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-1作业练习

一．单项选择

1．下图是两种限制酶识别并切割的DNA分子的特定核苷酸序列。有关说法正确的是

A．二者的识别序列相同，切出的黏性末端相同

B．二者的识别序列相同，切出的黏性末端不同

C．二者的识别序列不同，切出的黏性末端相同

D．二者的识别序列不同，切出的黏性末端不同

2．下列有关DNA连接酶的叙述正确的是

①催化具有相同黏性末端的DNA片段之间连接

②催化具有不同黏性末端的DNA片段之间连接

③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成

④催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成

A．①② B．③④ C．①④ D．②③

3．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是

①能自主复制      ②不能自主复制      ③结构很小      ④蛋白质  ⑤环状RNA        ⑥环状DNA         ⑦能“友好”地“借居”

A．①③⑤⑦ B．①④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦

4．下列哪项不是基因工程中经常使用的运载目的基因的载体

A．细菌质粒 B．细菌拟核中的DNA

C．λ噬菌体衍生物 D．动植物病毒

5．下列哪一项不是运载体必备的条件

A．是环状的DNA分子

B．能在宿主细胞中复制并保存

C．具有标记基因，便于进行筛选

D．具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接

6．近年诞生的 CRISPR／Cas9基因编辑技术可进行基因定点编辑。 CRISPR／Cas9系统主要包括Cas9（核酸内切酶）和向导RNA，其原理是由向导RNA引导Cas9到一个特定的基因位点进行切割。（上述过程见下图）。下列相关叙述正确的是

A．CRISPR／Cas的组成物质是在核糖体上合成的

B．向导RNA的合成需要逆转录酶的参与

C．基因的定点编辑过程只涉及碱基A－U，G—C互补配对

D．切割后形成的每个DNA片段均含有两个游离的磷酸基团

7．下列有关DNA连接酶作用的表述，正确的是

A．促进脱氧核糖核苷酸之间形成氢键

B．促进脱氧核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键

C．只能连接具有粘性末端的DNA片段

D．能连接经各种限制酶作用后的不同来源的DNA片段

8．下列关于几种酶的叙述，错误的是

A．E.coli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来

B．限制酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子

C．构建cDNA文库至少要使用两种酶

D．限制酶能使DNA的氢键断裂

9．限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示，下列有关说法正确的是

A．一个DNA分子中，酶a与酶b的识别序列可能有多个

B．酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接

C．酶a与酶b切断的化学键不完全相同

D．用酶a切割有3个识别位点的质粒，得到4种切割产物

10．下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是

A．限制酶的活性受温度的影响 B．限制酶能识别和切割RNA

C．限制酶可从原核生物中提取 D．限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列

11．用限制酶EcoRⅤ单独切割某普通质粒，可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链，而同时用限制酶EcoRⅤ．MboⅠ联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，见下图(其中*表示EcoRⅤ限制酶切割后的一个黏性末端)。

若用MboⅠ限制酶单独切割该普通质粒，则产生的DNA片段的长度为

A．2.5和5.5 B．2.5和6 C．5.5和8 D．6和8

12．作为基因的运输工具——运载体，必须具备的条件之一及理由是

A．能够复制，以便目的基因复制

B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达

C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合

D．对宿主细胞无害，以便于重组DNA的鉴定和选择

13．下列关于限制酶的说法，正确的是

A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质

B．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端

C．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列

D．限制酶均特异性地识别由6个核苷酸组成的序列

14．将目的基因导入微生物细胞的最常用方法是  

A．感受态细胞法 B．显微注射法

C．基因枪法 D．农杆菌转化法

15．关于工具酶的描述正确的是  

A．限制酶．DNA酶和DNA连接酶的作用部位不都是磷酸二酯键

B．限制酶能识别和切割RNA也能识别和切割DNA

C．限制酶不切割自身DNA的原因可能是自身的识别序列已经被修饰

D．RNA聚合酶．DNA连接酶．DNA聚合酶起作用时都需要模板

16．甲基对硫磷是常见的农药污染物。科研人员尝试改造并分离得到能够降解甲基对硫磷的微生物。下列操作中不必需的是

A．构建含有甲基对硫磷分解酶基因的表达载体

B．将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌

C．用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌

D．提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量

17．下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是

①        ②

③        ④

A．①② B．②③ C．①④ D．①③

18．基因工程中,需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—,根据图示判断下列叙述错误的是  

A．用限制性核酸内切酶切割获得目的基因时,有四个磷酸二酯键被水解

B．质粒用限制性核酸内切酶Ⅰ切割,目的基因用限制性核酸内切酶Ⅱ切割

C．限制性核酸内切酶Ⅰ和限制性核酸内切酶Ⅱ切割后获得的黏性末端相同

D．质粒中的标记基因便于筛选出目的基因已经表达的细胞

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

【分析】

限制性核酸内切酶是可以识别特定的核苷酸序列，并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶，简称限制酶；经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

