4.1基因工程赋予生物新的遗传特性同步练习-2023-2024学年高二下学期生物浙科版选择性必修3

4.1基因工程赋予生物新的遗传特性 一、单选题 1．基因工程中可用作载体的是( ) ①质粒 ②噬菌体 ③病毒 ④动物细胞核 A.②③④ B.①②④ C.①②③ D.①③④ 2．下列关于基因工程中载体的叙述，正确的是( ) A.载体是基因工程所需的三种工具酶之一 B.载体质粒中必须有抗生素抗性基因 C.必须具有自我复制能力 D.具有一个至多个限制酶切割位点，以便目的基因的插入 3．2个来源不同的DNA片段A、B、A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段用限制酶XbaI进行切割，两种限制酶的识别序列和切割位点如图所示，产生的片段相连接形成重组DNA。若用限制酶SpeⅠ、限制酶XbaⅠ分别对重组DNA进行切割，结果是( ) A.两种限制酶都能识别重组DNA并将其切割成片段 B.只有限制酶SpeI能识别重组DNA并将其切割成片段 C.只有限制酶XbaI能识别重组DNA并将其切割成片段 D.两种限制酶都不能识别重组DNA，故不能将其切割成片段 4．基因工程是在分子水平上进行的操作，该过程中科学家所用的“手术刀”、“缝合针”和常采用的“运输车”分别是( ) A.限制酶、DNA连接酶、质粒 B.限制酶、DNA聚合酶、噬菌体 C.DNA连接酶、限制酶、动植物病毒 D.DNA连接酶、限制酶、质粒 5．基因工程的工具“分子针线”，缝合的部位是( ) A.碱基对之间的氢键 B.碱基与脱氧核糖之间 C.核苷酸中的磷酸与脱氧核糖之间 D.相邻核苷酸之间的磷酸二酯键 6．小明同学利用写有DNA序列的硬纸片、剪刀、透明胶条等模拟“重组DNA分子的操作”，获得5张写有部分DNA序列的硬纸片（图1），用透明胶条（代表从大肠杆菌中分离出的DNA连接酶，图2中黑色图形）对它们进行连接，得到①—④四种结果（图2），其中正确的有( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 7．下列关于基因工程基本工具——载体的叙述，正确的是( ) A.基因工程中用的载体大多数为天然质粒 B.质粒是常用的载体，有2个游离的磷酸基团 C.细菌质粒的复制过程只能在宿主细胞外独立进行 D.载体上常有特殊的抗性基因，便于重组DNA分子的筛选 8．基因工程操作中限制性内切核酸酶的作用是( ) A.将目的基因导入受体细胞 B.将目的基因从染色体上切割下来 C.将目的基因与运载体结合 D.识别并在特定的切点上切割DNA 9．利用某限制酶Ⅰ、酶Ⅱ对提取的莱茵衣藻某DNA进行单酶切和双酶切后的电泳结果，据此推测，两种限制酶切割位点最短的距离为( ) A.200bp B.400bp C.600bp D.800bp 10．PCR技术可用于临床上病原菌的检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①利用PCR扩增DNA片段；②从病人组织样本中提取DNA；③分析PCR扩增结果；④采集病人组织样本。下列有关叙述正确的是( ) A.若要得到正确的检测结果，操作顺序应该为②①③④ B.PCR扩增的原理是DNA半保留复制，所用缓冲液中常加入Mg2+ C.利用PCR扩增病原菌DNA时，需要设计两种碱基互补配对的引物 D.设计的引物中G、C碱基所占比例越高，复性所需的温度越低 二、多选题 11．下列关于DNA重组技术基本工具的叙述，错误的是( ) A.天然质粒须经过人工改造后才能作为载体 B.DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上 C.限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成 D.基因表达载体除了有目的基因外，还必须有起始密码子、终止密码子以及标记基因等 12．下列关于限制酶和 DNA 连接酶的理解，错误的是( ) A.限制酶能在特定部位的两个核苷酸之间切断磷酸二酯键 B.DNA 连接酶可以恢复 DNA 分子中的氢键 C.DNA 连接酶只能连接双链DNA片段互补的粘性末端，不能连接DNA片段的平末端 D.限制酶广泛存在于动植物体内，微生物内很少分布 三、读图填空题 13．下图为分子的切割和连接过程。 (1)EcoRⅠ是一种__________酶,其识别序列是__________,切割位点是_______与__________之间的__________键。切割结果产生的片段末端形式为 。 (2)不同来源的片段结合,在这里需要的酶应是__________连接酶,此酶的作用是在__________与__________之间形成__________键,而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是__________。 14．养殖家禽的饲料中富含谷物，纤维素是谷物的重要成分，但家禽消化道中缺少能降解纤维素的酶，阻碍了家禽对饲料的吸收与利用。研究人员利用转基因技术改造乳酸杆菌，将其添加于饲料中，以提高家禽养殖效率。回答下列问题。 （1）乳酸杆菌是动物胃肠道的优势细菌之一，培养乳酸杆菌时培养基中除添加主要营养物质外还需要添加______________以满足其生长对特殊营养物质的需求。农牧业上常将以制糖工业的废液为原料通过发酵获得的______________制成微生物饲料提高饲料的品质。 （2）枯草芽孢杆菌分泌可降解纤维素的一种酶，这种酶由W基因编码。为在乳酸杆菌中表达W基因，需使用图1中质粒为载体。图2为克隆得到的含W基因的DNA片段，W基因以乙链为转录模板链。 ①很多启动子具有物种特异性，在图1质粒中插入W基因，其上游启动子应选择______________（填写字母）。 A.枯草芽孢杆菌启动子 B.乳酸杆菌启动子 C.农杆菌启动子 ②下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点。 限制酶 EcoRⅠ BamHⅠ KpnⅠ MfeⅠ HindⅢ 识别位点 根据上述信息，应使用限制酶______________切割图1中质粒，使用限制酶______________切割图2中含W基因的DNA片段，以获得能正确表达W基因的重组质粒。 （3）为确定导入重组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力，研究人员将导入了重组质粒的乳酸杆菌接种在刚果红固体鉴定培养基上，若出现______________现象，则证明导入成功。 （4）解决谷物中纤维素难以被消化吸收的另一思路是将W基因转入家禽中，使转基因家禽消化道特异表达能够降解纤维素的酶。与该思路相比，上述利用转基因技术改造乳酸杆菌的方法有哪些优点？______________（写出1点即可）。 参考答案 1．答案：C 解析：根据分析可知，常用的基因工程载体为质粒，另外噬菌体、动植物病毒也可作为基因工程载体，即C正确，ABD错误。 故选C。 2．答案：D 解析：A、载体是基因工程所需的三种工具之一，但载体不属于酶，A错误;B、载体质粒中必须有标记基因，但不一定是抗生素抗性基因，B错误;C、运载体应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，C错误;D、载体具有一个至多个限制酶切割位点，以便插入目的基因，D正确。故选D。 3．答案：D 解析：限制酶的识别序列有4个、6个或8个核苷酸组成，大多数限制酶识别的序列是由6个，根据题意可知，A片段用限制酶SpeI进行切割，B片段用限制酶XbaI进行切割，由图可知，经Spe和XbaI切割出的DNA片段，具有相同的黏性末端，所以可形成重组DNA分子，重组后的DNA分子没有这两种酶的酶切识别位点，所以两种限制酶都不能识别重组DNA，故不能将其切割成片段，ABC错误，D正确。故选D。 4．答案：A 解析：基因工程是在分子水平上进行的操作中,手术刀是限制酶,缝合针为DNA连接酶,运输车为运载体,质粒是常用的运载体,故A正确。 5．答案：D 解析：在基因工程的操作中,“分子缝合针”能将双链DNA片段“缝合”起来,是DNA连接酶,能够催化DNA双链上的磷酸二酯键形成,ABC错误、D正确。故选D。 6．答案：A 解析：据图可知，图中的末端有黏性末端和平末端，而从大肠杆菌中分离出的DNA连接酶可催化连接两个黏性末端之间的磷酸二酯键，氢键不需要DNA连接酶作用，所以图中①的连接是正确的。 故选A。 7．答案：D 解析：A、在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选，A错误； B、质粒是一种双链环状DNA分子，无游离的磷酸基团，B错误； C、质粒在宿主细胞内就具有自我复制能力，C错误； D、作为运载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因，主要是抗生素抗性基因，便于重组DNA分子的筛选，D正确。 