高中生物沪科版 (2019)选修3一、生物科学与技术的发展催生了基因工程达标测试

【精挑】一、生物科学与技术的发展催生了基因工程-3优质练习

一．单项选择

1．如图是质粒载体的结构模式图，下列说法正确的是（    ）

A．质粒是由许多核糖核苷酸相互连接而成的

B．抗生素抗性基因有利于目的基因导入细胞

C．限制酶可切开质粒上的目的基因插入位点

D．复制原点有助于目的基因整合到染色体上

2．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

3．下列有关限制性核酸内切酶的叙述，错误的是（    ）

A．从反应类型来看，限制性核酸内切酶催化的是一种水解反应

B．限制性核酸内切酶的活性会受温度．pH等的影响

C．一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列

D．限制性核酸内切酶识别的序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越小

4．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

5．下列关于基因工程工具的说法错误的是（    ）

A．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

B．两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合

C．DNA连接酶能使黏性末端的碱基之间形成氢键

D．质粒是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子

6．1972年伯格首先在体外进行了DNA改造，成功地构建了第一个体外重组DNA分于，下列相关叙述正确的是

A．不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性性末端

B．当限制酶在它识别的序列的中心轴两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端

C．DNA连接酶．解旋酶．RNA聚合酶和逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键

D．相同的黏性末端间能够按照碱基互补配对的原则通过氢键相连接，但这个过程必须是在DNA连接酶的催化下

7．下列有关基因工程中载体的说法正确的是 (   )

A．在进行基因工程操作中，被用作载体的质粒都是天然质粒

B．所有的质粒都可以作为基因工程中的载体

C．质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子

D．作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因

8．下列关于基因工程的基本工具的说法中，正确的是（    ）

A．DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，连接效率不同

B．质粒是基因工程中最常用的载体，某些病毒也可以作为载体

C．质粒要具有标记基因，有且只有一个限制酶切点，以便得到与外源基因相同的黏性末端

D．限制酶可从原核细胞中提取，只能用于切割目的基因

9．作为基因的运输工具--运载体，必须具备的条件之一及理由是

A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因

B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达

C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合

D．对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择

10．下面是 5 种限制酶所识别的 DNA 分子序列和剪切位点图（↓表示剪切点．切出的断面为粘性末端或平末端）：

限制酶 1：——↓GATC——    限制酶 2：——CATG↓——；

限制酶 3：——G↓GATCC——    限制酶 4：——CCC↓GGG——

限制酶 5：——AG↓CT——

通过对上述内容的分析，下列有关说法错误的是（    ）

A．不同的限制酶可以切出相同的粘性末端

B．限制酶 1 可以识别并剪切限制酶 3 所识别的 DNA 序列

C．限制酶 3．4 识别的序列都是由 6 个脱氧核苷酸组成

D．DNA 连接酶可拼接由限制酶 4 和 5 切出的 DNA 片段，也可拼接由限制酶 1 和 2 切出的 DNA 片段

11．下列关于基因工程的叙述中，错误的是（    ）

A．基因工程的原理是基因重组

B．基因工程的目的性强，可以克服远缘杂交不亲和障碍

C．基因工程可以对基因进行人为删减或增添某些碱基

D．一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上，属于基因工程的内容

12．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

13．某目的基因两侧的DNA序列所含的限制性核酸内切酶位点如图所示，最好应选用下列哪种质粒作为载体（     ）

A． B．

C． D．

14．下列有关限制酶的叙述，不正确的是（    ）

A．限制酶切割的是磷酸二酯键和氢键

B．不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端

C．从反应类型来看，限制酶催化的是一种水解反应

D．与单酶切相比，双酶切可以保证目的基因定向插入质粒

15．利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂，用于降解某种农药的残留，基本流程如图。下列叙述正确的是（    ）