【详解】

限制酶BamHⅠ的识别序列为—GGATCC—，切出的黏性末端是—GATC—；限制酶BglⅡ的识别序列为—AGATCT—，切出的黏性末端是—GATC—，可见二者识别序列不同，切出的黏性末端相同，C正确。

2．【答案】C

【解析】

【分析】

DNA连接分为E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这二者都能连接粘性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平未端，但连接平末端时的效率比较低；DNA连接酶将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键。

【详解】

DNA连接酶可以催化具有相同的黏性末端的DNA片段之间连接，①正确．②错误；DNA连接酶催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成，而两个黏性末端互补碱基间氢键的形成不需要DNA连接酶的催化，③错误．④正确。因此，正确的是①④，故选C。

3．【答案】C

【解析】

【分析】

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双链环状DNA分子。

作为运载体必须具备的条件：①具有限制酶的切割位点； ②有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。

【详解】

①质粒必须能自主复制，以保证能在宿主细胞中稳定存在并复制，①正确；②质粒必须能自主复制，②错误；③质粒为小型环状DNA，其结构很小，③正确； ④质粒的化学本质是DNA，不是蛋白质，④错误；  ⑤质粒为小型环状DNA，⑤错误；⑥质粒为小型环状DNA，⑥正确；⑦质粒必须能“友好”地“借居”，以便于目的基因的稳定存在和复制，⑦正确．故选C。

4．【答案】B

【解析】

【分析】

5．【答案】A

【解析】

【分析】

作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。

【详解】

A. 基因工程的运载体不一定要是环状形态的DNA分子，常用载体有质粒．噬菌体和动植物病毒等，A错误；

B. 运载体能在宿主细胞中复制并稳定保存，B正确；

C. 运载体在限制酶切点外必须含有标记基因，以便于筛选，C正确；

D. 运载体最好具有一个至多个限制酶切点，以便于外源基因连接，D正确。

6．【答案】D

【解析】

【分析】

根据题意，向导RNA可携带识别序列，与目标DNA的特定位点结合，并进行切割，该识别序列与α链的互补链互补配对，据此分析。

【详解】

A. CRISPR／Cas9系统主要包括Cas9（核酸内切酶）和向导RNA，前者是在核糖体上合成，后者是通过转录形成的，其场所不在核糖体，A错误；

B. 向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，B错误；

C. 向导RNA和目标DNA互补配对过程中，涉及的配对方式有A－U，G—C，T-A，C-G，C错误；

D. 由于DNA分子是双链结构，因此切割后形成的每个DNA分子的片段中均含有2个游离的磷酸基团，D正确。

7．【答案】B

【解析】

【分析】

DNA连接酶的作用底物是DNA分子片段，通过催化形成磷酸二酯键将DNA片段连接在一起，据此分析。

【详解】

A. DNA连接酶能连接两个脱氧核苷酸片段，形成磷酸二酯键，A错误；

B. DNA连接酶能连接两个脱氧核苷酸片段，使脱氧核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，B正确；

C. E．coliDNA连接酶．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，C错误；

D. DNA连接酶能催化相同黏性末端的DNA片段之间的连接，也能连接平末端，D错误。

8．【答案】D

【解析】

【分析】

限制酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键，只是限制酶是切割磷酸二酯键，DNA连接酶是连接磷酸二酯键，在磷酸二酯键形成和断裂过程中，伴随了水的生成和消耗；cDNA 文库是指某生物某发育时期所转录的全部 mRNA 经反转录形成的 cDNA 片段与某种载体连接而形成的克隆的集合。

【详解】

A. E.coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，A正确；

B. 限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段，即断裂两个磷酸二酯键，因此需消耗两个水分子，B正确；

C. 构建cDNA文库时至少用到逆转录酶与DNA连接酶，C正确；

D. 限制酶能使DNA的磷酸二酯键断裂，D错误。

9．【答案】A

【解析】

【分析】

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开，不同的限制酶识别的碱基序列不同，但切割后可能形成相同的黏性末端，故不同的限制酶切割后所形成的黏性末端可能相连。

【详解】

一个DNA分子中，可能存在1至多个酶a与酶b的识别序列，A正确；由图可知，酶a与酶b识别的序列虽然不同，但切出的黏性末端相同，相同的黏性末端能相互连接，B错误；酶a与酶b切断的化学键均为相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；质粒为环状DNA分子，用酶a切割有3个识别位点的质粒，可得到3种切割产物，D错误。

