高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具练习题

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 重组DNA技术的基本工具练习题，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

基 础 题 组
一、选择题
1．下列关于DNA的粗提取和鉴定实验的叙述，正确的是( D )
A．用猪血作为材料，原因是猪血红细胞有细胞核
B．用二苯胺试剂进行鉴定，原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色
C．用酒精进行提纯，原因是DNA溶于酒精，蛋白质不溶于酒精
D．用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同
解析： 猪是哺乳动物，做DNA粗提取和鉴定实验时，实验材料用鸡血而不用猪血，原因是哺乳动物的成熟的红细胞中没有细胞核和细胞器，因此不含DNA，A错误；DNA溶液加入二苯胺试剂必须在沸水浴条件下才呈现蓝色，B错误；在对DNA提纯时，由于DNA不溶于酒精，而其他杂质可以溶于酒精，因此可以除去溶于酒精的杂质，C错误；由于DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，根据此原理可以对DNA粗提取，D正确。故选D。
2．(2023·河南高二实验中学校考期中)有关限制性内切核酸酶的描述，错误的是( C )
A．化学本质是蛋白质
B．活性受温度影响
C．能识别和切割RNA
D．可从原核生物中提取
解析： 限制酶的化学本质是蛋白质，A正确；酶的作用条件温和，受温度、pH等条件的影响，B正确；限制酶只能识别和切割DNA，C错误；限制酶主要从原核生物中提取，D正确。故选C。
3．下列关于质粒的叙述，正确的是( B )
A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B．质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子
C．细菌质粒和真核细胞DNA的基本结构单位不同
D．细菌质粒的复制过程一定是在细胞外独立进行的
解析： 质粒广泛存在于细菌细胞中，是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子，不是细胞器，A错误；质粒是细菌细胞质中能够自主复制的小型环状DNA分子，B正确；细菌质粒是环状DNA分子，和真核细胞DNA的基本结构单位相同，均为脱氧核苷酸，C错误；有的质粒可以整合到宿主细胞的染色体DNA上，伴随宿主细胞一起复制，如Ti质粒的T－DNA，D错误。故选B。
4．(2023·吉林长春高二第八中学校考阶段练习)下列关于如图所示黏性末端的叙述，不正确的是( A )
A．①与③是由相同限制酶切割产生的
B．DNA连接酶可催化①与③的连接
C．经酶切形成④需要2分子水
D．DNA聚合酶不能作用于上述黏性末端
解析： 不同限制酶切割生成的黏性末端也会相同，因此①与③不一定是由相同限制酶切割产生的，A错误；由于①与③的黏性末端相同，所以DNA连接酶可催化①与③的拼接，B正确；形成④需要断裂两个磷酸二酯键，因此需要消耗2分子的水，C正确；DNA聚合酶无法作用于黏性末端，它是在DNA复制时连接单个脱氧核苷酸，D正确。故选A。
5．下列关于生物学实验的相关叙述，正确的是( D )
A．提取绿叶中色素的实验中，研磨时加入过量的CaCO3会破坏叶绿素
B．观察洋葱根尖细胞有丝分裂时，可观察到一个细胞连续分裂过程
C．显微镜观察黑藻细胞分裂时，中心体会在间期复制，前期发出星射线形成纺锤体
D．鉴定还原性糖的斐林试剂和鉴定DNA的二苯胺试剂都需要现配现用
解析： 提取绿叶中色素的实验中，研磨时加入的CaCO3是为了保护叶绿素，A错误；制作洋葱根尖细胞有丝分裂临时装片，其中的细胞均为死细胞，不能观察到一个细胞连续分裂过程，B错误；黑藻是高等植物，不含有中心体，C错误；斐林试剂和二苯胺试剂都是现配现用的，否则将无法得到相应的实验现象，D正确。故选D。
6．(2023·陕西省神木中学校考阶段练习)研究人员从萤火虫腹部提取出荧光酶基因并将它转入到植物体细胞内，创造出夜晚能发出荧光的植物。下列相关叙述错误的是( A )
A．荧光植物的育种方法为基因工程，需要使用限制酶和DNA聚合酶
B．该荧光酶基因表达产物能催化萤火虫腹部的一系列反应从而发光
