高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2节 基因工程的基本操作程序课后练习题

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2节 基因工程的基本操作程序课后练习题，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

基 础 题 组
一、选择题
1．(2023·陕西西安高二校考期中)在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中，下列哪组是所需要的( D )
①同一种限制酶切割两者
②不需同一种限制酶切割两者
③加入适量的DNA连接酶
④不需加DNA连接酶
A．②③ B．①④
C．②④ D．①③
解析： 在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中，需先用同一种限制酶切割两者，使其露出相同的黏性末端，然后加入适量的DNA连接酶，形成重组质粒，即D正确，A、B、C错误。故选D。
2．(2023·贵州黔西高二校考阶段练习)有关PCR技术的说法，不正确的是( D )
A．PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B．PCR技术的原理是DNA双链复制
C．利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列
D．PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
解析： PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，A正确；PCR技术的原理是DNA双链复制，B正确；利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，C正确；PCR技术中通过高温解旋，不需要解旋酶，D错误。故选D。
3．(2023·湖北省武汉市部分学校联合体联考)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。利用基因工程技术将几丁质酶基因转入植物体内，以增强其抵御真菌病害的能力。下列有关叙述错误的是( C )
A．获得的转基因植株抗真菌的能力没有提高，可能的原因是目的基因的转录或翻译异常
B．将几丁质酶基因导入植物细胞常用的方法为农杆菌转化法
C．该转基因植物对真菌病害的防御机制也可用于防治烟草花叶病
D．几丁质酶基因转入植物细胞后，利用组织培养可获得具有抗病能力的完整植株
解析： 获得的转基因植株抗真菌的能力没有提高，很可能是植株中的几丁质酶并没有表达，可能的原因是目的基因的转录或翻译异常，A正确；将几丁质酶基因导入植物细胞常用的方法为农杆菌转化法，B正确；烟草花叶病是由烟草花叶病毒感染所致，并不是真菌所致，所以这种运用水解酶基因的防御机制，无法用于防治烟草花叶病，C错误；将几丁质酶基因转入植物细胞后，利用植物细胞的全能性，对植物细胞进行组织培养，从培养的植株中筛选出具有抗病能力的完整植株，D正确。故选C。
4．(2023·江苏淮安高二统考期末)下列有关基因工程的叙述正确的是( B )
A．基因克隆载体的构建是基因工程的核心工作
B．将目的基因导入动物受精卵常采用显微注射法
C．限制酶能够在DNA的特定部位水解磷酸二酯键和氢键
D．RNA聚合酶只能把核糖核苷酸连续加到已有链的3′－OH端
解析： 基因表达载体的构建是基因工程的核心工作，A错误；根据受体细胞不同，导入的方法也不一样，其中将目的基因导入动物受精卵常采用显微注射法，B正确；限制酶能够在DNA的特定部位水解磷酸二酯键，但不能水解氢键，C错误；DNA聚合酶只能把脱氧核糖核苷酸连续加到已有链的3′－OH端，D错误。故选B。
5．(2023·陕西安康高二统考期末)如图表示构建的基因表达载体，下列叙述错误的是( D )
A．基因表达载体中碱基A＋C的数量与T＋G的数量相等
B．构建基因表达载体是基因工程的核心步骤
C．抗生素抗性基因等标记基因有利于对重组DNA分子进行筛选
D．终止子位于目的基因下游，可以使翻译在所需要的地方停下来
解析： 基因表达载体是目的基因与质粒组成的，其本质仍是双链DNA分子，双链DNA分子中A＝T、G＝C，故基因表达载体中碱基A＋C的数量与T＋G的数量相等，A正确；构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用，B正确；抗生素抗性基因等标记基因有利于对重组DNA分子进行筛选：方法是将待筛选的重组质粒等接种到含该抗生素的培养基中，观察其生长情况，C正确；终止子位于基因的下游，使转录在所需要的地方停止下来，D错误。故选D。
6．基因工程中因受体细胞不同，目的基因导入的方法也不同，下列叙述不正确的是( D )
A．将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法
