高二生物DNA重组技术的基本工具测试题.docx
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高二生物DNA重组技术的基本工具测试题
1.1DNA重组技术的基本工具
1．下列对基因工程的理解，正确的是（ ）
①可按照人们的意愿，定向改造生物遗传特性的工程
②对基因进行人为删减或增添某些碱基
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
⑦一旦成功，便可遗传
A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑥⑦
C．①③⑤⑥⑦D．①②③⑤⑥⑦
解析：
选C。
基因工程是对现有基因的剪切和重组，并没有对基因进行改造，也不是要合成新的DNA。
2．（2011年广州高二检测）下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是（ ）
①一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
②限制性核酸内切酶的活性受温度影响
③限制性核酸内切酶能识别和切割RNA
④限制性核酸内切酶可从原核生物中提取
⑤限制性核酸内切酶的操作对象是原核细胞
A．②③B．③④
C．③⑤D．①⑤
解析：
选C。
本题考查限制性核酸内切酶的作用。
限制性核酸内切酶主要存在于原核生物中，酶的活性受温度的影响，限制性核酸内切酶识别和切割的是DNA分子，而不是原核细胞。
3．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。
如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。
现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（ ）
A．3B．4
C．9D．12
解析：
选C。
解本题的关键是要理解“在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断”，即一个DNA分子可能被切了一个位点，也可能被切了两个或三个位点，要分开考虑，不要遗漏和重复。
切一个位点情况下可得到a和bcd，ab和cd，abc和d；切两个位点情况下可得到a、b和cd，a、bc和d，ab、c和d；切三个位点情况下可得到a、b、c、d。
一共可以得到九种片段，分别是a、b、c、d、ab、abc、bc、bcd、cd。
4．（2011年高考浙江卷）将ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。
下列叙述错误的是（ ）
A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
解析：
选C。
大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含有一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。
5．质粒是基因工程最常用的载体，下列关于质粒的说法正确的是（ ）
A．质粒在宿主细胞内都要整合到染色体DNA上
B．质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型细胞器
C．基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的
D．质粒上碱基之间数量存在A＋G＝U＋C
解析：
选C。
基因工程使用的载体需有一至多个酶切位点，具自我复制的能力，有标记基因，对受体细胞安全，且分子大小适合。
而自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。
而质粒进入宿主细胞后不一定都要整合到染色体DNA上，如宿主细胞是细菌细胞则不需整合。
质粒是小型环状双链DNA分子而不是细胞器，也不会有碱基U。
6．（2011年安庆高二检测）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
B
C
D
供体
质粒
提供目的基因的生物
提供目的基因的生物
大肠杆菌等
手术刀
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
缝合针
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
载体
提供目的基因的生物
质粒
质粒
提供目的基因的生物
受体
大肠杆菌等
大肠杆菌等
大肠杆菌等
质粒
解析：
选C。
供体指的是提供目的基因的个体，受体是指接受目的基因的个体，基因的手术刀是限制性核酸内切酶，基因的缝合针是DNA连接酶，载体常用的是质粒，也常用动植物病毒。
7．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。
运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答：
（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________。
人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中时需要的酶是________________。
（2）请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是
________________________________________________________________________。
解析：
本题考查基因工程的基本操作，在基因工程中用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，在对载体和目的基因进行切割的时候，一定要用同一种限制性核酸内切酶，才能切出相同的黏性末端，当插入目的基因时，常用DNA连接酶把二者之间形成磷酸二酯键连上。
答案：
（1）限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（2）
（3）人的遗传物质（基因）与羊的都为DNA，其物质组成和空间结构相同
（紧扣教材，思考感悟）
【寻根问底】
1．根据你所掌握的知识，你能推测这类酶存在于原核生物中的作用是什么吗？
（教材P4）
答案：
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。