A．过程①的反应体系中需要加入逆转录酶和核糖核苷酸

B．过程②需使用限制酶和 DNA 聚合酶，是基因工程的核心步骤

C．过程③需要使用 NaCl 溶液制备感受态的大肠杆菌细胞

D．过程④可利用 DNA 分子杂交技术鉴定 CarE 基因是否成功导入受体细胞

16．下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的叙述，错误的是（　　）

①一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列；

②限制性核酸内切酶的活性受温度影响；

③限制性核酸内切酶能识别和切割RNA；

④限制性核酸内切酶可从原核生物中提取；

⑤限制性核酸内切酶的操作对象是原核细胞。

A．②③ B．③④ C．③⑤ D．①⑤

17．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

18．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

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

试题分析：

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很小的双链环状DNA分子。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中。质粒DNA分子上有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

解答：

A．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很小的双链环状DNA分子，其基本组成单位为脱氧核苷酸，A错误；

B．抗生素抗性基因为质粒DNA分子上的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，B错误；

C．质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中，C正确；

D．复制原点有助于质粒分子在细胞中进行自我复制，D错误。

故选C。

2．【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。

3．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因的“剪刀”--限制性核酸内切酶（简称限制酶）。

①分布：主要存在于原核生物中。

②特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

③切割结果：产生两个带有黏牲未端或平末端的DNA片段。

④作用：基因工程中重要的切割工具，通常能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。⑤实例：EcoRI限制酶能专一识别CAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。

解答：

A．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，即催化的是一种水解反应，A正确；

B．限制性内切酶的活性受温度．pH的影响，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高，B正确；

C．一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的位点切割磷酸二酯键，说明酶专一性，C正确；

D．限制性内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，D错误。

故选D。

4．【答案】B

【解析】

试题分析：

5．【答案】C

【解析】

试题分析：

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，其中限制酶和DNA连接酶是常用的工具酶。

解答：

A．限制酶具有专一性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，A正确；

B．在基因工程中，两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，可形成相同的末端，故末端可以相互黏合，B正确；

C．DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，C错误；

D．质粒是存在于拟核（如细菌）或细胞核（如酵母菌）外，并具有自主复制的小型环状DNA分子，D正确。

故选C。

6．【答案】B

【解析】

试题分析：

（1）限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键（不是氢键），只是一个切开，一个连接。

（2）质粒是最常用的运载体，不要把质粒等同于运载体，除此之外，λ噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。

（3）要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。

解答：

A．限制酶能特异性识别脱氧核苷酸序列，并且在特定位点切割，但有的酶作用位点不同但产生的黏性末端相同，所以要产生相同的黏性末端应用同一种限制酶切割，A错误；

B．当限制酶在它识别的序列的中心轴切开产生的是平末端，在中心轴两侧切割产生的是黏性末端，B正确；

C．DNA连接酶．RNA聚合酶和逆转录酶能催化形成磷酸二酯键，但解旋酶是断裂氢键的，C错误；

D．相同的黏性末端间能够按照碱基互补配对的原则通过氢键相连接，同时需要在DNA连接酶的催化下将磷酸二酯键连接起来，D错误。

故选B。

7．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程是按人们的意愿去有目的地改造，创建生物遗传性，因此其最基本的工程就是要得到目的基因或核酸序列的克隆。分离或改建的基因和核酸序列自身不能繁殖，需要载体携带它们到合适的细胞中复制和表现功能。常用的载体有质粒，噬菌体和病毒等。

解答：

在基因工程中，天然的质粒不能直接作为载体，需要进行人工改造，A选项错误；不是所有的质粒都可以作为基因工程中的载体，质粒用作载体的基本要求是具有一至多个限制性核酸内切酶的识别位点和具有标记基因，B选项错误；质粒是一种独立于细菌染色体外的环状DNA分子，C选项错误；作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴别和选择的标记基因，D选项正确。

8．【答案】B

【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，形成黏性末端和平末端两种。

（2）DNA连接酶：据酶的来源不同分为两类：E．coliDNA连接酶．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。

