北师大版高中生物选择性必修3第三节基因工程的操作程序作业含答案1

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【优选】第三节基因工程的操作程序-1作业练习一．单项选择1．如图表示构建基因表达载体所用的质粒与目的基因。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。据图分析，下列叙述正确的是（    ）A．使用限制酶Ⅰ．Ⅱ切割可以防止目的基因自身环化B．限制酶Ⅱ可以切割两种标记基因，所以没有特异性C．可以用限制酶Ⅱ切割质粒．限制酶工切割目的基因D．将目的基因插入到四环素抗性基因内完成构建2．下列关于基因工程的叙述，正确的是（　　）A．限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位相同，都是氢键B．作为运载体的质粒，是一种存在于细胞核的环状DNA分子，其上存在标记基因C．通过基因工程制备转基因植物，可以选叶肉细胞作为基因工程的受体细胞D．人体胰岛素基因通过基因工程技术转入大肠杆菌以后，传递和表达不再遵循中心法则3．下列关于相关实验的叙述，正确的是（　　）A. 可以用菜花．洋葱．猪血．猪肝等实验材料粗提取 DNAB. 针对不同的实验材料，可以选择研磨或是吸水涨破的方法破坏细胞释放其内容物C. DNA 溶于酒精，某些蛋白质不溶于酒精，可利用这一原理初步分离 DNA 与蛋白质D. 用琼脂糖凝胶电泳鉴定 PCR 产物时，DNA 分子的迁移速率与其大小有关，与凝胶的浓度无关4．下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是（　　）A. 将特定的抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠的血清中获得单克隆抗体B. 经特定抗原免疫过的 B 淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体C. B 细胞和骨髓瘤细胞融合时，必须用灭活的病毒诱导融合D. 筛选出杂交瘤细胞后，需利用抗原抗体反应的特异性再次筛选5．下列叙述符合基因工程概念的是（    ）A. B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B. 用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株C. 将乙肝病毒的抗原蛋白基因导入酵母菌，获得乙肝疫苗D. 自然界中S型肺炎双球菌的DNA整合到R型DNA上6．在基因工程中，科学家常用细菌．酵母菌等微生物作为受体细胞。下列哪项不是以细菌．酵母菌等微生物作为受体细胞的原因（    ）A．结构简单，操作方便 B．遗传物质含量少C．繁殖速度快 D．性状稳定，变异少7．图是构建基因表达载体的过程示意图。请判断下列相关说法中不正确的是（    ）A．基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，是成功的关键B．构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代C．一个基因表达载体一般包括目的基因．标记基因．起始密码子和终止密码子等结构D．基因表达载体中的标记基因的作用是筛选出含有目的基因的受体细胞8．下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，有关说法错误的是（    ）A．A→B过程中一般用4种脱氧核糖核苷酸为原料，并加入一种引物B．A→B过程利用了DNA复制原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶C．B→C为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是受精卵细胞D．B→D为转基因植物大豆的培育过程，其中④过程可用农杆菌转化法9．．下列关于基因工程及其三种工具和四个步骤的叙述，错误的是（    ）A．EcoR Ⅰ这种限制酶能够专一识别GAATTC的核苷酸序列B．基因运载体的种类有质粒．噬菌体和动植物病毒等C．由于变异不定向，所以基因工程不能定向改造生物的性状D．基因工程的第二步骤是目的基因与运载体结合10．若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ（A↓GATCT）．EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3A Ⅰ（↓GATC）。下列分析正确的是（　　）A. 用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B. 用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C. 用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D. 用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体11．2015年，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”，三亲婴儿的培育过程可选用如图所示技术路线，下列有关叙述不正确的是（）A. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B. 捐献者携带红绿色盲基因不会遗传给“三亲婴儿”