B．将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射技术
C．将目的基因导入大肠杆菌内常用Ca2＋处理法
D．将目的基因导入小麦细胞内常用农杆菌转化法
解析： 小麦是单子叶植物，其受损伤后不能分泌酚类物质，不能吸引农杆菌移向伤口处，细胞不能完成转化。
7．(2023·江西抚州高二统考期末)PCR技术是在DNA聚合酶作用下，在体外进行DNA大量扩增的一种分子生物技术。下列叙述正确的是( C )
A．双链DNA在高温下氢键和磷酸二酯键断裂形成2条DNA单链
B．温度降低后，单链DNA和引物结合的部分碱基序列相同
C．采用PCR技术对一个DNA进行扩增，第n次循环共需要引物2n个
D．PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在复性过程起作用
解析： 高温条件下，DNA分子发生变性，氢键断裂，而磷酸二酯键不会断裂，A错误；当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程以4种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，单链DNA和引物结合的部分碱基序列互补，B错误；PCR技术大量扩增目的基因时，n－1次生成2n－1个DNA分子，n次复制形成2n个DNA，所以第n次循环需要的引物数目为(2n－2n－1)×2＝2n，C正确；PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在延伸过程起作用，D错误。故选C。
二、非选择题
8．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)检验DNA通常使用_二苯胺__试剂，若存在DNA，则水浴加热后_溶液变蓝__。
(2)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，其中T4DNA连接酶与E.cliDNA连接酶的区别：_T4DNA连接酶可以连接平末端和互补的黏性末端，E.cli_DNA连接酶只能连接互补的黏性末端__。
(3)基因导入受体细胞需要构建基因表达载体，目的是：_让基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用__。
(4)PCR技术经过n轮复制，产生的同时含有两种引物的DNA分子数为_2n－2__。
(5)目的基因进入受体细胞后，需要进行目的基因的_检测和鉴定__，其中，通常我们用抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译出相关蛋白质，其中我们需要加入的是_抗体__(选填“抗体”或“抗原”)。
解析：(1)提取的DNA在水浴加热的条件下与二苯胺试剂反应形成蓝色，所以DNA可用二苯胺试剂进行检测。(2)DNA连接酶分为两类：E.cliDNA连接酶和从T4噬菌体分离出来的称为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。(3)基因表达载体能让基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用，所以基因导入受体细胞需要构建基因表达载体。(4)利用PCR技术扩增目的基因时，由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此要用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增，一个DNA分子n轮复制以后，含有DNA分子2n个，其中模板链不需要引物，则含有两种引物的DNA分子有2n－2个。(5)目的基因进入受体细胞后，需要进行目的基因进行检测和鉴定。检测目的基因是否成功表达可采用抗原—抗体杂交法，检测目的基因是否翻译出相关蛋白质。
能 力 提 升
一、选择题
1．(2023·陕西咸阳高二统考期中)下列关于PCR技术的叙述，正确的是( A )
A．以脱氧核糖核苷酸为原料，以指数形式扩增
B．变性过程中破坏的是磷酸二酯键
C．该技术需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
D．利用PCR技术扩增DNA时，设置的温度要逐步提高
解析： PCR是一项体外扩增DNA分子的技术，该过程中以脱氧核糖核苷酸为原料，以指数形式扩增，A正确；变性过程中破坏的是氢键，使DNA分子解旋，B错误；该技术不需要解旋酶，DNA分子解旋时通过高温实现的，C错误；PCR过程分三步，第一步变性，升高温度至90 ℃左右，将DNA双链解聚为单链；第二步复性，降低温度至50 ℃左右，引物通过碱基互补配对结合在模板链上；第三步延伸，升高温度至72 ℃左右，通过耐高温的DNA聚合酶，将脱氧核苷酸通过碱基互补配对延伸形成子链DNA，D错误。故选A。