（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。

解答：

A．DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端，连接效率不同，A错误；

B．质粒是基因工程中最常用的载体，某些病毒也可以作为载体，B正确；

C．质粒作为运载体，要有一个至多个限制酶的切点，C错误；

D．限制酶用于切割目的基因和载体，D错误。

故选B。

9．【答案】A

【解析】孟德尔没有先研究遗传因子的行为,后研究同源染色体的行为，不属于孟德尔获得成功的原因。故选C。

10．【答案】D

【解析】

试题分析：

题图分析：限制性核酸内切酶1和2切出的DNA片段的黏性末端不同，不可通过DNA连接酶拼接，但限制性核酸内切酶1和3切出的黏性末端相同；限制性核酸内切酶1．2识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成，限制性核酸内切酶3．4识别的序列是由6个脱氧核苷酸组成；限制酶1．2．3切出的黏性末端，限制酶4和5切出的是平末端。

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。

解答：

A．由分析可知，限制酶1和3切出的黏性末端相同，故不同的限制酶可以切出相同的粘性末端，A正确；

B．限制酶3识别的碱基序列中包含了限制酶 1 识别的碱基序列，故限制酶1可以识别并剪切限制酶 3 所识别的 DNA 序列，B正确；

C．由分析可知，限制酶 3．4 识别的序列都是由 6 个脱氧核苷酸组成，C正确；

D．DNA经不同限制酶切割后，只有在形成相同的黏性末端时，才可以通过DNA连接酶拼接，由此可知DNA 连接酶可拼接由限制酶 1 和 3 切出的 DNA 片段，不可拼接由限制酶 1 和 2 切出的 DNA 片段，也不能连接由限制酶 4 和 5 切出的 DNA 片段，D错误。

故选D。

11．【答案】C

【解析】

试题分析：

12．【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。

13．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析题图：目的基因左侧有限制酶NheⅠ和AluⅠ的识别序列，右侧有限制酶NheⅠ和SmaⅠ的识别序列，若仅用限制酶NheⅠ，能获取目的基因，但可能会导致自身环化或于运载体反向连接；若选用限制酶NheⅠ和AluⅠ，可能获取的是不含目的基因的DNA片段；因此最后选用限制酶NheⅠ和SmaⅠ来切割。

解答：

A．目的基因只有一侧含有限制酶NheⅠ的识别序列，用此酶不能获取目的基因，A错误；
B．目的基因两侧含有限制酶AluⅠ的识别序列，但只用此酶切割可能会导致目的基因和质粒反向连接或自身环化，B错误；
C．目的基因两侧含有限制酶NheⅠ和AluⅠ的识别序列，但用这两种酶切割可能会获得不含目的基因的片段，C错误；
D．目的基因两侧含有限制酶NheⅠ和SmaⅠ的识别序列，用这两种酶切割会获取目的基因，而且能防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，D正确。
故选D。

14．【答案】A

【解析】

试题分析：

限制酶一般指限制性核酸内切酶，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。

解答：

A．限制酶切割的是磷酸二酯键，A错误；
B．不同的限制酶切割有可能产生相同的粘性末端，B正确；
C．限制酶催化的是磷酸二酯键的水解，C正确；
D．单酶切有可能造成目的基因的反接，双酶切可以有效防止这种情况的发生，D正确。
故选A。

15．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析图解：图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA；过程②表示构建基因表达载体（基因工程核心步骤）；过程③表示将目的基因导入受体细胞；过程④表示通过筛选获得工程菌。

解答：

A．过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶和脱氧核糖核苷酸，A错误；

B．过程②需使用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体，是基因工程的核心步骤，B错误；

C．过程③常用Ca2+处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞，C错误；

D．过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞，D正确。

故选D。

16．【答案】C

【解析】

试题分析：

解答：

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，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，①正确；

②酶活性通常受温度和PH值的影响，②正确；

③限制性核酸内切酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割单链RNA，③错误；

④限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离纯化出来的，④正确；

⑤限制性核酸内切酶的操作对象是DNA，⑤错误。

故选C。

17．【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。

18．【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。