C．荧光植物的诞生证明基因可通过控制酶的合成控制生物性状
D．荧光酶基因能在植物细胞内表达，证明生物共用同一套遗传密码子
解析： 荧光植物采用基因工程育种的方法，需要使用限制酶和DNA连接酶，A错误；酶具有催化作用，荧光酶基因表达产物能催化萤火虫腹部的一系列反应从而发光，B正确；题中信息体现了基因可通过控制酶的合成来控制细胞代谢，进而控制生物的性状，C正确；所有生物通用一套遗传密码子，保证了生物之间的基因能够进行转移并表达，荧光酶基因能在植物细胞内表达，证明生物共用同一套遗传密码子，D正确。故选A。
二、非选择题
7．(2023·河北张家口尚义县第一中学校考阶段练习)下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，回答下列问题：
(1)1970年，阿尔伯(W.Arber)等在细菌中发现了第一个限制酶，而在该细菌中没有此限制酶的识别序列，推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是_切割外来DNA，起到防御作用__。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为 —A
—TGCGC，则与之连接的目的基因切割末端应为 CGCGT—
A— ；可使用_DNA连接酶__把质粒和目的基因连接在一起。若“缝合”两个双链DNA片段的平末端，需用_T4_DNA连接__酶连接。
(3)常用的载体除质粒外，还有_噬菌体、动植物病毒__(填两种)。
解析：(1)细菌中没有此限制酶的识别序列，该限制酶在细菌细胞中的作用可能是切割外来DNA，起到防御作用。(2)若质粒DNA分子的切割末端为 —A
—TGCGC，根据碱基互补配对原则，则与之连接的目的基因切割末端应为 CGCGT—
A—；可使用DNA连接酶把质粒和目的基因连接在一起。若“缝合”两个双链DNA片段的平末端，需用T4 DNA连接酶连接。(3)常用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒。
能 力 提 升
一、选择题
1．(2023·河北省滦州市第二中学校考期中)DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是( D )
A．能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B．能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键
C．只能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键
D．T4 DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，也能连接平末端
解析： DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，A错误；DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键，B错误；DNA连接酶能连接用不同种限制酶切开的具有相同黏性末端的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键，C错误；T4 DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，又能连接双链DNA片段的平末端，D正确。故选D。
2．下列有关基因工程中使用的工具酶的叙述，正确的是( C )
A．DNA连接酶是从T4噬菌体中分离出来的酶
B．限制酶主要是从真核生物细胞中分离纯化出来的
C．识别不同核苷酸序列的限制酶，切割的末端可能相同
D．T4 DNA连接酶连接黏性末端和平末端的效率相同
解析： DNA连接酶按来源不同分为E.cli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，其中E.cli DNA连接酶来源于大肠杆菌，而T4 DNA连接酶是从T4噬菌体中分离纯化出来的酶，A错误；限制酶主要是从原核生物细胞中分离纯化出来的，B错误；识别不同核苷酸序列的限制酶，切割后露出的末端可能相同，C正确；T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，但是连接平末端的效率低，D错误。故选C。