故选A。

10．【答案】B

【解析】

【分析】

本题考查限制酶相关知识，来源：主要从原核生物中分离纯化出来；特点：具有特异性，即能够识别双链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；作用结果：形成黏性末端和平末端两种。

【详解】

酶的活性都受温度的影响，A正确；限制酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割RNA，B错误；限制酶主要从原核生物中提取，C正确；一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，D正确。

11．【答案】D

【解析】

【分析】

用限制酶EcoRⅤ单独切割某普通质粒，可产生14kb(1kb即1000个碱基对)的长链，，说明质粒中含有1个EcoRⅤ切点；同时用限制酶EcoRⅤ．MboⅠ联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，说明质粒中含有2个MboⅠ切点。

【详解】

由上分析可知，质粒中含有1个EcoRⅤ切点，2个MboⅠ切点。若用MboⅠ限制酶单独切割该普通质粒，则产生的DNA片段为2种，总长度为14 kb，综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。故选D。

12．【答案】A

【解析】

【分析】

质粒具备的条件：稳定存在且能复制；有一到多个酶切位点；具有特殊的标记基因。

【详解】

能够复制，以便目的基因复制，A正确；具有多个限制酶切点，以便于构建目的基因表达载体，B错误；具有某些标记基因，供重组载体的鉴定和选择，C错误；对宿主细胞无害，以便于重组DNA的稳定存在，D错误。故选A。

13．【答案】C

【解析】

【分析】

关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：

（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。

（2）特异性：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。

（3）结果：形成黏性末端或平末端。

【详解】

限制性核酸内切酶主要存在于原核生物中，其化学本质是蛋白质，A错误；限制性核酸内切酶具有特异性，不同的限制酶切割DNA后会形成黏性末端和平末端，B错误；限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，C正确；不同的限制酶识别的核苷酸序列不同，其识别的序列有4．5．6．8等个核苷酸构成，D错误。故选C。

14．【答案】A

【解析】

【分析】

基因工程的操作步骤：获取目的基因；构建基因表达载体；把目的基因导入受体细胞；目的基因的检测和鉴定。

【详解】

把目的基因导入微生物细胞常用钙离子处理，使其处于感受态，A正确；显微注射法常用于把目的基因导入动物细胞，B错误；基因枪法和农杆菌转化法常用于把目的基因导入植物细胞，CD错误。故选A。

15．【答案】C

【解析】

A．限制酶．DNA酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，A错误；

B．限制酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割RNA，B错误；

C．限制酶不切割自身DNA的原因可能是自身的识别序列已经被修饰，C正确；

D．根据上述分析可知，DNA连接酶起作用时不需要模板，RNA聚合酶．DNA聚合酶起作用时都需要模板，D错误。
故选C。

16．【答案】D

【解析】

【分析】

本题主要以甲基对硫磷的农药污染物为背景，主要考查微生物的分离和基因工程的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间内在联系的能力。

【详解】

要改造能够降解甲基对硫磷的微生物，需要构建含有甲基对硫磷分解酶基因的表达载体，A正确；将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌，是基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，B正确；甲基对硫磷是一种含碳农药，故用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌，C正确；目的基因的检测和鉴定应重点监测目的基因的插入与否及插入后的表达结果，可采用DNA分子杂交技术等手段，而非提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量，D错误。

17．【答案】D

【解析】

【分析】

据图分析，图中①③的黏性末端能互补配对，而①②．①④．②③．②④．③④的黏性末端都不能互补配对，据此分析。

【详解】

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开。限制酶识别的核苷酸序列具有回文结构，切割后形成的黏性末端能够互补配对，图中①③能够互补，其他的不能互补，所以①③属于同一种限制酶切割而成的，D正确。

18．【答案】D

【解析】

【分析】

由于限制酶Ⅱ能识别限制酶Ⅰ的识别序列，限制酶Ⅰ不能识别限制酶Ⅱ的识别序列；要将目的基因从该DNA链中提取出来，需要在目的基因左右切开，所以要用限制酶Ⅱ；质粒不能用限制酶Ⅱ，如果用该酶的话，质粒就会有两个切口。

【详解】

A．用限制性核酸内切酶Ⅱ，将目的基因左右切开切割，又由于DNA是双链，故需要有四个磷酸二酯键被水解，A正确；

B．通过分析可知，质粒用限制性核酸内切酶Ⅰ切割，目的基因用限制性核酸内切酶Ⅱ切割，B正确；

C．根据题意可知二者产生的粘性末端相同，都是，C正确；

D．质粒中的标记基因的作用是用来筛选含有目的基因的受体细胞，D错误。

故选D。