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高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具优秀课后作业题
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具优秀课后作业题，文件包含31《重组DNA技术的工具》原卷版分层练习docx、31《重组DNA技术的工具》解析版分层练习docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
单选题
1．质粒是基因工程最常用的载体，下列有关质粒的说法正确的是（ ）
A．质粒不仅存在于细菌中，也存在于某些病毒中B．细菌的基因只存在于质粒上
C．质粒为小型环状DNA分子D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一
2．如图是以鸡血为材料进行“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。用高浓度（2ml/L）的NaCl溶液可溶解DNA，低浓度使DNA析出。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图a中加入蒸馏水使细胞吸水涨破，鸡血可用猪血代替
B．图a和图c操作完成后需过滤，过滤后均取滤液
C．若在图d操作前增加低浓度NaCl溶液处理步骤d1，且重复c和d1，可除去多种杂质
D．图d在滤液中加入冷却的95%酒精后，出现的白色丝状物就是粗提取的DNA
3．像BclⅠ（-T↓GATCA-）、BglⅡ（-A↓GATCT-）、MbⅠ（-↓GATC-）这样，识别序列不同、，但能产生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的限制酶对质粒和目的基因进行切割，并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
4．油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种（gg）和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种（GGRR），育种过程如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．过程①发生基因突变，基因g的碱基排列序列发生改变
B．过程②需要用限制酶、DNA连接酶等基因工程的工具
C．过程③的原理是基因重组，需要较长时间的选择和培育
D．过程③还可用单倍体育种，需用秋水仙素处理萌发的种子
5．下列生物工程中所用物质与其发挥的作用，不能正确对应的是（ ）
A．灭活病毒——诱导动物细胞融合B．重组质粒——携带外源基因进入受体细胞
6．2013年，张锋首次利用CRISPR/Cas9系统对哺乳动物细胞进行了基因组编辑，引起世界的轰动，使用该技术需要向进行编辑的细胞中加入人工合成的作为“向导”的短链RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9。下列叙述正确的是（ ）
A．细菌中的核酸酶Cas9由细胞内的具膜细胞器核糖体合成
B．基因组编辑技术已取得成功，可以根据自身需求随意“改造”基因
C．短链RNA与目的基因的DNA序列结合时，会出现A与T的配对
D．该哺乳动物成熟的红细胞以DNA的两条链为模板合成子代DNA
7．下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是（ ）
A．限制酶将DNA双链切割成两条单链
B．同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割质粒，因此不具有专一性
C．序列—CTAG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端相同
D．E．cli DNA连接酶能催化平末端和黏性末端的连接
8．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（ ）
A．①③②④B．①④②③C．①②④③D．①④③②
9．某细菌环状DNA（其中碱基A有80个）的复制主要分四个阶段：①H链首先开始合成；②H链继续合成；③L链开始合成；④H链先完成合成，L链的合成随后结束（如图所示）。该过程中两条链的复制是不同步的。下列分析正确的是（ ）
A．该细菌DNA复制过程中需要RNA聚合酶和限制酶
B．该细菌DNA复制过程中，①阶段以H链为模板合成子代DNA链
C．若¹⁵N标记的该细菌在含¹⁴N的培养液中培养1代，将DNA解旋后离心，只出现1条带
D．若该细菌复制一次、转录一次，不能计算出此过程中共需要消耗游离的碱基A的数量
10．DNA半不连续复制假说是指DNA复制时，一条子链连续形成，另一条子链先形成短片段后再进行连接（如图1）。为验证假说，某小组进行如下实验：培养T4噬菌体→于不同时刻分离噬菌体DNA→加热→离心→检测相应位置DNA单链片段含量，结果如图2。下列相关叙述错误的是（ ）
A．加热的目的是使DNA解旋，从而获取不同时刻形成的长短不同的DNA单链片段
B．与60秒相比，120秒结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长片段
C．若以DNA连接缺陷的噬菌体为材料，则图2中的曲线峰值将右移
11．大肠杆菌在紫外线照射下，其DNA会以很高的频率形成胸腺嘧啶二聚体。含有胸腺嘧啶二聚体的DNA复制时，以变异链为模板形成的互补链相应区域会随意掺入几个碱基，从而引起基因突变，如图1所示。图2为大肠杆菌细胞内存在的两种DNA修复过程，可见光会刺激光解酶的合成量增加。下列叙述正确的是（ ）
A．紫外线照射后的大肠杆菌在黑暗时比在可见光下更容易出现变异类型
