北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第二节 基因工程的基本工具当堂检测题

【基础】第二节基因工程的基本工具-2作业练习

一．单项选择

1．基因工程操作过程中，DNA的“手术刀”指的是

A．DNA酶 B．DNA聚合酶

C．限制酶 D．解旋酶

2．据报道，研究人员将口蹄疫病毒结构蛋白VP1的某一活性肽基因片段导人胡萝卜愈伤组织细胞培育转基因胡萝卜，用于生产可直接口服的口蹄疫疫苗。相关叙述正确的是  

A．胡萝卜愈伤组织细胞可利用胡萝卜体细胞诱导脱分化获得

B．可将活性肽基因片段直接导人胡萝卜愈伤组织细胞

C．可利用PCR．DNA分子杂交等技术鉴定目的片段是否已整合到胡萝卜染色体中

D．转基因是否成功需要对愈伤组织再分化形成的植株进行活性肽含量测定

3．下表为几种限制酶的切割位点，相关叙述错误的是

A．限制酶能够水解DNA上特定的磷酸二酯键

B．BamHⅠ切割的序列能被BclⅠ切割

C．BclⅠ切割的序列能被Sau3AⅠ切割

D．以上信息说明限制酶具有特异性和专一性

4．下列关于基因工程应用的叙述中，错误的是  

A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高作物的抗盐碱和抗干旱能力

B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量降低

C．可用转基因技术制成乳腺生物反应器，使哺乳动物的产奶量增加

D．可利用工程菌大规模生产细胞因子．抗体．疫苗．激素等药物

5．基因工程中科学家常采用细菌．酵母菌等微生物作为受体细胞，其原因不包括 

A．多为单细胞，结构简单，操作方便 B．繁殖速度快

C．遗传物质含量少，易操作 D．性状稳定，变异少

6．基因编辑是对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。该技术的实施离不开Cas9的酶和向导RNA（gRNA），gRNA能将Cas9引导到特定的DNA序列上进行切割。下列有关叙述错误的是

A．Cas9发挥切割作用要受温度．PH的影响

B．Cas9能切断磷酸和脱氧核糖之间的连接

C．编辑不同基因所选用的gRNA碱基序列相同

D．gRNA通过与DNA进行碱基互补配对发挥作用

7．根据图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是

A．切断b处的酶为限制核酸性内切酶

B．连接a处的酶为DNA连接酶

C．切断b处的酶为解旋酶

D．切断a处的酶为限制性酸性内切酶

8．基因工程中的工具不包括

A.DNA连接酶 B.限制酶

C.质粒 D.DNA酶

9．某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp)，先用限制酶a完全切割，再把得到的产物用限制酶b完全切割，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。下列有关叙述错误的是

A．a酶与b酶切断的化学键不相同

B．该DNA分子中a酶能识别的碱基序列有3个

C．仅用b酶切割该DNA分子至少可得到三种DNA片段

D．限制酶a和b切出的DNA片段能相互连接

10．下列关于变异和育种的叙述，不正确的是 

A．杂交育种和培育转基因植物的变异类型相同

B．由环境引起的变异不一定都是不可遗传变异

C．若基因a1 突变为a2，则该等位基因表达的产物可能相同

D．用二倍体植株的花药进行离体培养可得到稳定遗传的植株

11．下列关于基因治疗的叙述，错误的是  

A．以腺病毒为载体将正常基因导入患者肺组织中治疗囊性纤维病，属于体内基因治疗

B．体外基因治疗和体内基因治疗均处于临床试验阶段

C．反义基因用于基因治疗的原理是阻断了病变基因的翻译过程

D．基因治疗是治疗遗传病最有效的手段，比如猫叫综合征

12．蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计．生产的过程。下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析下列叙述正确的是  

A．过程A所需原料是脱氧核苷酸，过程B所需原料是氨基酸

B．参与C过程的细胞器有核糖体．内质网．高尔基体．线粒体等

C．D过程主要依据每种氨基酸都有其对应的密码子

D．通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质

13．在基因工程中，常用的“剪刀”“针线”和“载体”分别指 

A．限制酶．DNA 连接酶．质粒 B．噬菌体．质粒．DNA 连接酶

C．限制酶．RNA 连接酶．质粒 D．大肠杆菌病毒．质粒．DNA 连接酶

14．下图为农杆菌Ti质粒的T DNN区段结构示意图。农杆菌附着植物细胞后，T-DNA首先在农杆菌中从右边界到左边界被剪切．复制，然后进入植物细胞并整合到染色体上，继而诱犮细胞异常生长和分裂，形成植物肿瘤，以下有关叙述正确的是  

A．Ti质粒存在于农杆菌的拟核DNA处

B．植物肿瘤的形成与A．B两个基因的表达有关

C．清除植物肿瘤组织中的农杆菌后肿瘤不再生长

D．利用T-DNA 进行转基因时需要保留LB．RB序列

15．现有一长度为1 000碱基对（bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶（EcoRⅠ）酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp，用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子，用EcoRⅠ．KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是