2．(2023·河南开封高二校联考阶段练习)图甲为培育转基因生物时选用的载体，图乙是含有目的基因的一段DNA序列，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列说法正确的是( D )
A．图中质粒和外源基因DNA构建重组质粒时可用BamHⅠ和HindⅢ限制酶切割
B．图乙中一个DNA分子在PCR仪中经过四轮复制得到所需目的基因的分子数为16个
C．能在含有四环素的培养基上生存的细胞全部都是成功导入重组质粒的受体细胞
D．若通过PCR技术扩增该目的基因，应该选用引物a和引物c
解析： 选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，BamHⅠ会导致两种抗性基因都被破坏，同时为防止目的基因自身环化，因此只能选BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割，A错误；图乙中一个DNA分子在PCR仪中经过四轮复制得到所需目的基因，即引物之间的序列的分子数为24－2－6＝8个，其中2个是指带有模板链的分子数，6个是两条链不等长的DNA片段，B错误；由于选择BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶，破坏了氨苄青霉素抗性基因，但没有破坏四环素抗性基因，因此能在含四环素的培养基上生长的是含有基因表达载体和普通质粒的大肠杆菌，即能在含有四环素的培养基上生存的细胞未必都是成功导入重组质粒的受体细胞，C错误；PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链，故所用的引物组成为图乙中引物a和引物c，D正确。故选D。
3．(2023·安徽滁州高二校考期末)据下图分析，下列有关基因工程的说法不正确的是( D )
A．为防止目的基因与质粒任意结合而影响基因的表达，应用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割二者
B．DNA聚合酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键
C．与启动子结合的是RNA聚合酶
D．能够检测到标记基因表达产物的受体细胞中，也一定会有目的基因的表达产物
解析： 限制酶Ⅰ和酶Ⅱ识别的核苷酸序列不同，所以用限制酶Ⅰ和酶Ⅱ同时切割目的基因和质粒可防止二者任意结合，A正确；DNA聚合酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，前者是连接单个的脱氧核苷酸，后者是连接DNA片段，B正确；启动子和终止子都是一段有特殊结构的DNA片段，其中启动子是RNA聚合酶的结合位点，能启动转录过程，而终止子能终止转录过程，C正确；重组DNA分子上的抗性基因可用于目的基因的检测与鉴定，但是有目的基因也不一定成功表达，D错误。故选D。
4．(2023·江苏淮安高二统考期末)微滴式数字PCR(ddPCR)是一种检测新冠病毒等病原体的手段，原理如图所示，分为样本分散、PCR扩增、检测三个过程。下列有关叙述错误的是( B )
A．新冠病毒样本在进行ddPCR检测时，需要先进行逆转录处理
B．多孔板中如果某个孔没有核酸分子，就不需要加入引物和Taq酶
C．检测时只要有一个孔出现阳性结果，就可以说明原样本中有病毒核酸
D．相对于传统手段，ddPCR更加灵敏，更容易检测出微量病毒，但成本相对较高
解析： PCR是一项体外扩增DNA分子的技术，新冠病毒的遗传物质是RNA，故新冠病毒样本在进行ddPCR检测时，需要先进行逆转录处理得到DNA，A正确；由于核酸分子无法肉眼观察到，即使某个孔中不含核酸分子也无法得知，故为避免有遗漏，每个多孔板中都需要加入引物和Taq酶，最终通过阳性反应进行鉴定，B错误；阳性结果意味着有核酸分子能与试剂发生碱基互补配对，故检测时只要有一个孔出现阳性结果，就可以说明原样本中有病毒核酸，C正确；相对于传统手段，ddPCR在每个孔中含有少量核酸的条件下即可检测，故更加灵敏，更容易检测出微量病毒，但成本相对较高，D正确。故选B。
5．(2023·湖北孝感高二校联考期末)利用PCR能够快速扩增目的基因，也可以检测基因的表达情况。下列有关PCR的叙述，正确的是( C )
A．利用PCR技术可以检测是否产生相应的蛋白质
B．PCR过程中需要用到耐高温的解旋酶
C．每一次PCR循环过程中，都需要引物与模板链相互结合
D．当温度下降到72 ℃时有利于引物和两条单链DNA结合
解析： PCR是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，利用PCR技术可以检测是否产生相应的DNA，但不能检测是否产生相应的蛋白质，A错误；PCR过程中需要用到耐高温的DNA聚合酶，PCR过程中不需要解旋酶，B错误；每一次PCR循环过程中，在低温复性阶段，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合，C正确；PCR过程中，55 ℃时引物和两条单链DNA结合，在72 ℃时合成子链，D错误。故选C。