B．内切酶能切割与胸腺嘧啶二聚体直接连接的磷酸二酯键
C．DNA修复机制的存在杜绝了大肠杆菌产生突变体的可能性
D．若图1所示DNA的分子未被修复，则复制3次后突变DNA占总数的一半
12．下图为不同限制性核酸内切膀识别的序列及切割位置（箭头所指），下列叙述错误的是（ ）
A．图示4种限制性核酸内切酶均不能够识别和切割RNA分子内的核苷酸序列
B．若DNA上的碱基随机排列，Nt I限制性核酸内切酶切割位点出现频率较其他三种限制性核酸内切酶高
C．酶切时使用两种限制酶同时处理是为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
D．用酶Bgl II切出的目的基因与酶BamH I切割的质粒重组后，则不能再被这两种酶切开
二、综合题
13．如下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。
(1)a代表的物质和质粒的化学本质相同，都是______，二者还具有其他共同点，如①_______，②_____________（写出两条即可）。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为，则与之连接的目的基因切割末端应为_____________；可使用___________把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为__________，其作用是_____________。
(4)下列常在基因工程中用为载体的是（ ）
A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B．土壤农杆菌环状RNA分子
C．大肠杆菌的质粒
D．动物细胞的染色体
(5)其他的载体有_________和________。
14．下图中的图1和图2分别表示的是EcRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。请思考回答问题：
（1）EcRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的化学本质是_________________，其单体是____________。
（2）EcRⅠ限制酶识别的碱基序列是____________，EcRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的识别序列不相同，说明限制酶具有__________性。
（3）由图2可知，当限制酶在它识别序列的__________切开时，产生的末端是平末端；要将图1中的末端再连接起来，需要用___________________________酶。
（4）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______________________________。
15．科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉，该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示（不同限制酶的识别序列和酶切位点：BamHI5－G↓GATCC－3'，BclI5'－T↓GATCA－3'，Sau3AI5－↓GATC－3'，Hind Ⅲ5'－A↓AGCTT－3'）。请分析并回答以下问题：
(1)将抗虫基因转入棉花细胞前，可以通过PCR扩增获得大量抗虫基因，PCR扩增前应根据______设计引物。培育转基因棉花的核心工作是______。由图1和图2分析可知，研究人员应选择______限制酶处理含抗虫基因的DNA片段，在处理质粒的时候应选择______限制酶。
(2)蛋白酶抑制剂基因也是一种抗虫基因，某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPin1A）的基因单独或共同转化，获得转基因植株。
①将抗虫基因转入植物体内时，除了采用我国科学家独创的花粉管通道法，还可以采用______法，使用该方法时，应将抗虫基因插入到质粒的______区域。
②标记基因可用于检测目的基因是否导入，由图2可知，应选含有______的培养基筛选含有重组质粒的细胞。为了检测目的基因在受体细胞中是否稳定表达，在分子水平上的检测方法为______。
③图3为将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPin1A）的基因单独或共同转化的实验结果，据结果分析，____（选填“NaPI”或“StpinlA”或“NaPI＋StpinlA”）转基因棉花的抗虫效果最佳，得出该结论的原因是___。
16．取两支20mL的试管，各加入2ml/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。
结果分析与评价
(1)你提出白色丝状物或沉淀物了吗？___________ 用二苯胺试剂鉴定的结果如何？__________
(2)你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？____________
(3)与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因________。
进一步探究
(4)本实验只是对DNA进行了粗提取，请查阅资料，了解实验室提取纯度较高的DNA的一种方法，并与本实验中所使用的方法进行比较，总结两种方法的异同_________。选项
切割质粒
切割目的基因
结果分析
A
BclI和BglⅡ
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定相同
B
BclI和BglⅡ
MbI
切割后的质粒不可自我环化，切割后的目的基因可以自我环化
C
MbI