3．(2023·江苏徐州高二统考阶段练习)生物工程是一门生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性的科学技术，近些年来发展迅猛，硕果累累，下列关于生物工程的说法，不正确的是( A )
A．植物体细胞杂交和动物细胞融合技术的原理是一样的，植物组织培养和动物细胞培养技术的原理是不同的
B．从理论上讲，基因工程和细胞工程都可以定向改造生物的遗传物质和克服远缘杂交不亲和的障碍
C．基因工程的工具酶有限制酶、DNA连接酶等，细胞工程的工具酶有纤维素酶、胰蛋白酶等
D．通过基因工程和发酵工程可以生产出乙肝疫苗、胰岛素、某些种类的单克隆抗体
解析： 植物体细胞杂交包括两大步骤，一是细胞融合，其原理是细胞膜的流动性，二是植物组织培养，其原理是植物细胞的全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性和细胞的增殖，A错误；基因工程和细胞工程都可以定向改造生物的遗传性状，B正确；植物体细胞杂交时，需要采用纤维素酶和果胶酶去壁；动物细胞培养时，需要采用胰蛋白酶对组织进行消耗处理，获得单个细胞；基因工程需要限制酶和DNA连接酶，C正确；利用基因工程和发酵工程可以生产生物药品，如乙肝疫苗、胰岛素、单克隆抗体等，D正确。故选A。
4．科学家卡彭蒂耶和杜德纳因利用CRISPR/Cas9系统编辑生物的基因组DNA而被授予诺贝尔化学奖。该技术需要向细胞中加入人工合成的引导RNA和一种来自细菌的Cas9蛋白，工作原理如图所示。下列相关叙述错误的是( C )
A．Cas9是一种能使磷酸二酯键发生断裂的蛋白质分子
B．细菌可凭借细胞中的CRISPR/Cas9抵抗噬菌体入侵
C．在引导RNA中存在着A—T、G—C碱基互补配对方式
D．人为改变引导RNA的序列可改变Cas9的切割部位
解析： 据图可知，Cas9蛋白功能类似于基因工程中限制酶的作用，Cas9能够切割DNA，是一种能使磷酸二酯键断裂的酶，化学本质为蛋白质，A正确；Cas9蛋白功能类似于限制酶，可切割外源DNA，保护自身，B正确；据图可知，引导RNA有折叠成双链的片段，故在单链引导RNA中也存在碱基互补配对，但RNA没有碱基T，不存在A—T配对，C错误；引导RNA能识别并结合特定的DNA序列，人为改变引导RNA的序列可实现对特定基因的切割，D正确。故选C。
5．(2023·陕西延安高二校考期中)下表为常用的限制性内切核酸酶及其识别序列和切割位点，有关说法正确的是( B )
(注：Y表示C或T，R表示A或G)
A．限制性内切核酸酶的切点位于识别序列的内部
B．限制性内切核酸酶切割后不一定形成黏性末端
C．一种限制性内切核酸酶只能识别一种脱氧核苷酸序列
D．不同限制性内切核酸酶切割后一定形成不同的黏性末端
解析： 根据表格分析，限制性内切核酸酶的切点不一定位于识别序列的内部，也可能在识别位点的外部，如Sau3AⅠ，A错误；限制性内切核酸酶切割后不一定形成黏性末端，也可能是平末端，如HindⅡ、SmaⅠ，B正确；一种限制性内切核酸酶不一定只能识别一种脱氧核苷酸序列，如HindⅡ能识别多种序列，C错误；不同限制性内切核酸酶切割后也可以形成相同的黏性末端，如BamHⅠ和Sau3AⅠ，D错误。故选B。
6．下图是4种限制酶的识别序列及其酶切位点，下列叙述错误的是( C )
A．不同类型的限制酶切割后，有的产生黏性末端，有的产生平末端
B．不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端
C．用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒，连接形成重组DNA分子后，重组DNA分子不能被酶2识别
D．用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后，其产物经T4 DNA连接酶催化能连接形成重组DNA分子
解析： 结合图示可知，不同类型的限制酶切割后，有的产生黏性末端(酶1和酶2)，有的产生平末端(酶3和酶4)，A正确；不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端，如图中的酶1和酶2，B正确；用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒，形成的末端序列相同，连接形成重组DNA分子后，重组DNA分子仍能被酶2识别，C错误；用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后，产生的是平末端，而T4 DNA连接酶能将平末端连接起来，即用酶3和酶4切割目的基因和质粒形成的产物经T4 DNA连接酶催化可以连接形成重组DNA分子，D正确。故选C。
