高中生物沪科版 (2019)选修3第三章 基因工程赋予生物新的遗传特性第一节 基因工程是一种重组DNA技术三、基因工程的基本操作程序课时训练

【优质】三、基因工程的基本操作程序-1课时练习

一．单项选择

1．
下列关于限制性核酸内切酶的叙述，错误的是（    ）。

A． 限制性核酸内切酶可从原核生物中提取

B． 每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列

C． 限制酶能任意切割DNA分子，从而产生大量的DNA片段

D． 用EcoRⅠ切割不同的DNA分子产生的末端能够进行碱基互补配对

2．
科学家选用的质粒往往带有一个抗生素抗性基因，该基因的主要作用是（    ）。

A． 提高受体细胞在自然环境中的耐药性

B． 有利于检测目的基因是否导入受体细胞

C． 增加质粒分子在受体细胞中存活的机会

D． 便于与外源基因连接

3．
质粒是基因工程最常用的载体，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，存在于拟核DNA之外的细胞质中

D． 质粒是基因工程中的重要工具酶之一

4．某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp），先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列叙述错误的是

A. a酶与b酶切断的化学键相同

B. a酶与b酶切出的黏性末端能相互连接

C. a酶与b酶切割该DNA分子位点分别有3个和5个

D. 限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子

5．在基因工程中限制酶是一种重要的工具酶，这种酶（   ）

A. 限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键

B. 主要存在于真核生物中

C. 能识别基因中的非编码区碱基序列            

D. 本身的合成是受基因控制的

6．下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（    ）

A. A    B. B    C. C    D. D

7．
下图表示构建重组DNA分子的过程，其中a．b．c．d 代表不同的结构或物质。下列有关说法错误的是

A． a的本质是双链环状DNA

B． b能够识别和切割特定的核苷酸序列

C． c是具有缝合DNA片段作用的DNA聚合酶

D． 可用聚合酶链式反应(PCR)扩增d

8．
下图为四种限制酶BamHⅠ．EcoRⅠ．HindⅢ以及BglⅡ的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列应该为（）。

A． BamHⅠ和BglⅡ； 末端互补序列—GATC—

B． BamHⅠ和HindⅢ；末端互补序列—GATC—

C． EcoRⅠ和HindⅢ；末端互补序列—AATT—

D． BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互补序列—AATT—

9．
质粒是基因工程最常用的运载体，有关质粒的说法正确的是（    ）。

A． 质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有

B． 质粒是基因工程中的重要工具酶之一

C． 质粒为小型环状DNA分子，存在于拟核外的细胞质基质中

D． 细菌的基因只存在于质粒上

10．
质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是（    ）。

①能自主复制②不能自主复制③结构很小④是蛋白质⑤是环状RNA⑥是环状DNA⑦能“友好”地“借居”

A． ①③⑤⑦    B． ②④⑥    C． ①③⑥⑦    D． ②③⑥⑦

11．已知限制性核酸内切酶XmaⅠ和SmaⅠ的识别序列分别为C↓CCGGG和CCC↓GGG。下列有关这两种酶及应用的叙述，错误的是  (    )

A.这两种酶作用的底物都是双链DNA

B.DNA中出现这病种酶识别序列的几率不同

C.XmaⅠ切割DNA形成的黏性末端是一GGCC 

D.使用这两种酶时需注意控制反应温度．时间等

12．
判断下列有关基因工程和酶的相关叙述，正确的是(　　)

A． 限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸

B． 载体的化学本质与载体蛋白相同

C． 同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性

D． DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键

13．
下列有关DNA连接酶的叙述正确的是（    ）。

①催化具有相同的黏性末端的DNA片段之间连接

②催化具有不同的黏性末端的DNA片段之间连接

③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成

④催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成

A． ①④    B． ③④    C． ①②    D． ②③

14．
基因工程的基本工具一一基因的“针线”是指（    ）。

A． DNA连接酶    B． 蛋白酶

C． 限制性核酸内切酶    D． 运载体

15．
下列关于生物工程中酶的作用，叙述错误的是

A． 纤维素酶可用于植物体细胞杂交

B． 胰蛋白酶可用于动物细胞培养

C． 限制性核酸内切酶可用于提取目的基因，主要存在于原核生物体内

D． DNA连接酶的本质是一种分泌蛋白，可用于目的基因与运载体的结合

16．
埃博拉病毒(EBO)呈纤维状，EBO衣壳外有包膜，包膜上有5种蛋白棘突（VP系列蛋白和GP蛋白），其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。请回答下列问题：

（1）以GP蛋白作为疫苗比基因疫苗更安全，其原因是GP蛋白自身没有感染能力，但保留有______________。为了从牛分泌的乳汁中生产GP蛋白,在基因导入牛受体细胞前，基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的____________，才能驱动转录过程。这种通过分泌乳汁来生产所需要的药品的转基因动物称为______________。