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒可被MbI再次切开，但可能无法被BclI和BglⅡ再次切开
D
MbI
MbI
切割后的质粒可以自我环化，切割后的目的基因也可以自我环化
单选题
1．质粒是基因工程最常用的载体，下列有关质粒的说法正确的是（ ）
A．质粒不仅存在于细菌中，也存在于某些病毒中B．细菌的基因只存在于质粒上
C．质粒为小型环状DNA分子D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一
2．如图是以鸡血为材料进行“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。用高浓度（2ml/L）的NaCl溶液可溶解DNA，低浓度使DNA析出。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图a中加入蒸馏水使细胞吸水涨破，鸡血可用猪血代替
B．图a和图c操作完成后需过滤，过滤后均取滤液
C．若在图d操作前增加低浓度NaCl溶液处理步骤d1，且重复c和d1，可除去多种杂质
D．图d在滤液中加入冷却的95%酒精后，出现的白色丝状物就是粗提取的DNA
3．像BclⅠ（-T↓GATCA-）、BglⅡ（-A↓GATCT-）、MbⅠ（-↓GATC-）这样，识别序列不同、，但能产生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的限制酶对质粒和目的基因进行切割，并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
4．油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种（gg）和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种（GGRR），育种过程如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．过程①发生基因突变，基因g的碱基排列序列发生改变
B．过程②需要用限制酶、DNA连接酶等基因工程的工具
C．过程③的原理是基因重组，需要较长时间的选择和培育
D．过程③还可用单倍体育种，需用秋水仙素处理萌发的种子
5．下列生物工程中所用物质与其发挥的作用，不能正确对应的是（ ）
A．灭活病毒——诱导动物细胞融合B．重组质粒——携带外源基因进入受体细胞
6．2013年，张锋首次利用CRISPR/Cas9系统对哺乳动物细胞进行了基因组编辑，引起世界的轰动，使用该技术需要向进行编辑的细胞中加入人工合成的作为“向导”的短链RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9。下列叙述正确的是（ ）
A．细菌中的核酸酶Cas9由细胞内的具膜细胞器核糖体合成
B．基因组编辑技术已取得成功，可以根据自身需求随意“改造”基因
C．短链RNA与目的基因的DNA序列结合时，会出现A与T的配对
D．该哺乳动物成熟的红细胞以DNA的两条链为模板合成子代DNA
7．下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是（ ）
A．限制酶将DNA双链切割成两条单链
B．同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割质粒，因此不具有专一性
C．序列—CTAG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端相同
D．E．cli DNA连接酶能催化平末端和黏性末端的连接
8．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（ ）
A．①③②④B．①④②③C．①②④③D．①④③②
9．某细菌环状DNA（其中碱基A有80个）的复制主要分四个阶段：①H链首先开始合成；②H链继续合成；③L链开始合成；④H链先完成合成，L链的合成随后结束（如图所示）。该过程中两条链的复制是不同步的。下列分析正确的是（ ）
A．该细菌DNA复制过程中需要RNA聚合酶和限制酶
B．该细菌DNA复制过程中，①阶段以H链为模板合成子代DNA链
C．若¹⁵N标记的该细菌在含¹⁴N的培养液中培养1代，将DNA解旋后离心，只出现1条带
D．若该细菌复制一次、转录一次，不能计算出此过程中共需要消耗游离的碱基A的数量
10．DNA半不连续复制假说是指DNA复制时，一条子链连续形成，另一条子链先形成短片段后再进行连接（如图1）。为验证假说，某小组进行如下实验：培养T4噬菌体→于不同时刻分离噬菌体DNA→加热→离心→检测相应位置DNA单链片段含量，结果如图2。下列相关叙述错误的是（ ）
A．加热的目的是使DNA解旋，从而获取不同时刻形成的长短不同的DNA单链片段
B．与60秒相比，120秒结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长片段
C．若以DNA连接缺陷的噬菌体为材料，则图2中的曲线峰值将右移
11．大肠杆菌在紫外线照射下，其DNA会以很高的频率形成胸腺嘧啶二聚体。含有胸腺嘧啶二聚体的DNA复制时，以变异链为模板形成的互补链相应区域会随意掺入几个碱基，从而引起基因突变，如图1所示。图2为大肠杆菌细胞内存在的两种DNA修复过程，可见光会刺激光解酶的合成量增加。下列叙述正确的是（ ）
A．紫外线照射后的大肠杆菌在黑暗时比在可见光下更容易出现变异类型
B．内切酶能切割与胸腺嘧啶二聚体直接连接的磷酸二酯键
C．DNA修复机制的存在杜绝了大肠杆菌产生突变体的可能性
D．若图1所示DNA的分子未被修复，则复制3次后突变DNA占总数的一半
12．下图为不同限制性核酸内切膀识别的序列及切割位置（箭头所指），下列叙述错误的是（ ）
A．图示4种限制性核酸内切酶均不能够识别和切割RNA分子内的核苷酸序列