限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA入侵时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。
所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA，使之失效，从而达到保护自身的目的。
2．DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
为什么？
（教材P6）
答案：
不是一回事。
基因工程中所用的连接酶有两种，一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为E·coliDNA连接酶；另一种是从T4DNA噬菌体中分离得到的，称为T4DNA连接酶。
这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。
DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），二者的差别主要表现在：
（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。
因此，DNA连接酶不需要模板。
此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。
【旁栏思考】
想一想，具备什么条件才能充当“分子运输车”？
（教材P6）
答案：
能自我复制，有一个或多个限制酶切割位点，有标记基因位点及对受体细胞无害等。
1．基因工程是一种新兴生物技术，实施该工程的最终目的是（ ）
A．定向提取生物体DNA分子
B．定向对DNA分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对DNA分子进行改造
D．定向改造生物遗传性状
解析：
选D。
基因工程也称DNA重组技术，它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术，故实施该工程的最终目的是定向改造生物的遗传性状。
2．在基因工程中使用到限制酶，其作用是（ ）
A．将目的基因从染色体上切割下来
B．识别并切割DNA分子中特定的核苷酸序列
C．将目的基因与运载体结合
D．将目的基因导入到受体细胞内
解析：
选B。
限制酶的作用是识别DNA分子中特定的核苷酸序列，并在特定位点切割DNA，即限制酶破坏的是DNA链中特定位点的连接相邻脱氧核苷酸的磷酸二酯键。
3．（2011年呼和浩特高二检测）下图所示限制性核酸内切酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制性核酸内切酶能识别的碱基序列及切点是（ ）
A．CTTAAG，切点在C和T之间
B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．GAATTC，切点在G和A之间
D．GAATTC，切点在C和T之间
解析：
选C。
本题考查限制性核酸内切酶的作用特点，根据限制性核酸内切酶切割特点“一条链的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的碱基顺序完全一致，它们之间正好能互补配对”。
由图不难看出该限制性核酸内切酶识别的碱基序列是GAATTC，切点在G与A之间。
4．下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是（ ）
A．一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B．限制酶的活性受温度影响
C．限制酶能识别和切割RNA
D．限制酶可从原核生物中提取
解析：
选C。
限制酶是切割DNA的工具，这类酶主要是从原核生物中分离纯化所得，其活性的大小受温度的影响。
限制酶能够识别双链DNA分子中的某种特定的核苷酸序列，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。
5．T4DNA连接酶的功能是（ ）
A．只能连接黏性末端
B．只能连接平末端
C．能够连接DNA双链的氢键
D．既可以连接黏性末端，又能连接平末端
解析：
选D。
T4DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端，只是连接黏性末端的效率高，连接平末端的效率比较低。
6．关于磷酸二酯键说法正确的是（ ）
A．只有目的基因中存在
B．只有质粒分子中存在
C．DNA单链或双链分子都存在
D．只存在于双链DNA分子中
解析：
选C。
在DNA的分子结构中，双链DNA分子的每一条链及单链DNA分子中相邻脱氧核苷酸之间是以磷酸二酯键相连的，故C正确。
7.（2011年湖北咸宁高二检测）下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是（ ）
A．染色体和质粒的化学本质都是DNA
B．染色体和质粒都只存在于真核细胞中
C．染色体和质粒都与生物的遗传有关
D．染色体和质粒都可以作为基因工程的载体
解析：
选C。
染色体是由DNA和蛋白质构成的，染色体存在于真核细胞中，质粒主要存在于原核细胞中，DNA是原核生物和真核生物的遗传物质，质粒控制原核生物的部分性状。
8．基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是（ ）
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
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，以便为目的基因的表达提供条件
D．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选
解析：
选A。
本题考查载体必须具备的条件和理由，条件与理由必须相符。
作为载体要携带目的基因进入受体细胞并使之表达，必须能够在宿主细胞内稳定地保存并大量复制，以便通过复制提供大量的目的基因，所以A项是正确的。
载体要具有某些标记基因，是为了通过标记基因是否进入受体细胞或表达来判断目的基因是否进入了受体细胞，从而进行受体细胞的筛选。
载体要具有多个限制酶切点，则是为了便于与外源基因连接。
9．下列通常不被用作基因工程运载体的是（ ）
A．细菌质粒
B．噬菌体
C．动植物病毒
D．细菌核区的DNA
解析：
选D。
本题考查基因工程的工具——运载体。
解答本题的关键是记住、理解运载体必须具备的条件和常用的运载体。