（2）为了提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技术。进行胚胎分割时，应选择发育良好．形态正常的囊胚或_______________进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将___________________________。转基因牛是否培育成功，可以通过_______________技术从分子水平进行检测。

（3）科研人员利用经EBO免疫后小鼠的_______________与鼠的瘤细胞进行融合成杂交瘤细胞，培养后可以获得纯净的单一品种抗体，其特点是______________，可以用此抗体与药物制成“生物导弹”，抗击EBO。

（4）利用胚胎干细胞可进行治疗性克隆。其主要过程是把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞（如神经细胞．肌肉细胞和血细胞），用于治疗。则治疗性克隆采用的技术有_____________，_____________和干细胞培养。

17．下面图中a．b．c．d代表的结构正确的是（    ）

A. a—质粒RNA    B. b—限制性外切酶    C. c—RNA聚合酶    D. d—外源基因

18．
下表为与DNA分子相关酶的说法，不正确的是(　 　）。

A． A    B． B    C． C    D． D

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】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。

详解：限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A正确；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，因此一种限制酶只能识别特定的碱基序列和切割一定的位点，B正确．C错误；同一种限制酶切割不同的DNA分子产生的末端相同，因此产生的末端能够进行碱基互补配对，D正确。

点睛：解答本题的关键是识记限制酶的来源．特点及作用，尤其是能抓住两个“特定”来理解限制酶的特点。

2．【答案】B

【解析】质粒往往带有一个抗生素抗性基因，该基因的主要作用是有利于检测目的基因是否导入受体细胞，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来。综上所述，B项正确，A．C．D三项均错误。

3．【答案】C

【解析】病毒中不存在质粒，A项错误；细菌的基因存在于拟核和质粒上，B项错误；质粒是细菌拟核之外的小型环状DNA分子，存在于细菌的细胞质中，C项正确；质粒是基因工程中的载体，不是工具酶，D项错误。

4．【答案】C

【解析】限制酶作用的化学键都是磷酸二脂键，A正确；由图可以看出a酶和b酶切割后产生的粘性末端相同，它们之间能相互连接，B正确；表格中可以看出，a酶可以把原有DNA切成4段，说明有该DNA分子上有3个切口，即a酶的识别序列有3个；b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段，再把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段，说明b酶在该DNA分子上有2个切口，即b酶的识别序列有2个，C错误；限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子，D正确。

5．【答案】D

【解析】试题分析：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开，它主要存在于微生物中，故ABC选项都是错误的。限制酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成受基因控制的。

考点：限制酶

6．【答案】C

【解析】基因操作过程中，供体是提供目的基因的生物；分子手术刀为限制性内切酶；分子缝合针是DNA连接酶；经常使用的运载体有质粒．噬菌体．动植物病毒等；受体一般为大肠杆菌等生物。综上所述，A．B．D三项均错误，C项正确。

7．【答案】C

【解析】

据题文的描述和图示分析可知：该题考查学生对基因工程的相关知识的识记和理解能力，以及识图分析能力。

分析图示可知，a为质粒，其本质是双链环状DNA，A正确；b为限制酶，能够识别和切割特定的核苷酸序列，B正确；c为DNA连接酶，连接缝合目的基因和载体质粒之间的缝隙，使两者之间形成磷酸二酯键，C错误；d为目的基因，可用聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因，D正确。

8．【答案】A

【解析】分析：限制酶所识别的是特定的碱基序列，并在特定部位进行切割，不同的限制酶识别不同的核苷酸序列并在不同的位点进行切割，产生不同的黏性末端。

详解：据图分析可知，BamHⅠ切割出来的黏性末端为，BglⅡ切割出来的黏性末端为，两者有互补序列？GATC？，A正确；BamHⅠ切割出来的黏性末端为，HindⅢ切割出来的黏性末端为，两者无互补序列，B错误；EcoRⅠ切割出来的黏性末端为，HindⅢ切割出来的黏性末端为，两者无互补序列，C错误；BamHⅠ切割出来的黏性末端为，EcoRⅠ切割出来的黏性末端为，两者无互补序列，D错误。

9．【答案】C

【解析】质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体和拟核DNA之外能够自主复制的很小的环状DNA分子，在病毒．动植物细胞中是不存在的，故A项错误，C项正确；质粒能作为基因工程的运载体，不是工具酶，B项错误；细菌的基因主要存在于拟核中，只有少量基因存在于质粒上，D项错误。

10．【答案】C

【解析】分析：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），以便于重组后重组子的筛选；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。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：质粒的化学本质是DNA分子，可以自我复制，①正确．②错误；质粒是一种裸露的．结构简单的小型环状DNA分子，③⑥正确．④⑤错误；作为运载体，质粒能“友好”地“借居”在宿主细胞内，⑦正确。因此质粒的主要特点有①③⑥⑦，故选C。

点睛：解答本题的关键是了解质粒作为运载体必须具备的基本条件，明确质粒的本质是小型环状DNA分子，可以自我复制并能“友好”地“借居”在宿主细胞内。

11．【答案】B

【解析】

12．【答案】A

【解析】

本题考查基因工程的工具的知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力.

