浙教版2019 高中生物 选修3 第4章 基因工程 基础夯实（含解析）

第4章 基因工程 基础夯实——2022-2023学年高二生物浙科版（2019）选择性必修三单元测试

1.下列有关DNA的粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是(   )

A.猪成熟的红细胞不宜选作DNA粗提取材料

B.等体积鸡（2n=78）的血液和鸭（2n=78）的血液提取的DNA量相等

C.切碎的洋葱中，加入洗涤剂和食盐后研磨有利于去除细胞壁

D.用棕色瓶收集并保存好剩余的二苯胺试剂，以备下一次实验时继续使用

2.如图四个DNA分子片段，可能是同一种限制性核酸内切酶切割产生的黏性末端的一组是(   )
 

A. ① ② B. ② ③ C. ③ ④ D. ② ④

3.作为基因工程中的“分子运输车”——载体，应具备的条件是(   )
①必须有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上
②载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制
③必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选
④必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去

A.①③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③④

4.我国科学家独创的花粉管通道法,可以使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞,是一种十分简便经济的方法,对此认识正确的是(   )

A.不必构建重组载体就可以直接导入 B.此方法可用于转基因动物
C.受体细胞只能是植物的卵细胞 D.有时可以取代农杆菌转化法

5.下图是利用基因工程的方法生产人胰岛素的示意图。下列说法错误的是(   )

A.原理是基因突变和基因重组 B.能够定向地改造细菌的性状

C.质粒为小型环状DNA分子 D.需要限制酶和DNA连接酶的催化

6.用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作中错误的是(   )

A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸

B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体

C.将重组DNA分子导入受体细胞

D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

7.下列关于质粒的说法正确的是(   )

A.质粒上需要有复制原点、启动子和终止子

B.细菌的基因只存在于质粒上

C.质粒是存在于拟核外的大型环状DNA分子

D.质粒是基因工程中的重要工具酶之一

8.将人的胰岛素基因“嫁接”到大肠杆菌细胞中制备工程菌，使其能大量合成人的胰岛素，用来治疗糖尿病等疾病。下列相关叙述合理的是(   )

A.“嫁接”了胰岛素基因的工程菌的遗传性状未发生改变

B.上述“嫁接”过程可采用经灭活处理的T2噬菌体作为运载体

C.该工程菌能合成出有活性的胰岛素

D.人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所相同

9.下列有关蛋白质工程的叙述，错误的是(   )

A.蛋白质工程是在分子水平上通过基因修饰或基因合成来完成的

B.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程

C.蛋白质工程的途径是从预期蛋白质结构开始，进行氨基酸的增减或替换

D.蛋白质工程的最终目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，以满足人类的需求

10.人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程涉及的生物工程名称和依据的原理分别是(   )

A.基因突变和DNA→RNA→蛋白质

B.基因工程和RNA→RNA→蛋白质

C.基因工程和DNA→RNA→蛋白质

D.蛋白质工程和蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质

11.下列关于DNA连接酶的叙述不正确的是(   )

A.DNA连接酶的化学本质是蛋白质

B.DNA连接酶能够连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键

C.基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA连接酶

D.根据来源不同，DNA连接酶可分为E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶两大类

12.在用基因工程技术培育抗除草剂的转基因烟草的过程中，下列操作错误的是(   )

A.限制性核酸内切酶可以破坏碱基之间的氢键

B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体

C.将重组DNA分子导入烟草细胞

D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

13.利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测(   )

A. 是否有抗生素产生  B. 是否有目的基因表达
C. 是否有抗虫的性状出现 D. 是否能分离到目的基因

14.在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是(   )

A.检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带

B.检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带

C.检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带

D.通过观察害虫吃棉叶是否死亡

15.1978年，科学家将人体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并在大肠杆菌内获得成功表达，按照该方法生产的胰岛素已广泛用于市场。下列叙述正确的是(   )

A.人的胰岛素基因可与大肠杆菌DNA重组的基础是两者具有相似的物质组成和分子结构

B.人的胰岛素基因只存在于胰岛组织细胞中，故只能从胰岛组织细胞中获取胰岛素基因

C.人的胰岛素基因在大肠杆菌中表达出的肱链，需经大肠杆菌的内质网和高尔基体加工才能降血糖

D.人的胰岛素基因中的遗传信息在大肠杆菌中的传递过程只有DNA→RNA、RNA→蛋白质

16.根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)基因工程的核心步骤是：______。将目的基因导入植物受体细胞方法为 ______。
(2)在基因工程的操作过程中需要用到两种工具酶——______。其中某种切割DNA分子切割后产生 ______末端和 ______末端。
(3)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如图，为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是 ______。
(4)基因工程中目的基因导入受体细胞后进行检测鉴定，若要检测目的基因是否在受体细胞中成功表达，其方法是 ______。