作为运载体必须具备的条件：
①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；②有多个限制性核酸内切酶切点；③有一定的标记基因，便于筛选。
记住常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。
细菌的核区由一个大型的环状DNA分子反复折叠缠绕而成，控制着细胞的主要性状，所以一般不被用作基因工程的运载体。
10．下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切割位点
C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
解析：
选C。
根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。
质粒作为载体需要有多个限制酶切割位点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入到受体细胞内。
基因与载体的重组需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。
11．（2011年威海市高二检测）根据下列所给材料回答问题：
材料1：
把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的胰岛素。
材料2：
把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育出发荧光的烟草。
材料3：
有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞中，在羊分泌的乳汁中加入某种物质后，可抽出细丝，这种细丝有望用于手术的缝合线。
（1）上述生物新品种的产生运用了________技术。
（2）一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，而不影响其他基因的表达，这说明基因是有________效应的________片段，具有一定的________性；同时可以说明各种生物共用一套________。
（3）上述技术所用的工具酶有____________________。
（4）材料3中所用缝合线与普通线相比优点是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）可遗传的变异分为三种：
______、________、______。
而基因工程改变一个物种的基因属于____________。
（6）从上述所给的材料，不能得出哪一结论（ ）
A．动植物之间可以相互转基因
B．真核生物与原核生物之间可以相互转基因
C．基因工程可以定向地改变生物的基因
D．转基因生物的出现对生物的进化是有利的
答案：
（1）基因工程
（2）遗传 DNA 独立 密码子 （3）限制性核酸内切酶、DNA连接酶 （4）可以被分解吸收，不用拆线 （5）基因重组 基因突变 染色体变异 基因重组 （6）D
12．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—。
在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
（1）请画出质粒被限制性核酸内切酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
（2）请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
（3）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？
为什么？
解析：
本题主要是考查基因工程中有关限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用，一般来说一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点切割DNA，虽然限制性核酸内切酶Ⅰ与限制性核酸内切酶Ⅱ识别的碱基序列不同，但切割后形成的黏性末端是可以互补的，或者说两种限制性核酸内切酶切割后所形成的黏性末端是相同的，因此在DNA连接酶的作用下可以将这两种酶切割后形成的黏性末端连接起来。
答案：
（1）
（2）
（3）能。
因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的。
13．（2011年安阳高二检测）胰岛素是治疗糖尿病的重要药物，如图是基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：
（1）完成过程②、③必需的酶分别是________、________。
（2）在利用A、B获得C的过程中，必须用________切割A和B，使它们产生相同的________，再加入________，才可形成C。
（3）取自大肠杆菌的物质B，在基因工程中起________作用，必须具备的条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________（至少2个）。
（4）图中的D是基因工程中的________细胞，能作为这种细胞的有________________等。
解析：
（1）过程②为由单链RNA到双链DNA的过程，为逆转录，需要逆转录酶的催化。
过程③是DNA由双链解旋变成单链，这个过程需要解旋酶。
（2）A为目的基因，B为载体，只有用同一种限制酶切出相同的黏性末端，然后在DNA连接酶的作用下才能相互结合。
（3）从大肠杆菌中提取的B为质粒，在基因工程中可以起到载体的作用，必须具备的条件是具有标记基因和一至多个限制酶切割位点、能够在宿主细胞中复制并稳定保存。
（4）常用的受体细胞是大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞。
答案：
（1）逆转录酶 解旋酶
（2）同一种限制酶 黏性末端 DNA连接酶
（3）载体 具有标记基因和一至多个限制酶切割位点、能够在宿主细胞中复制并稳定保存
（4）受体 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。
佳节又重阳，玉枕纱厨，半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后，有暗香盈袖。
莫道不消魂，帘卷西风，人比黄花瘦。
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