7．(2023·安徽六安舒城中学校考期中)下列关于各种酶作用的叙述，错误的是( D )
A．解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开
B．DNA连接酶连接不同脱氧核苷酸的磷酸基和脱氧核糖
C．RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，并催化遗传信息的转录
D．一种限制性内切核酸酶能识别多种核苷酸序列，可切割出多种目的基因
解析： DNA解旋酶的作用是作用于氢键，把两条链解开，A正确；DNA连接酶连接不同脱氧核苷酸的磷酸基和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，B正确；RNA聚合酶与基因非编码区上的特定位点结合，催化基因转录，C正确；一种限制性内切核酸酶只能识别特定的核苷酸序列，D错误。故选D。
二、非选择题
8．(2023·黑龙江大庆高二铁人中学校考期中)家禽的饲料中富含谷物，纤维素是谷物的重要成分，但家禽消化道中缺少能降解纤维素的酶，阻碍了家禽对饲料的吸收与利用。研究人员利用转基因技术改造乳酸杆菌，将其添加到饲料中，以提高家禽养殖效率。枯草芽孢杆菌能分泌一种可降解纤维素的酶，这种酶由W基因编码。为在乳酸杆菌中表达W基因，需使用图1中质粒作为载体，图2为含W基因的DNA片段。回答下列问题：
(1)常见的乳酸菌除乳酸杆菌外，还有_乳酸链球菌__。家禽肠道内的乳酸杆菌可利用葡萄糖通过细胞呼吸产生酸性物质，抑制有害细菌的生长和繁殖，维持肠道的正常功能，请写出相关的反应式： C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋能量 。
(2)利用PCR技术扩增W基因时，用到的DNA聚合酶与普通的酶相比，具有的特点是_耐高温__。扩增完成后，常采用_琼脂糖凝胶电泳__法来鉴定PCR的产物。为得到含W基因的乳酸杆菌，可采用平板划线法纯化乳酸杆菌，进行划线操作要注意：_从第一次划线的末端开始进行第二次划线；不要将最后一次的划线与第一次的划线相连；每次划线前要灼烧接种环；在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环__(写出2点即可)。
(3)W基因以乙链为转录模板链，转录时mRNA自身延伸的方向为5′→3′。下表是几种限制酶的识别序列及切割位点，图1、图2标注了相关限制酶的酶切位点。为获得能正确表达W基因的重组质粒，应分别使用哪些限制酶对质粒和含W基因的DNA片段进行切割？
质粒：_限制酶HindⅢ、MfeⅠ__，含W基因的DNA片段：_限制酶HindⅢ、EcRⅠ__。
解析：(1)乳酸菌属于原核生物，常见的乳酸菌除乳酸杆菌外，还有乳酸链球菌；乳酸杆菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生乳酸，其反应式为：C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋能量。(2)PCR是一项体外扩增DNA的技术，该过程中温度可能达到90 ℃左右，故用到的DNA聚合酶与普通的酶相比，具有的特点是耐高温；PCR的产物为DNA，其鉴定方法是琼脂糖凝胶电泳法；用平板划线法纯化乳酸杆菌，目的是得到单菌落，且该过程应注意无菌操作，故进行划线操作要注意的是：从第一次划线的末端开始进行第二次划线；不要将最后一次的划线与第一次的划线相连；每次划线前要灼烧接种环；在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环。(3)选择限制酶时应注意：不能破坏目的基因，质粒要确保至少含有一个完整的标记基因，目的基因和质粒切割后形成的黏性末端还要能互补配对，据图分析，BamHⅠ会切割到启动子，EcRⅠ在质粒上有两个酶切位点，故均不能选择，MfeⅠ与EcRⅠ切割后产生的黏性末端相同，但MfeⅠ会破坏目的基因，故质粒使用限制酶MfeⅠ、HindⅢ切割，含W基因的DNA片段使用限制酶EcRⅠ、HindⅢ切割(能切下目的基因)。
限制性内
切核酸酶
识别序列和
切割位点
限制性核
酸内切酶
识别序列和
切割位点
BamHⅠ
G↓GATCC
KpnⅠ
GGTAC↓C
EcRⅠ
G↓AATTC
Sau3AⅠ
↓GATC
HindⅡ
GTY↓RAC
SmaⅠ
CCC↓GGG
限制酶
EcR Ⅰ
BamH Ⅰ
KpnⅠ
Mfe Ⅰ
Hind Ⅲ
识别序列及
切割位点