6．(2023·河北石家庄高二统考期末)某课题组为得到高产青蒿素的新品系，通过一定的技术使青蒿素合成过程中的某一关键酶基因fps在野生青蒿中过量表达，过程如图所示。下列叙述错误的是( C )
A．PCR过程中，温度控制在90 ℃以上的目的是破坏氢键
B．构建重组质粒过程中，fps基因需插在质粒a的T－DNA上
C．重组质粒包括目的基因、启动子、终止密码子和标记基因等
D．用PCR技术可以检测fps基因是否成功导入野生青蒿细胞中
解析： 利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解旋为单链的条件是加热至90 ℃以上，目的是破坏DNA分子中的氢键，A正确；构建重组Ti质粒的过程中，需将目的基因(fps基因)插入Ti质粒的T－DNA上，B正确；基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，终止密码子位于mRNA上，C错误；检验fps基因是否成功导入野生青蒿细胞中，可用PCR技术或DNA分子杂交法，D正确。故选C。
7．(2023·陕西安康高二统考期末)在PCR扩增仪中完成DNA分子的扩增后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR产物。实验人员用EcRⅠ和SmaⅠ两种限制酶处理某DNA分子，得到如图所示的电泳图谱，其中1号是标准DNA样品，2号、3号、4号分别是EcRⅠ单独处理、SmaⅠ单独处理、两种酶共同处理后的电泳结果。据图分析，下列相关叙述错误的是( D )
A．该DNA分子可能含1 000个碱基对
B．EcRⅠ和SmaⅠ两种限制酶切割位点不同
C．每次PCR扩增DNA分子时均需要引物
D．EcRⅠ和SmaⅠ的切割位点最短相距约800 bp
解析： 据图可知，用EcRⅠ单独处理(2号)或用SmaⅠ单独处理(3号)都只得到一种大小为1 000 bp的DNA片段，该DNA分子可能含1 000个碱基对，A正确；由题知，两种限制酶同时切割时则产生800 bp和200 bp两种长度的DNA片段，故EcRⅠ和SmaⅠ两种限制酶切割位点不同，B正确；每次PCR扩增DNA分子时均需要引物，PCR技术中引物需要和各自互补的DNA单链的3′端结合，C正确；由题知，两种限制酶同时切割时则产生800 bp和200 bp两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点最少相距200 bp，D错误。故选D。
二、非选择题
8．(2023·陕西西安高二长安一中校考期末)干旱会影响农作物产量，科学家们对此进行了研究。如图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理，相关基因用R和r表示。请据图分析回答下列问题：
(1)基因R与r的本质区别是_脱氧核苷酸排列顺序(或碱基对排列顺序)__的不同。在利用PCR技术扩增R或r基因过程中，利用_引物__可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。
(2)若被检植物发生A现象，不发生B、C现象，则被检植物的基因型为_RR__。
(3)用从基因文库中获取目的基因的方法获取抗旱基因时需要用到限制酶，限制酶的具体作用的化学键是_磷酸二酯键__。
(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，其依据主要是当植物受到损伤时、伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的_T－DNA__可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞_染色体DNA__上。
(5)经检测，抗旱基因已经导入烟草细胞，但未检测出抗旱基因转录出的mRNA，从构建基因表达载体的角度推测，最可能的原因是_基因表达载体上的目的基因首端未加入启动子__。
解析：(1)基因R和r是等位基因，本质区别是基因中脱氧核苷酸排列顺序的不同或碱基对的排列顺序不同。用PCR技术扩增R或r基因时，需要用特殊的引物寻找抗旱基因的位置。(2)被检植物发生A现象，不发生B、C现象，即r探针没有形成杂交环，所以被检植物的基因型为RR。(3)限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定脱氧核苷酸序列，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。(4)利用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞，主要利用的原理是：如果将目的基因插入到Ti质粒上的T－DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。(5)经检测，抗旱基因已经导入到烟草细胞，但未检测出抗旱基因转录出的mRNA，从构建基因表达载体的角度推测，最可能的原因是基因表达载体上目的基因首端未加入启动子。