沪科版 (2019)选修3第三章 基因工程赋予生物新的遗传特性第一节 基因工程是一种重组DNA技术三、基因工程的基本操作程序当堂检测题

【精编】三、基因工程的基本操作程序-1优质练习

一．单项选择

1．
科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因，并以农杆菌的质粒为载体，采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是（    ）。

A． 为培育出转基因烟草植株，应选择的受体细胞一定是烟草的受精卵

B． 金属硫蛋白基因需插入到质粒的T-DNA上，才能转移到受体细胞中

C． 同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具有专一性

D． 转基因烟草与原烟草相比基因组成发生变化，导致两者出现生殖隔离

2．
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图一．图二中箭头表示相关限制酶的酶切位点。

（1）若图二中目的基因D是人的α-抗胰蛋白酶的基因，现在要培养乳汁中含α-抗胰蛋白酶的羊，科学家要将该基因注射到羊的_______________中，则发育成的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的乳汁。这一过程涉及以下那些过程___________________。

A．DNA自我复制           B．DNA以其一条链为模板合成RNA

C．RNA自我复制           D．按照RNA上密码子的排列顺序合成蛋白质

（2）限制酶Sma和限制酶Xma作用的不同点是_________________________________。

（3）图二中的目的基因D需要同时使用Mse酶和Pst酶才能获取，而图一所示的质粒无相应的限制酶切位点。所以在用该质粒和目的基因构建重组质粒时，需要对质粒改造，构建新的限制酶切位点。试写出构建需要的限制酶切位点的过程（提供构建需要的所有条件）：

①首先用_______________酶处理质粒；

②然后用_______________酶处理质粒，使被切开的质粒末端连接上相应的脱氧核苷酸；

③再运用T4DNA连接酶处理质粒，形成新的限制酶切位点，即可被_________酶识别。

（4）基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。下图表示运用影印培养法（使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法）检测基因表达载体是否导入大肠杆菌。培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基A和培养基B分别还含有________________________。从检测筛选的结果分析，含目的基因的是________（填编号）菌落中的细菌。

3．
下列黏性末端是由（     ）种限制性内切酶产生的（    ）。

A． 4种    B． 3种    C． 2种    D． 1种

4．基因工程中不能作为运载体的是(    )

A. 动植物细胞    B. 质粒    C. 动植物病毒    D. λ噬菌体衍生物

5．
下列有关基因工程技术的正确叙述是（　　）。

A． 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶．连接酶和运载体

B． 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C． 繁殖快是选用细菌作为重组质粒受体细胞的原因之一

D． 只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达

6．下列关于生物工程中相关酶的叙述正确的是

A. DNA连接酶可把目的基因与载体连接形成重组DNA

B. 限制酶将DNA分子切成两个片段可产生两分子的水

C. 纤维素酶和果胶酶处理植物细胞直接获得杂种细胞

D. 胰蛋白酶或胃蛋白酶处理动物组织块使细胞分散开

7．下面是3种限制性核酸内切酶对 DNA 分子的识别序列和剪切位点图（箭头表示切点）。相关叙 述错误的是（    ）

A. 不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性

B. 限制酶 2 和 3 识别的序列都包含 6 个碱基对

C. 限制性酶 1 和酶 3 剪出的粘性末端相同

D. 能够识别和切割 RNA 分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶 2

8．
下列对基因工程的理解，正确的是

①它是一种按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程 

②对基因进行人为改造

③是体外进行的人为的基因重组 

④在实验室内，利用相关的酶和原料合成DNA

⑤主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术 

⑥在DNA分子水平上进行操作

A． ①②③④⑤⑥    B． ①③④⑤⑥    C． ①②③⑤⑥    D． ①③⑤⑥

9．
基因工程的操作工具“剪刀”指的是

A． 限制酶    B． DNA连接酶    C． 运载体    D． 解旋酶

10．
下列关于基因工程工具的叙述,正确的是(    ）。

A． 载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因

B． DNA连接酶可把目的基因与载体的粘性末端的碱基黏合，形成重组DNA

C． Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA聚合酶

D． 限制性核酸内切酶将一个链状DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子

11．
下列哪项不是基因工程的工具（   ）

A． DNA连接酶    B． DNA酶    C． 限制酶    D． 运载体

12．
下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（    ）。

A． A    B． B    C． C    D． D

13．
基因工程的操作工具“剪刀”指的是（    ）。

A． 限制酶    B． DNA连接酶    C． 运载体    D． 解旋酶

14．
科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因,并以质粒为运载体，采用转基因方法培育了抗枯萎病的金茶花新品种。下列有关说法正确的是

