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习题

【名师】三、基因工程的基本操作程序-2优质练习

一．单项选择

1．经研究发现，PVY﹣CP基因位于某种环状DNA分子中。将PVY﹣CP基因导入马铃薯，使之表达即可获得抗PVY病毒的马铃薯。如图表示构建基因表达载体的过程，相关酶切位点如下表。以下说法错误的是  （     ）

A．推测Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似

B．由步骤③获取的目的基因有1个粘性末端

C．步骤④应选用的限制酶是BamHⅠ和SmaⅠ

D．NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因

2．基因工程中，称之“剪刀”的工具是（     ）

A.解旋酶    B.DNA连接酶   C.限制性核酸内切酶   D.DNA聚合酶

3．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如下图中箭头所指,如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a．b．c．d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是 

A．3    B．4    C．9    D．12

4．
关于基因工程的操作工具的说法,正确的是(  ）。

A． 所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

B． 质粒具有标记基因,以便为目的基因的表达提供条件

C． 载体必须具备的条件之一:具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接

D． DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键

5．限制性内切酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割 DNA 分子上特定的核苷酸碱基序列。下图依次为四种限制酶，，以及的辨识序列，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(    )

A．BamHI和EcoRI    B．BamHI和HindⅢ    C．EcoRI和HindⅢ    D．BamHI和BglII

6．以下关于基因操作工具的叙述，正确的是

A．DNA连接酶能够催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键

B．限制酶能识别并切割DNA分子内一段特定的核苷酸序列

C．质粒一般具有复制原点．酶切位点和抗生素合成基因

D．DNA聚合酶将目的基因和载体连接形成重组DNA

7．下列有关基因的“剪刀”——限制酶的叙述不正确的是

A．用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，水解磷酸二酯键4个

B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大

C．－CATG↓－和－G↓GATCC－序列被限制酶切出的黏性末端碱基数不同

D．用不同限制酶处理的含目的基因的片段和质粒，也可能形成重组质粒

8．某DNA分子上有4个BamH I的酶切位点，如下图，用BamH I酶切该DNA分子可以生成五种不同长度的DNA片段。现有足够多的该DNA分子，若每个DNA分子至少有一处位点被该酶切断，那么经酶切后，最多能产生多少种长度不同的DNA片段？

A．9

B．12

C．14

D．15

9．你认为支持基因工程技术的理论有

①遗传密码的通用性　②不同基因可独立表达　③不同基因表达可互相影响　④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制

A．①②④ B．②③④

C．①③ D．①④

10．以下为形成 cDNA 过程和 PCR 扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是

A．催化①过程的酶是 RNA 聚合酶

B．④过程发生的变化是引物与单链 DNA 结合

C．催化②⑤过程的酶都是 DNA 聚合酶，都能耐高温

D．对同一目的基因而言，通过 cDNA 过程获得和 PCR 过程获得的目的基因结构完全相同

11．科学家把免子的血红蛋白基因导入到大肠杆菌中，在大肠杆菌中合成了兔子的血红蛋白。下列所叙述的哪一项不是这一先进技术的理论依据

A．所有生物共用一套密码子

B．基因能控制蛋白质的合成

C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由4种脱氧核苷酸构成，都遵循碱基互补配对

D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先

12．下列不能作为基因工程操作工具的是

A．限制酶    B．噬菌体    C．DNA酶    D．DNA连接酶

13．
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

14．下图1列举了几种限制酶识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。下图 2是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是

A．BamHⅠ切割的是磷酸二酯键， AluⅠ切割的是氢键

B．能被Sau3AⅠ识别的序列，一定也能被BamHⅠ识别

C．DNA连接酶能连接②．⑤，也能连接②．④

D．E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接①．③

15．下列有关限制性核酸内切酶的叙述中错误的是

A．用限制酶从一个DNA分子中部获取一个目的基因时，4个磷酸二酯键断裂

B．﹣CATG↓﹣和﹣G↓GATCC﹣序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同

C．用不同的限制酶处理含目的基因的片段和质粒，也可能形成重组质粒

D．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小

16．
下列所示的黏性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的（　　）。

A． 1种    B． 2种    C． 3种    D． 4种

17．下面关于各种酶作用的叙述，正确的是  (　　)

A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与核糖连接

B．限制酶将DNA分子切成两个片段可产生两分子的水

C．限制酶和DNA连接酶作用的化学键相同

D．纤维素酶和果胶酶处理植物细胞直接获得杂种细胞

18．如图1表示DNA的平面结构示意图，图2表示某种限制酶的识别序列和作用位点，下列相关说法正确的是

A．图I中a所示部位即图2中箭头所示部位

B．图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端形式与图1下端相同

C．E.co1iDNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段

D．基因工程的载体必须具有图2所示的碱基序列

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

【来源】天津市七校（静海一中，杨村中学，宝坻一中，大港一中等）2019届高三上学期期中联考生物试题

【分析】

分析题图：图示是获得抗病毒马铃薯的部分操作，步骤①～③是从质粒A中获取目的基因（PVY-CP）的过程；质粒B是选用的运载体；④过程需要用限制酶处理质粒B；⑤表示基因表达载体的构建过程，该过程需要DNA连接酶。

