【状元之路】2014-2015学年新课标生物选修3基因工程综合强化练习（含解析）

基因工程综合强化练习
作业目标
①综合练习基因工程总体内容；②灵活思维提升应试水平。
作业设计
限时：40分钟　满分：100分
一、选择题(每题4分，共60分)
1．下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是(　　)
A．其化学本质都是蛋白质
B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C．在基因工程操作中，可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
D．它们不能被反复使用
解析　绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，限制酶和DNA连接酶都属于蛋白质酶。酶作为催化剂，同样具有反应过程中不被消耗，反应前后性质不发生改变的特点，因此，可以反复使用。
答案　A
2．下列说法正确的是(　　)
A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的
B．限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列
C．质粒是基因工程中唯一用作目的基因导入细胞的载体
D．利用质粒在宿主细胞内对目的基因进行大量扩增的过程可以称为克隆
解析　DNA连接酶的来源有两种：一类是从大肠杆菌中分离得到的；另一类是从T4噬菌体中分离出来的。限制酶不同，其切口就不同。基因工程中所用的载体有很多，不只是质粒。目的基因的扩增可以称为克隆。
答案　D
3．下列关于基因工程中运载体的叙述不正确的是(　　)
A．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变
B．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外
C．运载体对宿主细胞的生理代谢不起决定性作用
D．常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等
解析　基因工程依据的原理是基因重组；目的基因和运载体结合发生在细胞外；运载体对宿主细胞生存没有决定性的作用；常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
答案　A
4．据图所示，有关工具酶的叙述错误的是(　　)
A．限制酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
解析　限制性内切酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键，如图a处，DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键，因此DNA聚合酶也可以连接a处。解旋酶解开两个碱基对之间的氢键，即使b处解开。DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，如a处。而图示的c处连接的是同一个脱氧核苷酸内的磷酸和脱氧核糖。
答案　D
5．下列黏性末端是由同一种限制酶切割而成的是(　　)
A．①②　　　B．①③　　　C．①④　　　D．②③
解析　限制性内切酶的主要特点是能够识别特定的核苷酸序列，并且有唯一的切点。而DNA双链上的碱基互补配对，一条链上的碱基序列与另一条链上的碱基序列反向排列，因此一种限制酶所识别的一条链上的碱基序列与另一条链上反向序列相同，并且有唯一的切点，这个切点在两条链上也是相同的。因此从图中可以看出，①的一条链上游离碱基是—T—T—A—A—，另一条链与之对应的应该是—A—A—T—T—，这样③的碱基符合要求；如果将③与①配对起来，则可看出上下两条链之间的切点都是G—A之间。再分析②与④，游离的碱基不能互补配对，其他组合也不能互补配对。
答案　B
6．DNA连接酶的功能是(　　)
A．子链与母链间形成氢键
B．黏性末端之间形成氢键
C．两DNA末端间的缝隙连接
D．A、B、C三项都对
解析　DNA连接酶的作用是催化脱氧核糖与磷酸之间形成的磷酸二酯键，即把两DNA末端间的缝隙连接起来。
答案　C
7．基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合　②将目的基因导入受体细胞　③检测目的基因导入受体细胞是否符合特定性状要求　④提取目的基因
正确的操作顺序是(　　)
A．③②④① B．②④①③
C．④①②③ D．③④①②
解析　基因工程操作的“四步曲”为：提取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
答案　C
8．下列不是基因表达载体组成部分的是(　　)
A．启动子 B．终止密码
C．标记基因 D．目的基因
解析　基因表达载体的作用是使目的基因能在受体细胞中稳定存在和遗传并能够成功表达，因此，须有使目的基因能够准确表达的启动子和终止子，还得有标记基因便于对转化的结果进行鉴定。另外，本题同时考查了终止子和终止密码的区别，前者位于DNA中，后者位于mRNA上。
答案　B
9．要检测目的基因是否成功地插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指(　　)
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β-球蛋白的DNA
D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
解析　基因探针是指已知的DNA片段(实际上是单链)，为便于对杂交的结果进行检测，需要对其作放射性同位素或荧光分子标记。
答案　B
10．下列说法中正确的是(　　)
A．基因表达载体的构建方法是一致的
B．标记基因也叫做抗生素基因
C．显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法
D．大肠杆菌是常用的微生物受体
解析　抗生素抗性基因常被用作载体的标记基因，但不能说标记基因就是抗生素抗性基因。根据受体细胞的不同及转化方法的不同，基因表达载体的构建不可能都是相同的。
答案　D
11．1976年人类首次获得转基因生物，即将人的生长激素抑制因子的基因转入大肠杆菌并获得表达，这里的表达是指该基因在大肠杆菌内(　　)
A．能进行DNA复制
B．能进行转录和翻译
C．能合成生长激素抑制因子
D．能合成人的生长激素
解析　转基因技术的根本目的就是让目的基因在转基因生物体内合成出相应的蛋白质，故本题即合成生长激素抑制因子。
答案　C
12．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，无需进行碱基互补配对的步骤是(　　)
A．人工合成目的基因
B．基因表达载体的构建
C．将目的基因导入受体细胞
D．目的基因的检测与鉴定
解析　因为将目的基因导入受体细胞时，不存在DNA复制或转录等过程，故该过程不出现碱基配对的生理活动。
答案　C
13．下图是DNA分子被某限制性内切酶Ⅰ识别和切割后形成的黏性末端，据图分析可知(　　)
①该限制性内切酶Ⅰ的识别序列是—CCTAGG—　②该限制性内切酶Ⅰ的切点是—G↓G—　③该限制性内切酶Ⅰ的识别序列是—GGATCC—　④该限制性内切酶Ⅰ的切点是—C↓C—
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析　由图示可推知该限制性内切酶Ⅰ识别的序列是—GGATCC—，切点是—G↓G—。
答案　C