17.基因工程的第一步是筛选获取目的基因，利用PCR技术获取目的基因是一种常用的手段。图示是某DNA分子经酶切后，DNA片段自身环化并利用PCR技术扩增的部分过程。

（1）PCR与生物体内DNA复制过程不同，PCR反应中解旋不需要_________酶催化而是通过_________实现的，因此PCR技术使用的DNA聚合酶必须是_________的。

（2）如果在某基因组中定位了一个目的基因X，其碱基序列未知，但已知X临近区域的一段DNA序列，此时可利用图示方法进行目的基因的筛选和扩增。作用于图示多个限制酶切点的限制酶种类一般应_________（填“相同”或“不同”）。操作时根据图中的_________设计引物，将含有目的基因的DNA片段克隆出来。

（3）实践中也常用RT-PCR技术扩增目的基因，这种技术是以RNA为模板。若利用RT-PCR技术扩增胰岛素基因，应选择_________细胞提取RNA。

18.请根据下图回答有关问题：

（1）在如图所示的蛋白质工程流程中，A、B分别是___________、___________。

（2）对获得的目的基因可采用________技术扩增其数量，依据的原理是________。在该过程中所用酶的最大理化特点是________。

（3）⑤过程中将构建的基因表达载体导入受精卵常用的方法是________。

答案以及解析

1.答案：A

解析：猪成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，不含DNA，不宜选作DNA粗提取材料；等体积鸡（2n=78）的血液和鸭（2n=78）的血液中所含血细胞的数量不同，所以提取到的DNA量不同；切碎的洋葱中，加入洗涤剂有利于去除细胞膜，食盐能溶解DNA；二苯胺试剂应该现配现用；故选A。

2.答案：D

3.答案：D

解析：本题考查基因工程的运载体的相关知识。作为基因工程中的“分子运输车”——载体，应具备的条件是①②③④。

4.答案：D

解析：要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和表达，不管采用什么导入方法，都需要构建重组载体才能实现，A错误；花粉管道法只适用于转基因植物的培育，B错误；植物受体细胞一般用植物体细胞，通常不选卵细胞，因为卵细胞取材不方便且数量少，C错误；如果是为了导入双子叶植物和裸子植物，一般采用农杆菌转化法，D正确。

5.答案：A

解析：基因工程的原理是基因重组，A错误：基因工程能够定向地改造生物的性状，B正确；质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子，C正确；基因工程需要基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶和基因的“针线”——DNA连接酶，D正确。

6.答案：A

解析：限制性核酸内切酶只能切割特定的脱氧核苷酸序列，而烟草花叶病毒的核酸是核糖核酸，且为单链，A错误;构建基因表达载体时，需要用限制酶切割得到抗除草剂基因和切开载体，再用DNA连接酶将两 者连接形成重组DNA，B正确；基因表达载体构建好之后，需要将重组DNA分子导 入受体细胞(烟草原生质体），C正确；基因 工程的最后一步是目的基因的检测和鉴定，可以用含有除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞，D正确。

7.答案：A

解析：A、质粒是能够自主复制的环状DNA分子，其上有复制原点、启动子和终止子，A正确； B、细菌的基因主要位于拟核上，B错误； C、质粒是存在于拟核外的小型环状DNA分子，C错误：

D、质粒是基因工程常用的运载体，不属于酶，D错误。

故选A。

8.答案：B

解析：“嫁接”采用了基因工程技术，导致“嫁接”了胰岛素基因的工程菌的遗传性状发生了改变，A错误。T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，“嫁接”过程可采用经灭活处理的T2噬菌体作为运载体，B正确。大肠杆菌是原核生物，细胞内缺少内质网和高尔基体等细胞器，无法对胰岛素进行加工，合成出的人胰岛素不具有正常活性，C错误。大肠杆菌为原核生物，在合成胰岛素时，其转录和翻译的场所均在细胞质，而人在合成胰岛素时，转录发生于细胞核，翻译发生于细胞质（中的核糖体），二者存在差异，D错误。

9.答案：C

解析：蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是通过基因修饰或基因合成来完成的；蛋白质工程的基本途径是：从预期蛋白质的功能出发一设计预期蛋白质的结构一推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列，据此可知蛋白质功能是从预期蛋白质功能开始的；基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求；故选C。