B．若DNA上的碱基随机排列，Nt I限制性核酸内切酶切割位点出现频率较其他三种限制性核酸内切酶高
C．酶切时使用两种限制酶同时处理是为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
D．用酶Bgl II切出的目的基因与酶BamH I切割的质粒重组后，则不能再被这两种酶切开
二、综合题
13．如下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。
(1)a代表的物质和质粒的化学本质相同，都是______，二者还具有其他共同点，如①_______，②_____________（写出两条即可）。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为，则与之连接的目的基因切割末端应为_____________；可使用___________把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为__________，其作用是_____________。
(4)下列常在基因工程中用为载体的是（ ）
A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B．土壤农杆菌环状RNA分子
C．大肠杆菌的质粒
D．动物细胞的染色体
(5)其他的载体有_________和________。
14．下图中的图1和图2分别表示的是EcRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。请思考回答问题：
（1）EcRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的化学本质是_________________，其单体是____________。
（2）EcRⅠ限制酶识别的碱基序列是____________，EcRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的识别序列不相同，说明限制酶具有__________性。
（3）由图2可知，当限制酶在它识别序列的__________切开时，产生的末端是平末端；要将图1中的末端再连接起来，需要用___________________________酶。
（4）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______________________________。
15．科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉，该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示（不同限制酶的识别序列和酶切位点：BamHI5－G↓GATCC－3'，BclI5'－T↓GATCA－3'，Sau3AI5－↓GATC－3'，Hind Ⅲ5'－A↓AGCTT－3'）。请分析并回答以下问题：
(1)将抗虫基因转入棉花细胞前，可以通过PCR扩增获得大量抗虫基因，PCR扩增前应根据______设计引物。培育转基因棉花的核心工作是______。由图1和图2分析可知，研究人员应选择______限制酶处理含抗虫基因的DNA片段，在处理质粒的时候应选择______限制酶。
(2)蛋白酶抑制剂基因也是一种抗虫基因，某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPin1A）的基因单独或共同转化，获得转基因植株。
①将抗虫基因转入植物体内时，除了采用我国科学家独创的花粉管通道法，还可以采用______法，使用该方法时，应将抗虫基因插入到质粒的______区域。
②标记基因可用于检测目的基因是否导入，由图2可知，应选含有______的培养基筛选含有重组质粒的细胞。为了检测目的基因在受体细胞中是否稳定表达，在分子水平上的检测方法为______。
③图3为将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPin1A）的基因单独或共同转化的实验结果，据结果分析，____（选填“NaPI”或“StpinlA”或“NaPI＋StpinlA”）转基因棉花的抗虫效果最佳，得出该结论的原因是___。
16．取两支20mL的试管，各加入2ml/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCl溶液中。然后，向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。
结果分析与评价
(1)你提出白色丝状物或沉淀物了吗？___________ 用二苯胺试剂鉴定的结果如何？__________
(2)你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？____________
(3)与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因________。
进一步探究
(4)本实验只是对DNA进行了粗提取，请查阅资料，了解实验室提取纯度较高的DNA的一种方法，并与本实验中所使用的方法进行比较，总结两种方法的异同_________。选项
切割质粒
切割目的基因
结果分析
A
BclI和BglⅡ
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定相同
B
BclI和BglⅡ
MbI
切割后的质粒不可自我环化，切割后的目的基因可以自我环化
C
MbI
BclI和BglⅡ
形成的重组质粒可被MbI再次切开，但可能无法被BclI和BglⅡ再次切开
D
MbI
MbI
切割后的质粒可以自我环化，切割后的目的基因也可以自我环化
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