酶能够识别特定的碱基序列，B错误；导入的对象可以是马铃薯的受精卵也可以是马铃薯的体细胞，但导入体细胞后，还需要采用植物组织培养技术，C正确；目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞，使之定向变异，从而改变其遗传性状，D正确。

5．【答案】A

【解析】

试题分析：

由于限制酶具有特异性，一种限制酶只能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并形成特定的黏性末端．题干中提出“为防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状”，即要求目的基因两侧的黏性末端不同，因此一般选择不同的限制酶进行切割。

解答：

A．如果1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ，则用BamHⅠ和EcoRⅠ两种酶同时切割该DNA片段，将会在2处和3处将目的基因切割，并且形成了不同的黏性末端，可以防止目的基因的自身环化，A正确；
B．如果1为EcoRⅠ，2为BamHⅠ，3为BamHⅠ，4为PstⅠ，则用BamHⅠ和EcoRⅠ两种酶同时切割该DNA片段，将会在2处和3处将目的基因切割，并且2处和3处形成了相同的黏性末端，不符合题意，B错误；
C．C项中2处和3处均被EcoRⅠ酶切割，因此2处和3处形成了相同的黏性末端，不符合题意，C错误；
D．如果1为BamHⅠ，2为EcoRⅠ，3为PstⅠ，4为EcoRⅠ，则用BamHⅠ和EcoRⅠ两种酶同时切割该DNA片段，将会在2处和4处将目的基因切割，并且黏性末端相同，不符合题意，D错误。
故选A。

6．【答案】D

【解析】

试题分析：

DNA连接酶和DNA聚合酶的区别：

①DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键；

②DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来；

③DNA连接酶不需要模板，而DNA聚合酶需要模板。

解答：

A．DNA 连接酶的基本组成单位是氨基酸，A错误；

B．DNA聚合酶能将单个的脱氧核苷酸连接到主链上，B错误；

C．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，C错误；

D．DNA连接酶能将断开的两个 DNA 片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键，D正确。

故选D。

7．【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。

8．【答案】B

【解析】

试题分析：

9．【答案】D

【解析】

试题分析：

有关限制酶，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）特点：具有特异性，即能够识别双链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）作用结果：形成黏性末端和平末端两种。

解答：

A．限制酶具有专一性，能识别特定的脱氧核苷酸序列，A正确；

B．限制酶可以识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点对相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割，B正确；

C．限制酶具有专一性，能识别特定的DNA片段，C正确；

D．限制酶不识别特定的生物，D错误。

故选D。

10．【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。

11．【答案】C

【解析】

试题分析：

解答：

A．花粉管通道法用于将目的基因导入植物细胞，A错误；

B．小鼠的体细胞是由同一个受精卵分裂和分化来的，核遗传物质相同，故小鼠的膀胱上皮细胞中也含有人的生长素基因，B错误；

C．由于受精卵的全能性最高，所以进行基因转移时通常将外源基因转入受精卵中，C正确；

D．检测外源基因是否插入了小鼠的基因组通常采用DNA分子杂交技术，D错误。

故选C。

12．【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。

13．【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。

14．【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。

15．【答案】A

【解析】

试题分析：

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，形成黏性末端和平末端两种。

解答：

A．Sau3AⅠ能识别GATC，也能识别GGATCC，A正确；

B．限制酶切割后可能形成黏性末端，例如：BamHⅠ．EcoRⅠ．KpnⅠ．Sau3AⅠ；限制酶切割后也可能形成平末端，例如：HindⅡ．SmaⅠ，B错误；

C．不同限制酶切割后可形成相同的黏性末端，例如：BamHⅠ和Sau3AⅠ，C错误；

D．限制酶的切割位点可能在序列内部，例如：BamHⅠ．EcoRⅠ．KpnⅠ．HindⅡ．SmaⅠ；限制酶的切割位点可能在序列外部，例如：Sau3AⅠ，D错误。

故选A。

16．【答案】B

【解析】

试题分析：

17．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：甲图中限制酶切割完成后形成的黏性末端为—TTAA；乙图中①是氢键，③是磷酸二酯键；丙图四环素和青霉素抗性基因为标记基因，其他为限制酶切割位点。

解答：

A．当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两链分别切开时，产生的是黏性末端，当限制酶在它识别序列中心轴线处切开时，产生的是平互末端，由图，目的基因被EcoR I切割后将产生序列为—TTAA的黏性末端，A错误；

B．限制酶和DNA连接酶作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键即图中③处化学键，B错误；

C．HindⅢ和Pst I两种限制酶切割位点分别位于四环素和青霉素抗性基因部位，抗性基因为标记基因，其作用是便于目的基因的鉴定和筛选，C错误；

D．用PstI和EcoR I两种限制酶切割质粒，可以防止质粒自身的环化，有利于目的基因与质粒正确连接，D正确。

故选D。

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。