A． 基因工程育种只能在同种生物中进行

B． 质粒是能自我复制的小型细胞器，因此适合做运载体

C． 通过该方法获得的抗病金茶花,将来产生的配子不一定含抗病基因

D． 抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术应用的原理是染色体变异

15．
下列有关基因工程及应用的叙述错误的是

A． 一种限制酶能识别一种或几种特定的核苷酸序列

B． 基因工程是在DNA分子水平上进行的设计施工

C． 利用转基因细菌降解有毒有害的化合物可以保护环境

D． 质粒．噬菌体和动植物病毒等是目前基因工程中常用的运载体

16．
（题文）以下几种酶与图中所指化学键的形成或断裂有关的是 （    ）。

①限制性核酸内切酶    ②DNA连接酶  ③DNA聚合酶  ④RNA聚合酶 ⑤解旋酶  ⑥DNA水解酶

A． ①②④⑤    B． ①②③④    C． ①②③⑥    D． ①③⑤⑥

17． 若某种限制性核酸内切酶的识别序列是CCTAGG，它在A和G之间切断DNA。下图表示用该酶处理某基因后产生的片段。下列有关叙述正确的是

A. 该正常基因中有4个CCTAGG序列

B. 产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来

C. 用该酶处理得到图示基因片段要水解3个磷酸二酯键

D. 若该基因某处有一个CCTAGG突变为CCTAGC，用该酶处理后将产生5个片段

18．
下列关于DNA连接酶的作用叙述，正确的是 （   ）。

A． 将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键

B． 将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键

C． 连接两条DNA链上碱基之间的氢键

D． 只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA片段平末端之间进行连接

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】由题意和选项的描述可知：该题考查学生对基因工程的基本操作程序等相关知识的识记和理解能力。

为培育出转基因烟草植株，导入金属硫蛋白基因（目的基因）时，除了以受精卵为受体细胞外，还可以用体细胞为受体细胞，A错误；农杆菌的Ti质粒上的T—DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，可见，金属硫蛋白基因需插入到质粒的T-DNA上，才能转移到受体细胞中，B正确；同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，是因为目的基因的两侧和质粒上均含有该限制酶的切割位点，所以限制酶具有专一性，C错误；转基因烟草与原烟草相比基因组成发生变化，但二者之间没有出现生殖隔离，D错误。

2．【答案】  受精卵  ABD  切割位点不同  EcoRⅠ  DNA聚合酶  Mse I  四环素和青霉素  4和6

【解析】试题分析：本题考查基因工程，考查对基因工程操作工具和程序的理解．识记。解答此类题目，限制酶的识别位点和质粒的结构组成的观察是题目的突破点。

（1）培养乳汁中含人的α-抗胰蛋白酶的羊，要将该基因注射到羊的受精卵中，发育成的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的乳汁。这一过程涉及目的基因随宿主DNA复制而复制．DNA以其一条链为模板合成RNA的转录．按照RNA上密码子的排列顺序合成蛋白质的翻译过程。

（2）据图可知，限制酶SmaⅠ和限制酶XmaⅠ识别序列相同，但切割位点不同。

（3）①质粒上缺少Mse I识别位点，因此可先用EcoRⅠ酶处理质粒；

②使被切开的质粒末端连接上相应的脱氧核苷酸，需用DNA聚合酶处理质粒；

③由表格可知，EcoRⅠ和Mse I的识别位点相近，运用T4DNA连接酶处理质粒，形成新的限制酶切位点，即可被Mse I酶识别。

（4）据图1可知，目的基因插入了抗青霉素基因的位置，抗青霉素基因被破坏，抗四环素基因在为标志基因，因此检测基因表达载体是否导入大肠杆菌，培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基A中含有四环素，含有质粒或重组质粒的细菌均都能生长，培养基B含有青霉素，含有普通质粒的细菌才能生长，含有重组质粒的细菌不能生长。从检测筛选的结果分析，含目的基因的是4和6菌落中的细菌。

3．【答案】A

【解析】

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，从而形成两个相同的黏性末端。

第一个限制酶的识别序列是TCCGGA，切割位点是TC之间；第二个限制酶的识别序列是ACCGGT，切割位点是AC之间；第三个限制酶的识别序列是TGGCCA，切割位点是TG之间；第四个限制酶的识别序列是AGGCCT，切割位点是AG之间，所以图示粘性末端由4种限制酶切割而成，故选A。

4．【答案】A

【解析】动植物细胞不能作为基因工程的运载体，可作为受体细胞，A错误；质粒是基因工程常用的运载体，B正确；动植物病毒是基因工程常用的运载体，C正确；噬菌体的衍生物是基因工程常用的运载体，D正确。

5．【答案】C

【解析】

基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取．基因表达载体的构建．将目的基因导入受体细胞．目的基因的检测与鉴定。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。

重组DNA技术所用的工具酶是限制酶．连接酶，而运载体不属于工具酶，A错误；酶具有专一性，不同的限制性核酸内切酶识别的碱基序列不同，B错误；选用细菌作为重组质粒的受体细胞的原因是其繁殖快．多为单细胞．遗传物质相对较少等，C正确；基因是选择性表达的，目的基因进入了受体细胞不一定能成功实现表达，还需要检测和鉴定，D错误。

6．【答案】A

【解析】DNA连接酶可把目的基因与载体连接形成重组DNA，A正确；限制酶将DNA分子切成两个片段可产生4分子的水，B错误；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞直接获得原生质体，C错误；动物细胞培养过程中，应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块使细胞分散开，D错误。

7．【答案】D

【解析】酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A正确；图中可得，限制酶2和3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC，均为6个碱基对，B正确；限制酶1和3剪出的粘性末端相同，均为-GATC-，C正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列，D错误。