A． B． C． D．

16．关于下图所示黏性末端的叙述中，正确的是

A．①与③由相同限制酶切割产生 B．连接酶可催化①与③的拼接

C．经酶切形成④需要消耗2个水分子 D．①-④中的化学键均为相同化学键

17．某目的基因两侧的 DNA序列所含的限制酶酶切位点如图所示，下列可作该目的基因最佳载体的是

A.  B.

C.  D.

18．下列有关基因工程中的载体的说法，错误的是

A．某些动物病毒也可作为载体

B．单链RNA也可作为基因的载体

C．应具有一个或多个限制酶切点

D．具有特殊的标记基因

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

A．DNA酶催化DNA水解，不是基因工程的基本工具，A错误；

B．DNA聚合酶催化DNA的合成，不是基因工程的基本工具，B错误；

C．限制酶是DNA的“手术刀”，C正确；

D．解旋酶催化DNA的双链打开，不是基因工程的基本工具，D错误。

故选C。

2．【答案】ACD

【解析】可利用胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素．无机盐和糖类等物质的培养液中培养。这些离体的植物组织细胞，经过脱分化，可以形成愈伤组织，A正确；外源基因如果直接导入受体细胞，无法进行自我复制以及基因的表达，因此活性肽基因片段必须要经由运载体导入胡萝卜愈伤组织细胞，才能表达，B错误；可利用PCR．DNA分子杂交等技术鉴定目的片段是否已整合到胡萝卜染色体中，C正确；如果转基因成功，转基因胡萝卜就会进行基因表达产生相应的VP1的某一活性肽，否则就不会产生或产生量少。因此对愈伤组织再分化形成的植株进行活性肽含量测定，就可知道转基因是否成功，D正确。

故选：ACD。

3．【答案】B

【解析】

A．限制酶作用部位是DNA上的磷酸二酯键，故A正确；

B．BamHⅠ切割的序列与BclⅠ切割序列不同，所以不能被BclⅠ切割，故B错误；

C．BclⅠ识别的序列中包含Sau3AⅠ的识别序列，而且两者切割位点相同，故C正确；

D．限制酶具有特异性和专一性，故D正确。

本题需要选择错误选项，故答案为B。

4．【答案】C

【解析】

【分析】

基因工程的应用：（1）植物基因工程硕果累累：①抗虫转基因植物②抗病转基因植物③抗逆转基因植物④改良植物品质；（2）动物基因工程前景广阔：①用于提高动物生长速度②用于改善畜产品的品质③用转基因动物生产药物④用转基因动物作器官移植的供体；（3）基因工程药物—工程菌；（4）基因治疗

【详解】

由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关，目前科学家们正在利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗干旱能力，故A正确；将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶，可分解乳糖，使乳糖含量降低，故B正确；可用转基因技术制成乳腺生物反应器，通过哺乳动物的乳汁来生产所需要的药品，故C错误；可利用转基因的工程菌大规模生产药物，如细胞因子．抗体．疫苗．激素等，故D正确。

由于本题需选择错误的，故答案为C。

5．【答案】D

【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原理．工具．操作步骤及应用，能根据题干要求选出正确的答案，属于考纲识记层次的考查。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，原核细胞作为受体细胞的原因是繁殖速度快．多为单细胞．遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。

【详解】

A．原核生物多为单细胞，结构简单，一般采用Ca2+处理法，A正确；B．原核生物繁殖快，可很快获得大量的转基因物质，B正确；C．原核生物的遗传物质相对较少，这样减少对目的基因的干扰，C正确；D．真核生物的性状比细菌等原核细胞稳定，变异少，D错误；故选：D。

6．【答案】C

【解析】

试题分析：

微生物中限制酶被提取出来之后，可以在细胞外起作用，进行DNA的切割，例如基因工程中的限制酶的应用就是在细胞外进行的。限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。

详解：

A．酶的活性受温度．pH的影响，所以Cas9发挥切割作用要受温度．PH的影响，A正确。

B．限制酶的作用部位是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，Cas9能切断磷酸和脱氧核糖之间的连接，B正确。

C．一般来说，在使用基因编辑工具对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和不同的向导RNA进行基因的相关编辑，C错误。

D．向导RNA中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对，D正确。

7．【答案】A

【解析】

分析：

分析题图：图示为DNA分子片段的局部结构示意图，其中a为磷酸二酯键，是限制酶．DNA连接酶．DNA聚合酶的作用位点；b为氢键，是解旋酶的作用位点。

详解：

A．b为氢键，而限制性核酸内切酶切断的是磷酸二酯键，A错误；

B．a为磷酸二酯键，可被DNA连接酶连接起来，B正确；

C．b为氢键，可被解旋酶断裂，C正确；

D．a为磷酸二酯键，可被限制性核酸内切酶切断，D正确。

故选A。

8．【答案】D

【解析】

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。
（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：常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

详解：

AB．基因工程所需的工具酶有限制性核酸内切酶．DNA连接酶，AB正确；
C．实施基因工程需要运载体，质粒是运载体的一种，C正确；

D．DNA酶催化DNA分子水解，不是基因工程所需的工具酶，D错误。
故选：D。

9．【答案】A

【解析】

A．限制酶作用的化学键都是磷酸二脂键，故A错误；
B．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，故B正确；
C．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酶的识别序列至少有2个，仅用b酶切割该DNA分子至少可得到三种DNA片段，故C正确；
D．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，故D正确。