C. “三亲婴儿”的染色体全部来自母亲提供的细胞核
D. 这种生殖方式属于有性生殖12． 在基因工程操作过程中，科研人员利用识别两种不同序列的限制酶(R1和 R2)处理某 DNA，进行凝胶电泳检测，结果如图所示。以下相关叙述中，正确的是（　　）A. 该 DNA 最可能是线状 DNA 分子B. 两种限制酶在该 DNA 上各有两个酶切位点C. 限制酶 R1与 R2的切点最短相距约 200 bpD. 限制酶 R1与 R2的切点最长相距约 800 bp13．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（　　）① 将毒素蛋白注射到棉受精卵② 将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③ 将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④ 将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ④①14．酿酒酵母产酒精能力强，但没有合成淀粉酶的能力；糖化酵母能合成淀粉酶，但酒精发酵能力弱。科研人员通过两种途径改良酵母菌种，实现以淀粉为底物高效生产酒精的目的。下列叙述正确的是（　　）A．途径I体现酵母细胞壁的半流动性B．途径II目的基因为淀粉酶基因C．最终获得的两种酵母菌DNA含量相同D．淀粉转化为糖的效率高即为目的菌15．下图为DNA分子的某一片段，其中①．②．③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是()A. 解旋酶．限制酶．DNA聚合酶 B. DNA酶．解旋酶．DNA连接酶C. 解旋酶．限制酶．DNA连接酶 D. 限制酶．DNA连接酶．解旋酶16．干扰素是一种广谱抗病毒制剂，是具有多种功能的活性蛋白质（主要是糖蛋白），下图为通过基因工程生产干扰素的部分操作，图中①②③④表示相关操作过程。下列相关分析错误的是（    ）A．图中过程①③中都需要用到限制性核酸内切酶B．过程②需用热稳定性DNA聚合酶，②操作的原理是DNA双链复制C．过程③操作要注意干扰素基因上有启动子．终止子及标记基因等D．过程④为目的基因的导入，最后必须对干扰素进行功能活性鉴定17．下列有关基因工程和胚胎工程的叙述中，正确的是（　　）A．为了快速繁殖良种牛，可对受精卵进行分割移植B．进行胚胎移植时，选用的胚胎可以通过体内受精或体外受精得到C．体外受精过程中，需要给获得的精子提供ATP使其达到获能状态D．培育转基因水稻时，可通过大肠杆菌的侵染将目的基因导入水稻细胞中18．CRISPR/Cas9是应用最广泛的基因组编辑技术，其操作过程如下：①人工合成的短链RNA作为向导（简称gRNA），它将部分与细胞某目的基因中希望被编辑的序列相结合；②来自细菌的核酸酶Cas9与gRNA结合，切割与gRNA结合的DNA，使DNA双链断裂；③加入大量用于修复的模板DNA（即大部分序列与被切割位点附近序列相同，个别位点被人工改变）。这样，细胞启动修复机制，人类希望改变的碱基序列被引入基因组中，基因组的准确编辑由此实现。以下关于该技术叙述正确的是（    ）A．gRNA的序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域最多含6种核苷酸B．Cas9经内质网．高尔基体加工才具有切断DNA的活性C．CRISPR/Cas9技术对不同基因进行编辑时，应使用相同的gRNAD．CRISPR/Cas9技术可改变基因结构，也可以使某个基因失去功能
参考答案与试题解析1．【答案】D【解析】试题分析：已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，酶Ⅰ切割质粒不会把两个标记基因都破坏，最好选择限制酶I切割质粒。限制酶Ⅱ的识别序列和切点是一↓GATC-，目的基因两端均有酶Ⅱ的识别序列，因此用限制酶II切割目的基因所在的DNA。解答：A．限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，两者产生的粘性末端相同，不能防止目的基因自身环化，A错误；B．限制酶Ⅱ可以切割两种标记基因，是因为两种标记基因中含有-GATC-核苷酸序列，限制酶识别切割位点具有特异性，B错误；C．目的基因只有一端具有GGATCC的片段，只能用限制酶Ⅱ切割。质粒上有两个GATC片段，若用限制酶Ⅱ切割，会将质粒切成两小段，只能用限制酶Ⅰ切割，C错误；D．用限制酶Ⅰ切割质粒的切割位点在四环素抗性基因内部，所以将目的基因插入到四环素抗性基因内完成构建，D正确。故选D。2．【答案】C【解析】3．【答案】B【解析】A．猪是哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，不含DNA，不能用于提取DNA，A错误；B．用植物材料提取DNA时，通过研磨法破坏细胞壁，用洗涤剂瓦解细胞膜；用动物细胞提取DNA时，用吸水涨破的方法破坏细胞释放其内容物，B正确；C．DNA 不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，可利用这一原理初步分离 DNA 与蛋白质，C错误；D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物时，DNA分子的迁移速率与琼脂糖的浓度．