8．【答案】D

【解析】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。

详解：基因工程可按照人们的意愿，定向改造生物的遗传特性，①正确；基因工程的实质是原有基因的重新组合，一般不能对基因进行随意改造，②错误；基因工程体外进行基因表达载体的构建，属于人为的基因重组，③正确；在实验室内合成DNA需要模板．原料．酶．能量．引物等，④错误；基因工程的主要技术为体外DNA重组技术和转基因技术，⑤正确；基因工程的操作水平是DNA分子水平，⑥正确。因此，正确的有①③⑤⑥，故选D。

9．【答案】A

【解析】

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。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；DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键；运载体：常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

限制性内切酶是基因工程的“剪刀”，A正确； DNA连接酶是基因工程的“针线”，B错误；运载体是基因工程的运输工具，C错误；解旋酶不是基因工程的工具，D错误。

10．【答案】C

【解析】载体质粒上的抗生素抗性基因可以作为标记基因，筛选目的基因，A错误；DNA连接酶可把目的基因与载体的粘性末端的磷酸与脱氧核糖黏合，形成重组DNA，B错误；DNA扩增常用PCR技术，该技术需要耐高温的DNA聚合酶，即Taq酶，C正确；限制性核酸内切酶将一个链状DNA分子片段切成两个片段需消耗四个水分子，D错误。

11．【答案】B

【解析】

本题考查基因工程的工具，考查对基因工程工具的种类和作用的理解和识记，解答此题，可根据基因工程的步骤分析其需要的工具，根据DNA酶的名称分析其作用。

基因工程的工具包括限制酶．DNA连接酶和运载体，DNA酶可催化DNA的水解，不是基因工程的工具，选B。

12．【答案】B

【解析】分析：基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）．DNA连接酶．运载体。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；DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键；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：根据基因工程的过程分析，供体是指提供目的基因的生物；限制性核酸内切酶能切割DNA分子，是基因工程的“手术刀”；DNA连接酶能将DNA片段连接起来，是基因工程的“缝合针”；载体是运输目的基因的工具，常见的载体包括质粒．噬菌体或动植物病毒；基因工程的受体可以是动物细胞．植物细胞或微生物细胞，但常以大肠杆菌等微生物细胞作为受体，故选B。

13．【答案】A

【解析】

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。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；DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键；运载体：常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

限制性内切酶是基因工程的“剪刀”，A正确； DNA连接酶是基因工程的“针线”，B错误；运载体是基因工程的运输工具，C错误；解旋酶不是基因工程的工具，D错误。

14．【答案】C

【解析】由题意“采用转基因方法培育了抗枯萎病的金茶花新品种”和选项的描述可知：该题考查学生对基因工程的内涵和原理．质粒的内涵及其作为运载体的必备条件等相关知识的识记和理解能力。

通俗地说，基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状，可见，基因工程育种是在不同种生物之间进行的，A错误；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，B错误；通过该方法获得的抗枯萎病金茶花新品种，其抗病基因只存在于某一条染色体上，所以在减数分裂过程中，伴随着同源染色体的分离，形成的配子中，有1/2存在抗病基因，另外的1/2不含抗病基因，C正确；抗枯萎基因最终整合到植物的染色体组中，该技术应用的原理是基因重组，D错误。

15．【答案】A

【解析】

考查基因工程相关的基础知识。

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,A错误。

转基因技术是在DNA分子水平上进行的设计施工，B正确。

把降解有毒有害的化合物相关的基因导入到细菌中，可以用这种细菌分解有害物质，保护环境，C正确。

目前基因工程中常用的运载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等，D正确。

16．【答案】C

【解析】

据图分析，图示结构含有胸腺嘧啶T，说明是DNA的一条片段，箭头所指的化学键是两个脱氧核苷酸之间脱去一分子水形成的磷酸二酯键。

限制性核酸内切酶能将特定位点间的磷酸二酯键切断，①正确；DNA连接酶能将DNA片段之间的磷酸二酯键连接起来，②正确；DNA聚合酶能将脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键连接起来，③正确；RNA聚合酶能将核糖核苷酸之间的磷酸二酯键连接起来，但不能将脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键连接起来，④错误；解旋酶的作用部位是氢键，⑤错误；DNA水解酶能将磷酸二酯键断裂，⑥正确。因此，能够将图中磷酸二酯键断裂的是①②③⑥，故选C。

17．【答案】B

【解析】由图可知，该基因经酶切后形成4个DNA片段，因此该正常基因中有3个CCTAGG序列，A错误；产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来，B错误；DNA分子是两条链，用该酶处理得到图示基因片段要水解6个磷酸二酯键，C错误；若该基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG，则有4个切点，用该酶处理后将产生5个片段，D正确。

18．【答案】B

【解析】将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键是DNA聚合酶的作用，而DNA连接酶的作用是将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键，A项错误，B项正确；氢键的形成不需要酶，DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，C项错误；DNA连接酶分别为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这两种酶都能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接起来，其中T4DNA连接酶还可以连接平末端，D项错误。