【详解】

A．由图可知，步骤②中用Klenow酶处理后，黏性末端变成平末端，说明Klenow酶能催化DNA链的合成，从而将DNA片段的粘性末端变成平末端，故Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似，正确；

B．经过步骤③后，目的基因（PVY-CP）的一侧是BamH I切割形成的黏性末端。目的基因（PVY-CP）的另一侧是平末端，正确；

C．由B可知：步骤④中应该使用的限制酶是BamH I．SmaⅠ，错误；

D．NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因，正确。

故选：C。

2．【答案】C

【解析】基因工程中，称之“剪刀”的工具是限制性核酸内切酶。故选C。

3．【答案】C

【解析】

  只看一个切点，可得到a和bcd或ab和cd或abc和d（6种片段），如果看两个切点的话，会在一个切点的基础上再产生b或c或bc（3种片段），如果看三个切点的话，没有新片段产生，因此应选C。

4．【答案】C

【解析】

考点是基因工程常用的工具，包括限制酶．DNA链接酶和运载体，考查对它们特点和作用的理解能力。

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，不同酶识别序列不同，A错误.

质粒具有标记基因,以便检测和筛选获得目的基因的受体细胞，B错误.

载体必须具备的条件之一:具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接，C正确.

DNA连接酶使黏性末端之间形成磷酸二酯键，D错误.

5．【答案】D

【解析】

【分析】

本题考查基因工程中限制酶的相关知识，意在考查考生能理解所学内容，并具有一定的图文信息转换能力。

【详解】

限制酶识别的是特定的核苷酸序列，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识别不同的切点，但不同的限制酶切割形成的黏性末端有时是可以进行拼接的，只要切下的游离碱基互补即可互补黏合，由图示可知BamHI和BglII都可切下序列-GATC-，所以它们所切割出来的 DNA 片段末端可以互补黏合，D正确。

6．【答案】B

【解析】

【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裂；DNA连接酶是在两个核苷酸之间的磷酸二酯键；常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒等。

【详解】

A. DNA连接酶能够催化脱氧核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，A错误；

B. 限制酶能识别并切割DNA分子内一段特定的核苷酸序列，B正确；

C. 质粒一般具有复制原点．酶切位点和抗生素抗性基因，以便对相应的基因进行操作，C错误；

D. 将目的基因和载体连接形成重组DNA需要用到DNA连接酶，D错误。

7．【答案】C

【解析】

用限制酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需切割目的基因的两侧，因此需水解4个磷酸二酯键，A错误；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，B正确；-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端分别为CATG和GATC，均含4个碱基，C错误；不同限制酶切割可能形成相同的黏性末端，因此不同限制酶处理含目的基因的片段和质粒，也能形成重组质粒，D错误。

8．【答案】C

【解析】

【分析】

根据题干信息和图形分析，该DNA分子上有4个BamHI的酶切位点，又因为每个DNA分子至少有一处位点被该酶切断，因此该DNA分子可以被BamHI切割一处．两处．三处或四处。

【详解】

根据图形分析可知，4个BamHI切割位点之间的距离各不相同，假设4个位点分别为A．B．C．D，两端为X．Y。若BamHI切割一下，则可以形成XA．AY．XB．BY．XC．CY．XD．DY8种不同长度的DNA片段；若BamHI切割两下．三下或四下，还能形成AB．BC．CD．AC．AD．BD6种不同长度的DNA片段，因此一共可以形成14种不同长度的DNA片段，故选C。

9．【答案】A

【解析】

【分析】

不同生物的DNA具有相同的结构和化学组成，因此一种生物的基因能与另一种生物的基因连接起来；自然界中所有的生物共用一套遗传密码，因此一种生物的基因可以在另一种生物体内表达。

【详解】

①遗传密码具有通用性，这可以保证一种生物的基因在另一种生物细胞中表达，①正确；②基因可独立表达，这可以保证基因的表达不受受体生物体内基因的影响，②正确；③基因可独立表达，不受受体细胞中基因的影响，③错误；④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制，这可以保证目的基因在受体内其上的遗传信息扩大，④正确．故选A。

10．【答案】B

【解析】

【分析】

本题以“形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图”为情境，考查基因工程的基本操作程序中的“目的基因的获取”的知识，其中①是以RNA为模板形成单链DNA的逆转录过程；②是以单链DNA为模板合成双链DNA的DNA分子复制过程；③④⑤依次是PCR反应过程中的变性．复性．延伸阶段。

【详解】

①过程为逆转录，催化①过程的酶是逆转录酶，A错误；④过程为复性，温度降到55℃至60℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条DNA单链结合，B正确；催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，②过程由DNA单链合成双链的过程不需要耐高温，C错误；对同一目的基因而言，通过 cDNA 过程获得和 PCR 过程获得的目的基因结构不完全相同，D错误。