DNA分子大小等因素有关，D错误。故选B。4．【答案】D【解析】A．向小鼠体内注射特定的抗原，小鼠会产生浆细胞，可以从小鼠血清中获得抗体，但此时的抗体不是单克隆抗体，A错误；B．经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外无增殖能力，无法通过培养获得单克隆抗体，B错误；C．将人细胞与小鼠细胞进行细胞融合时，可用灭活的仙台病毒作为诱导剂，也可以采用物理法（离心．振动．电激等）和化学法（聚乙二醇），C错误；D．单克隆抗体制备过程需要2次筛选：第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能够产生特定抗体的杂交瘤细胞，因此经过B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞还需进行抗原抗体阳性检测才能可进行体内或体外培养，D正确。故选D。5．【答案】C【解析】A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因，这采用细胞融合技术，与基因工程无关，A错误；B．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株，这是诱变育种，与基因工程无关，B错误；C．将乙肝病毒的抗原蛋白基因重组到质粒后导入酵母菌，获得乙肝疫苗，这是基因工程技术的应用，C正确；D．自然界中S型肺炎双球菌的DNA整合到R型DNA上，体现的是基因重组，与基因工程无关，D错误。故选C。6．【答案】D【解析】将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法．基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法，由于微生物具有繁殖快．多为单细胞．遗传物质相对较少等特点，因此在基因工程技术中，科学家常用细菌．酵母菌等微生物作为受体细胞。解答：A．细菌．酵母菌等微生物结构简单，因而是作为基因工程受体细胞的理想材料，A正确；B．细菌．酵母菌等微生物遗传物质含量少，便于进行基因工程的相关操作，因此，可作为基因工程的理想受体细胞，B正确；C．酵母菌．细菌等微生物繁殖快，有利于目的基因的大量复制和相应的表达，因此是理想的受体细胞，C正确；D．酵母菌．细菌表现为性状稳定，变异少，但不是作为基因工程受体细胞的原因，D错误。7．【答案】C【解析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取．利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因．启动子．终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法．基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定．抗病鉴定．活性鉴定等。解答：A．基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，是成功的关键，A正确；B．构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用，B正确；C．基因表达载体的构建包括目的基因．启动子．终止子．标记基因等部分，C错误；D．基因表达载体中的标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，并将含目的基因的受体细胞筛选出来，D正确。故选C。8．【答案】A【解析】识图分析可知，图中A→B过程为PCR扩增技术，利用DNA复制原理，将基因核苷酸序列不断复制，数量为指数式增加，图中①在高温条件下变性解旋．然后在55℃条件下复性，让引物分别与模板链结合；②在72℃条件下利用四种脱氧核苷酸为原料和耐高温的DNA聚合酶的作用下进行子链的延伸。目的基因增殖后一方面通过导入绵羊受体细胞，通常采用显微注射法，通过早期胚胎培养和胚胎移植发育成转基因绵羊C，另一方面将目的基因导入植物受体细胞，通常采用农杆菌转化法进行，通过植物组织培养技术发育成转基因植物D。解答：AB．分析题图可以看出，图中A→B过程为PCR技术，原料是四种核糖脱氧核苷酸，需要两种引物；PCR技术的原理是DNA复制，需要用到耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）A错误；B正确；C．B→C为转基因绵羊的培育过程，培育转基因动物时，常用受精卵作为受体细胞，C正确；D．培育转基因植物时，目的基因导入受体细胞时，常用农杆菌转化法，D正确。故选A。9．【答案】C【解析】A．限制酶具有专一性，能识别特定序列并在特定位点切割，如EcoRI这种限制酶能够专一识别GAATTC的核苷酸序列，并切割G和A之间的磷酸二酯键，A正确；B．基因运载体的种类有质粒．噬菌体和动植物病毒等，B正确；C．基因工程通过导入外源基因等方法，按照人们的意愿定向改造生物的性状，C错误；D．基因工程的第二步骤是目的基因与运载体结合，即构建基因表达载体，D正确。故选C。10．【答案】D【解析】A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接，A错误；B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，且有目的基因的片段与运载体结合时容易发生反向连接，B错误；C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，可能会发生反向连接，C错误；D．