10.答案：D

解析：通过改造基因来实现对蛋白质（蚕丝蛋白）的改造，属于蛋白质工程；根据题干信息“通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝”可知，该工程依据的原理是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质，D正确。

11.答案：C

解析：DNA连接酶的化学本质是蛋白质，根据来源不同可分为E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶两大类，DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键，而DNA聚合酶连接的是DNA片段与游离的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA连接酶。故选C。

12.答案：A

解析：限制性核酸内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA；目的基因与运载体的连接油DNA连接酶催化连接；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞；故选A。

13.答案：C

解析：鉴定目的基因是否导入成功关键是看能否表达出来，抗虫基因的表达一般对棉花接种棉铃虫，观察其存活情况，来鉴定棉花是否具有抗虫特性。
故选：C。

14.答案：D

解析：A、检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带，采用的是抗原-抗体杂交技术，属于分子水平上的检测，A正确；
B、检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带，采用的是DNA分子杂交技术，属于分子水平上的检测，B正确；
C、检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带，采用的是分子杂交技术，属于分子水平上的检测，C正确；
D、通过观察害虫吃棉叶是否死亡，属于个体水平上的鉴定，D错误。
故选：D。

15.答案：D

解析：人的胰岛素基因是DNA上的某一片段，与大肠杆菌DNA的分子组成和结构相同，这是两者能重组的基础，A正确。人的不同细胞是由同一个受精卵分裂、分化形成的，所含有的基因相同，故胰岛素基因广泛存在于各种组织细胞中，B错误；大肠杆菌属于原核生物，无内质网和高尔基体，C错误；胰岛素基因导入大肠杆菌后，会跟随大肠杆菌的DNA进行复制、转录、翻译，故其遗传信息传递过程还应有DNA→DNA，D错误。

16.答案：(1)基因表达载体的构建    农杆菌转化法
(2)限制酶和DNA连接酶##DNA连接酶和限制酶    黏性    平
(3)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同(或碱基互补配对)
(4)抗原—抗体杂交

解析：(1)基因工程的核心操作步骤是基因表达载体的构建；将目的基因导入植物受体细胞的方法一般为农杆菌转化法。

(2)基因工程的操作工具包括限制酶、DNA连接酶；其中限制酶可切割DNA分子切割后产生黏性末端或者平末端。

(3)为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，但该酶必须具有的特点是切割产生的DNA片段末端与 EcoR I切割产生的相同（或碱基互补配对）。

(4)基因工程中目的基因导入受体细胞后进行检测鉴定，若要检测目的基因是否在受体细胞中成功表达，即检测有无相应的蛋白质产物，其方法是抗原抗体杂交。

17.答案：（1）解旋；90 ℃以上高温处理；耐高温（或耐热或热稳定）

（2）相同；已知序列

（3）胰岛B

解析：（1）PCR与体内DNA复制的不同之处主要表现在温度环境的不同，在PCR中先用90 ℃以上高温处理的目的是使DNA变性（DNA的两条链解开），而这一过程中在细胞内是通过解旋酶的催化实现的，所以PCR反应中解旋不需要解旋酶，而是通过90 ℃以上高温处理来实现。PCR反应包含多次循环，每次循环包括变性、复性和延伸三步，PCR技术在较高温度下进行，因此需要耐高温（或耐热或热稳定）的DNA聚合酶。

（2）根据图示，用PCR技术扩增X基因时，酶切后有自身环化现象，说明酶切后形成的末端碱基序列相同，所以作用于图示多个酶切位点的限制酶种类一般应相同。题中目的基因X的碱基序列未知，X临近区域的一段DNA序列已知。操作时需要根据图中已知序列的一段DNA设计引物。

（3）RT-PCR是以mRNA作为模板扩增得到DNA的技术，若利用RT-PCR技术扩增胰岛素基因，需要在胰岛B细胞中提取mRNA，因为胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达。

18.答案：（1）蛋白质的三维结构；相对应的脱氧核苷酸序列

（2）PCR（或多聚酶链式反应）；DNA双链复制；耐高温

（3）显微注射法

解析：（1）根据题图所示的蛋白质工程流程可知，A是蛋白质的三维结构，B是相对应的脱氧核苷酸序列。

（2）对获得的目的基因可采用PCR（多聚酶链式反应）技术扩增其数量，依据的原理是DNA双链复制。在该过程中所用酶的最大理化特点是耐高温。

（3）⑤过程中将构建的基因表达载体导入受精卵常用的方法是显微注射法。