11．【答案】D

【解析】

【分析】

把兔子血红蛋白基因导入到大肠杆菌的细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白，这一技术既转基因技术的理论依据是所有生物共用一套密码子，这体现了生物的生命本质的一致性，在大肠杆菌体内合成大量的血红蛋白这一过程涉及大肠杆菌内血红蛋白基因的复制和表达。

【详解】

根据题干信息“把兔子的血红蛋白基因导入到大肠杆菌中，在大肠杆菌中合成了兔子的血红蛋白”，说明兔子的基因在大肠杆菌体内得到了表达，说明兔子和大肠杆菌共用一套密码子，A正确；根据题干信息“把兔子的血红蛋白基因导入到大肠杆菌中，在大肠杆菌中合成了兔子的血红蛋白”，说明基因能控制蛋白质的合成，B正确；“把兔子的血红蛋白基因导入到大肠杆菌中，在大肠杆菌中合成了兔子的血红蛋白”，该技术属于基因工程，原理是兔子的基因和大肠杆菌的基因发生了重组，原因是兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由4种脱氧核苷酸构成，都遵循碱基互补配对原则，都具有相同的空间结构，C正确；生物之间是否有共同的原始祖先与转基因技术之间没有必然关系，D错误。

故选D。

12．【答案】C

【解析】

【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。

13．【答案】C

【解析】

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：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；②DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键；③运载体：常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

供体是指提供目的基因的生物；限制酶能切割DNA分子，是基因的剪刀；DNA连接酶能将DNA片段连接起来，是基因的针线；运载体包括质粒．噬菌体或动植物病毒等，故选C。

14．【答案】C

【解析】

【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操作工具及具体的操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能结合题干信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．

【详解】

BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键，A错误；BamHⅠ切割，Sau3AⅠ切割，故BamHⅠ能切割的碱基序列，Sau3AⅠ一定能切割，但是Sau3AⅠ能切割的序列，BamHⅠ不一定能切割，B错误；②．⑤的粘性末端相同，②．④的黏性末端也相同，因此DNA连接酶能连接②．⑤，也能连接②．④，C正确；E·coliDNA连接酶是从大肠杆菌中获得的DNA连接酶，只能连接粘性末端，T4DNA连接酶既可以连接粘性末端也可以连接平末端，而图中①．③属于平末端，只能用T4DNA连接酶连接，D错误。

15．【答案】D

【解析】

【分析】

本题考查基因工程的原理及技术，重点考查限制酶的相关知识，要求考生识记限制酶的来源．特点及作用，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。

【详解】

用限制酶从一个DNA分子中部获取一个目的基因时，需要切开两个切口，断裂4个磷酸二酯键断，A正确；-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，B正确；用不同的限制酶处理含目的基因的片段和质粒，也可能形成相同的黏性末端，再用DNA连接酶也可能形成重组质粒，C正确；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，D错误。

16．【答案】D

【解析】

据题文的描述可知：该题考查学生对限制酶的作用及其特点的相关知识的识记和理解能力。

每种限制性核酸内切酶（限制酶）只能识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并在特定的位点切割磷酸二酯键，据此分析图示中的4个黏性末端可知：按照从左至右的顺序，限制酶的识别序列依次如下图所示。这4种限制酶的识别序列各不相同，因此图示中的黏性末端是由4种限制酶作用产生的，A．B．C均错误，D正确。

【点睛】

解题的关键是从图示中提取有效信息，明辨图中的末端为四种不同的黏性末端，据此围绕“限制酶的作用及特点”分析判断各选项。

17．【答案】C

【解析】

【分析】

DNA连接酶作用于磷酸二酯键，即不同脱氧核苷酸的脱氧核糖与磷酸之间的连接，限制酶切割的是不同脱氧核苷酸的脱氧核糖与磷酸之间形成的磷酸二酯键。

【详解】

DNA连接酶能使不同的DNA片段的磷酸与脱氧核糖连接形成磷酸二酯键，A错误；限制酶需要将DNA分子的两条链分别切开以形成两个DNA片段，故需要消耗两分子的水，B错误；限制酶和DNA连接酶作用的化学键均为磷酸二酯键，C正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞只能得到原生质体，还需要加入诱融剂诱导融合才能获得杂种细胞，D错误。

故选C。

18．【答案】A

【解析】

【分析】

DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。E·coliDNA连接酶只能缝合黏性末端；T4DNA连接酶黏性末端与平末端都可以缝合，但连接平末端时的效率比较低。图1片段为平末端，图2被限制酶切割后形成的是黏性末端。

【详解】

图2中箭头所示部位为脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，图1中a所示部位也是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，A正确；图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端为黏性末端，图1下端为平末端，故图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端形式与图1下端不同，B错误；T4DNA连接酶可以连接平末端，因此T4DNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段，而E·coliDNA连接酶是从大肠杆菌中获得的DNA 连接酶，只能连接黏性末端，C错误；基因工程的载体必须具有限制酶的切割位点，但不一定具有图2所示的碱基序列，D错误。
故选A。