只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生不同的黏性未端，防止发生反向连接，这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同，D正确。故选D。11．【答案】C【解析】A.根据图示可知卵母细胞的细胞质来自于捐献者，可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代，A正确； B.捐献者只是提供了卵母细胞的细胞质，所以其细胞核中携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿，B正确； C.三亲婴儿的染色体一半来自母亲提供的细胞核，一半来自精子，C错误；
D.三亲婴儿的培育需要体外受精，属于有性生殖，D正确。
故选C。12．【答案】C【解析】A．由图可知，当仅用一种限制酶切割时，仅产生一种长度的DNA片段，因此该DNA最有可能为环状DNA分子，A错误；B．由图可知，当仅用一种限制酶切割DNA时，两种限制酶切割产生的DNA片段等长，而两种限制酶同时切割时则产生两种长度的DNA片段，所以两种限制酶在载体上各有一个酶切位点，B错误；C．由图可知，两种限制酶同时切割时则产生600bp和200bp两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点最短相距约200bp，C正确；D．由图可知，两种限制酶同时切割时则产生600bp和200bp两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点最长相距约600bp，D错误。故选C。13．【答案】C【解析】将目的基因与运载体结合后导入受体细胞，即将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养，或将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵。14．【答案】B【解析】图示可知：途径Ⅰ是通过细胞融合技术获得目的酵母菌，原理是细胞膜的流动性，细胞融合的方法有物理法：电激．震动．离心，化学法：聚乙二醇（PEG）。途径Ⅱ是利用基因工程获得目的酵母菌，原理是基因重组。解答：A．途径Ⅰ原理是细胞膜的流动性，A错误；B．途径Ⅱ是将糖化酵母的淀粉酶基因提取出来通过构建基因表达载体导入酿酒酵母细胞中，从而获得目的酵母菌，B正确；C．途径Ⅰ是通过细胞融合技术获得目的酵母菌，其DNA数目是两种酵母细胞中DNA数目之和，途径Ⅱ最终获得的目的酵母菌DNA数目与酿酒酵母的DNA数目相同，故两个途径获得的目的酵母菌DNA数目不同，C错误；D．通过两种途径改良酵母菌种，实现以淀粉为底物高效生产酒精的目的，其次作为鉴定最终目的酵母的指标，D错误。故选B。15．【答案】C【解析】在DNA复制的过程中，解旋酶的作用是将连接两条DNA链之间的氢键断裂，将DNA中螺旋的双链解开，因此解旋酶的作用部位是①（氢键）；限制酶能特异性地切断DNA链中的磷酸二酯键，作用部位是②；DNA连接酶是将限制酶切割后产生的DNA片段连接起来，在磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，作用部位是③；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复制中发挥作用；DNA酶催化DNA水解。综上所述，A．B．D三项均错误，C项正确。16．【答案】C【解析】基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性．获得新品种．生产新产品。基因工程的操作步骤：1.提取目的基因；2.目的基因与运载体结合；3. 将目的基因导入受体细胞；4.目的基因的检测和表达解答：A．图中①表示获取目的基因过程，②表示扩增目的基因，③表示构建基因表达载体过程，④表示导入目的基因过程，其中在获取目的基因．构建基因表达载体过程中均需用到限制酶，A正确；B．②表示通过PCR技术扩增目的基因，其利用原理是DNA双链复制，该过程需用到耐高温的热稳定性DNA聚合酶（Taq酶），B正确；C．过程③操作要注意最终构建的基因表达载体上有干扰素基因．启动子．终止子及标记基因，C错误；D．过程④为目的基因导入，最后需对酵母菌分泌的干扰素与人体内干扰素的功能活性进行比较，以确定转基因产品的功能活性与人体的相同，D正确。故选C。17．【答案】B【解析】将目的基因导入到受体细胞的方法可以分为农杆菌转化法．基因枪法．显微注射法和感受态细胞制备法等，其中导入到植物细胞的方法主要是农杆菌转化法。供体胚胎可以来源于动物体内的早期胚胎，或通过体外受精得到的胚胎，或通过胚胎分割获得的胚胎。解答：A．对早期胚胎中的桑椹胚或囊胚进行分割移植，可加快良种家畜的繁殖，A错误；B．供体胚胎可以来源于动物体内的早期胚胎，或通过体外受精得到的胚胎，或通过胚胎分割获得的胚胎，B正确；C．体外采集的精子需要放到培养液中以达到获能状态，C错误；D．一般将目的基因导入到植物细胞中的方法常常用农杆菌转化法，使用农杆菌侵染水稻将目的基因导入水到细胞中，D错误；故选B。18．【答案】D【解析】