限制酶是DNA内切酶，烟草花叶病毒是RNA病毒，酶有专一性，因此不能切割，A正确.

基因工程的载体有质粒．噬菌体和动植物病毒，细胞膜运输载体是蛋白，不相同，B错误.

同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，但识别的都是相同的核苷酸序列并且在相同的切点作用，仍然体现了酶的专一性，C错误.

DNA连接酶可催化DNA片段间形成磷酸二酯键，D错误.

13．【答案】A

【解析】分析：DNA连接酶分为E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低；DNA连接酶将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键。

详解：DNA连接酶可以催化具有相同的黏性末端的DNA片段之间连接，①正确．②错误；DNA连接酶催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成，而两个黏性末端互补碱基间氢键的形成不需要DNA连接酶的催化，③错误．④正确。因此，正确的是①④，故选A。

14．【答案】A

【解析】

DNA连接酶是基因工程的针线，A正确；蛋白酶不是基因工程的工具酶，B错误；限制性核酸内切酶是基因工程的剪刀，C错误；运载体是基因工程中运输目的基因的工具，D错误。

15．【答案】D

【解析】

酶具有专一性，纤维素酶能水解纤维素，胰蛋白酶能水解蛋白质，限制酶的特性是识别特定核苷酸序列并切割特定切点，DNA连接酶是恢复被限制性内切酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

植物体细胞杂交时，首先要用纤维素酶去除细胞壁获得原生质体，A正确；胰蛋白酶可用于动物细胞培养，B正确；限制酶主要存在于原核细胞内，可用于提取目的基因，也可用于构建基因表达载体，C正确；DNA连接酶是胞内酶，不属于分泌蛋白，D错误。

16．【答案】  抗原性  （乳腺蛋白基因的）启动子  乳腺（房）生物反应器  桑椹胚  内细胞团均等分割  抗原—抗体杂交技术  B淋巴细胞  特异性强．灵敏度高．并可大量制备  细胞核移植  早期胚胎培养

【解析】试题分析：本题考查基因工程和胚胎工程的相关内容。埃博拉病毒衣壳外包膜上的GP蛋白能被宿主细胞强烈识别，可以用来制作埃博拉病毒疫苗。

（1）以GP蛋白作为疫苗比基因疫苗更安全，其原因是GP蛋白自身没有感染能力，但保留有抗原性，能被宿主细胞强烈识别。为了从牛分泌的乳汁中生产GP蛋白,在GP蛋白基因导入牛受体细胞前，基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的牛的乳腺蛋白基因的启动子，才能驱动转录过程。这种通过分泌乳汁来生产所需要的药品的转基因动物称为乳腺生物反应器。

（2）为了提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技术。进行胚胎分割时，应选择发育良好．形态正常的囊胚或桑椹胚进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。转基因牛是否培育成功，可以通过抗原-抗体杂交技术从分子水平对GP蛋白进行检测。

（3）单克隆抗体是利用经EBO免疫后小鼠的B淋巴细胞与鼠的瘤细胞进行融合成杂交瘤细胞，培养后可以获得纯净的单一品种抗体，其特点是特异性强．灵敏度高．并可大量制备，可以用此抗体与药物制成“生物导弹”，抗击EBO。

（4）利用胚胎干细胞可进行治疗性克隆。其主要过程是把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞（如神经细胞．肌肉细胞和血细胞），用于治疗。可见治疗性克隆采用的技术包括了动物细胞核移植．早期胚胎培养和干细胞培养等方面。

17．【答案】D

【解析】质粒的化学本质是小型环状DNA，不是RNA，A错误；图中利用b将质粒上的AATT序列进行切割形成相同的黏性末端，因此b表示限制性核酸内切酶，而不是外切酶，B错误；图中利用c将目的基因和质粒连接，形成重组质粒，因此c表示DNA连接酶，C错误；图中d为外源基因，即目的基因，D正确。

18．【答案】D

【解析】分析：生物工程中酶的作用：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。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复制中起作用。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。

详解：限制酶能够识别双链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，产生带黏性末端或平末端的DNA片段，A正确；DNA连接酶能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，形成重组DNA分子，B正确；DNA聚合酶的作用是催化DNA的复制，连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，即将原料脱氧核糖核苷酸通过引物与模板链进行配对,合成新的DNA单链，C正确；Taq酶是耐高温DNA聚合酶，催化的是PCR技术中DNA片段与单个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键的过程，而图示为DNA分子解旋的过程，D错误。

点睛：解答本题的关键是识记现代生物工程中常用的几种酶，能够弄清楚每一种酶的主要特点．催化的过程以及产生的结果，并能够结合图形进行分析。