14．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠受精卵中，从而获得了“超级鼠”此技术遵循的原理是(　　)
A．基因突变，DNA→RNA→蛋白质
B．基因重组，DNA→RNA→蛋白质
C．细胞工程，DNA→RNA→蛋白质
D．基因工程，DNA→RNA→蛋白质
解析　受体细胞为受精卵，经过细胞分裂、组织分化获得“超级鼠”，导入的目的基因经过了复制、转录和翻译，实现了表达，体现了一定性状。其中基因工程是操作技术，而其原理是基因重组，不是基因突变。
答案　B
15．基因工程中，切割目的基因和载体所用的限制酶及切口必备的特点是(　　)
A．可用不同的限制性内切酶，露出的黏性末端必须相同
B．必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端可不相同
C．必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端必须相同
D．可用不同的限制性内切酶，露出不同的黏性末端
解析　目的基因和载体需要用同一种限制性内切酶切割，露出相同的黏性末端，两者才能连接在一起。
答案　C
二、简答题(共40分)
16．(15分)人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质，请根据下面的示意图回答问题：
获得甲生物合成该蛋白质的信使RNA目的基因与质粒DNA重组导入乙生物细胞获得甲生物的蛋白质。
(1)①操作过程需加入的四种核苷酸是____________________________________。此外，还必须加入________酶。
(2)质粒是常用的运载体，它存在于许多细菌及酵母菌等生物中。最常用的质粒是________的质粒，它常含有________基因，这种基因有助于对受体细胞是否导入了目的基因进行检测。②过程首先要用________酶切断质粒DNA，再用________酶将目的基因与质粒DNA连接重组在一起。
(3)在②操作过程中，若目的基因的黏性末端为则其运载体(质粒)与之相对应的黏性末端是________________________________________________________________________。
(4)经过③过程导入受体细胞的质粒是否能够自主复制？________________。
(5)④是目的基因的表达过程，此过程包括________________________。
解析　图中①是逆转录，②是目的基因与质粒重组，③是重组质粒导入受体细胞，④是目的基因表达。(1)①过程合成的是DNA，需要逆转录酶和四种脱氧核苷酸。(2)大肠杆菌中的质粒是最常用的运载体，它含有抗药性、抗生素抗性、固氮等基因。(3)另外黏性末端应该与给出的黏性末端配对。(4)质粒在受体细胞内能自主复制。(5)目的基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段。
答案　(1)腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸　逆转录
(2)大肠杆菌　抗药　限制性内切　DNA连接
(3)
(4)能
(5)遗传信息的转录和翻译
17.(16分)下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：
(1)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A或重组质粒，反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是________。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，需利用质粒上某些标记基因的特性。即对已经做了导入处理的、本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定。抗氨苄青霉素基因在质粒A和重组质粒上，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素的选择培养基培养经导入质粒处理的受体细胞，凡能生长的则表明质粒导入成功，不能生长的则无质粒导入。(2)抗四环素基因不仅在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处，因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒时，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入的，抗四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。(3)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成了相应的蛋白质，即人的生长激素。
答案　(1)普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因
(2)有的能生长，有的不能生长　导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏
(3)受体细胞通过转录、翻译合成了相应的蛋白质，即人的生长激素
18．(9分)下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：
(1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？________。为什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)过程②③必需的酶分别是____________、____________。
(3)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。
(4)为使过程⑧更易进行，可用____________(药剂)处理D等。
(5)图中的B起到运载体的作用，它应该符合的条件为________________________________，能起到这种作用的有________________________________等。图中的D是基因工程中的________________细胞，能作这种细胞的有________________________等。
解析　图中①是从人的胰岛B细胞中获得胰岛素基因转录成的mRNA；②是通过逆转录获得目的基因；③④⑤代表目的基因的扩增；⑥是用限制酶来获取运载体的黏性末端；⑦是目的基因与运载体结合；⑧是将目的基因导入受体细胞；⑨是目的基因在受体细胞中的复制和表达。本题较难回答的是(1)和(4)，具体解析如下：(1)动物高度分化的体细胞中的基因进行了选择性表达，在皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素mRNA，所以，不能从皮肤细胞中获取胰岛素mRNA。(4)CaCl2能增加细菌细胞壁的通透性，因此，为使目的基因导入受体细胞更易进行，可用CaCl2处理大肠杆菌的细胞。
答案　(1)不能　皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素mRNA
(2)逆转录酶　解旋酶
(3)同一种限制性内切酶　黏性末端　DNA连接酶
(4)CaCl2
(5)能在宿主细胞中正常生存并复制，具有标记基因，具有多个限制酶的切点　质粒、噬菌体、动植物病毒(答出2种即可)　受体　大肠杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞(答出2种即可)