10．【答案】D

【解析】

A．杂交育种和培育转基因植物的原理均为基因重组，A正确；

B．由环境引起的变异若未引起遗传物质改变，属于不可遗传变异；若引起遗传物质改变，则属于可遗传变异，B正确；

C．若基因a1突变为a2，由于密码子的简并性，该等位基因表达的产物可能相同，也可能不同，C正确；

D．用二倍体植株的花药进行离体培养获得的植株是不育的单倍体，D错误。

故选D。

11．【答案】D

【解析】

【分析】

12．【答案】CD

【解析】

【分析】

13．【答案】A

【解析】

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。由此可见，DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶(限制酶)—分子“剪刀”，DNA连接酶—分子“针线”，质粒．动植物病毒或噬菌体—运载体，故选A。

14．【答案】ABD

【解析】

【分析】

将目的基因导入植物细胞，常采用农杆菌转化法，农杆菌的特点是：易侵染双子叶植物和裸子植物，农杆菌中有Ti质粒，质粒是独立于拟核之外的环状DNA分子，其上有T-DNA，目的基因在T-DNA的作用下可以插入到受体细胞染色体的DNA上。

【详解】

根据以上分析可知，Ti质粒存在于农杆菌的拟核DNA处，A正确；图中A．B两个基因的表达可以合成生长素和细胞分裂素，在这两种激素的作用下诱发植物的异常生长和分裂，形成植物肿瘤组织，B正确；由于T-DNA携带目的基因已经进入植物细胞并整合到染色体上，因此清除植物肿瘤组织中的农杆菌后，植物细胞内仍然具有A．B两个基因，故肿瘤还会生长，C错误；根据题意，T-DNA首先在农杆菌中从右边界到左边界被剪切．复制，然后进入植物细胞并整合到染色体上，因此利用T-DNA 进行转基因时需要保留LB．RB序列，D正确。

15．【答案】D

【解析】

试题分析：

用限制性核酸内切酶EcoR1酶切后得到的DNA分子仍是1000by，由此可推知该DNA分子为环状DNA；用Kpnl单独酶切会得到600by和400by两种长度的DNA分子和用EcoRI，Kpnl同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNA分子知答案D符合要求。

详解：

A．A选项中的DNA用Kpnl单独酶切会得到600by和200by两种长度的DNA分子，与题意不符，A错误；
B．B选项中的DNA用EcoRI单独酶切会得到800by和200by两种长度的DNA分子，与题意不符，B错误；
C．C选项中的DNA用EcoR1酶切后得到200by和800by两种长度的DNA分子，与题意不符，C错误；
D．D选项中的DNA用EcoR1酶切后得到的DNA分子是1000by，用Kpn1单独酶切得到400by和600by两种长度的DNA分子，用EcoRI．Kpnl同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNA分子，与题意相符，D正确。
故选：D。

16．【答案】C

【解析】

A项和B项．①与③的末端不能进行碱基互补配对，不是由相同限制酶切割产生，不能由DNA连接酶连接，A项．B项错误；

C． 经酶切形成④打开两个磷酸二酯键，需要消耗2个水分子，C正确；

D．①-④中的化学键有氢键和磷酸二酯键，D错误。

故选C。

17．【答案】A

【解析】

分析：

分析题图：目的基因的左侧有限制酶NheⅠ与AluⅠ的识别序列，右侧有限制酶SmaⅠ与AluⅠ的识别序列。若仅用限制酶AluⅠ切割，能获得目的基因，但可能导致目的基因自身环化或与载体反向连接。若用NheⅠ与AluⅠ切割，可能获得不含目的基因的DNA片段。若用NheⅠ与SmaⅠ切割，则既能获得目的基因，又能防止目的基因自身环化或与载体的反向连接。

详解：

A．目的基因两侧与A项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与SmaⅠ的识别序列，用限制酶NheⅠ与SmaⅠ同时切割，既能获得目的基因，又能防止目的基因和质粒的自身环化及目的基因与载体的反向连接，A正确；

B．目的基因两侧及B项中的质粒上都含有限制酶AluⅠ的识别序列，用AluⅠ切割，能获得目的基因，但可能导致目的基因的自身环化和目的基因与载体的反向连接，B错误；

C．目的基因两侧与C项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与AluⅠ的识别序列，用这两种酶同时切割，可能获得不含目的基因的DNA片段，C错误；

D．限制酶NheⅠ的识别序列只存在于目的基因的左侧，用NheⅠ切割不能获得目的基因，D错误。

故选A。

18．【答案】B

【解析】

A．常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒，A正确；

B．单链RNA不能作为基因的载体，B错误；

C．基因工程的运载体必须要有一个或多个限制酶切点，便于与目的基因连接形成重组DNA分子，C正确；

D．基因工程的运载体必须具有特殊的标记基因，以检测目的基因是否导入受体细胞，D正确。

故选B。