故选D。 8．答案：D 解析：限制酶能识别双链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。 综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．答案：A 解析：利用限制酶I或酶II进行单酶切后电泳结果均为800bp的片段，说明该DNA为环状DNA，酶I+酶II双酶切后电泳结果为200bp和600bp的片段，据此推测，两种限制酶切割位点最短的距离为200bp。故选A。 10．答案：B 解析：A、依据题干信息，若要得到正确的检测结果，操作顺序应该为④②①③，A错误；B、PCR扩增的原理是DNA半保留复制，所用缓冲液中常加入Mg2+，以激活耐高温的DNA聚合酶的活性，B正确；C、PCR扩增所需要的两引物不需要彼此碱基互补配对，C错误；D、设计的引物中G、C碱基所占比例越高，氢键的数目就越多，复性所需的温度越高，D错误。故选B。 11．答案：BD 解析：A、天然质粒须经过人工改造后才能作为载体，A正确； B、DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上，DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，B错误； C、限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成，C正确； D、基因表达载体除了有目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等，起始密码子、终止密码子位于mRNA上，D错误。 故选：BD。 12．答案：BCD 解析：A、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,能在特定部位的两个核苷酸之间切断磷酸二酯键,A正确。 13．答案：（1）限制酶；-GAATTC-;G;A;磷酸二脂键；黏性末端和平末端 （2）-E.co 1i-DNA；G；A；磷酸二脂键；T4DNA 14．答案：（1）维生素；单细胞蛋白 （2）B；MfeI、HindIII；EcoRI、HindIII （3）以菌落为中心的透明圈 （4）家禽转基因难度大，成本高，且通过家禽转基因只能改造一种家禽，本实验通过饲料添加转基因乳酸杆菌可满足各种家禽需要；转基因家禽可能存在食物安全性问题，将转基因乳酸杆菌加入饲料比较安全；转基因乳酸杆菌易扩大培养，生产成本低 解析：（1）微生物培养时除了要满足基本营养需求外，还要满足微生物对特殊营养物质的和环境的要求，培养乳酸杆菌时，它的特殊营养物质要求就是要加入维生素。单细胞蛋白，也叫微生物蛋白，是人工培养的微生物菌体，最大的优点是可用许多工农业废料及石油废料培养获得。 （2）①已知很多启动子具有物种特异性，为在乳酸杆菌中表达W基因，故上游启动子应选择乳酸杆菌启动子。 ②限制酶识别序列应添加在引物的5'端才能确保切割后得到完整目的基因；图1中不能选用EcoRI（会使目的基因插入位置错误）、BamHI（会破坏目的基因的启动子），又确保正向连接，故近终止子一端应与W基因选用相同的HindⅢ，故使用限制酶MfeI、HindⅢ切割图1中质粒，图2中不能选用MfeI（破坏W基因），因图1中使用了MfeI，只能选择同尾酶EcoRI。故使用限制酶EcoRI、HindⅢ切割图2中含W基因的DNA片段。 （3）刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，若培养的微生物有分解纤维素的能力，就会在菌落周围出现透明圈。若成功导入重组质粒进乳酸杆菌中，则乳酸杆菌具有分解纤维素的能力，菌落周围会出现透明圈。 （4）家禽是多细胞生物，乳酸杆菌是单细胞生物，培养转基因家禽难度更大，成本高。如果要改造家禽，则不同种家禽都要从受精卵开始改造，而改造转基因乳酸杆菌则可以把改造后的乳酸菌制作成饲料，满足各种家禽需要；转基因家禽可能存在食物安全性问题，将转基因乳酸杆菌加入饲料比较安全；微生物易培养，转基因乳酸杆菌易扩大培养，且培养原料容易获得，生产成本低。 学科网（北京）股份有限公司 $$