生物（人教版）必修二：6.2基因工程及其应用 同步练习（含解析）

自我小测
一、选择题
1．下列有关基因工程的叙述，不正确的是（　　）
A．基因工程是在分子水平上进行设计施工的
B．基因工程中对DNA分子的“剪切”和“拼接”发生在生物体外
C．基因工程的最终目的是导入外源基因
D．基因工程改造生物依据的原理是基因重组
2．能够打破物种界限，定向改造生物遗传性状，按照人类的意愿培育生物新品种的方法有（　　）
A．诱变育种和基因工程 B．杂交育种和诱变育种
C．杂交育种和基因工程 D．基因工程
3．能使植物体表达动物蛋白的育种方法是（　　）
A．单倍体育种　　B．杂交育种
C．基因工程育种 D．多倍体育种
4．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（　　）
A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③②
5．下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是（　　）
A．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
B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响
C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNA
D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取
6．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（　　）
A．用限制性核酸内切酶切割烟草病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
7．科学家已能运用基因工程技术，让奶牛合成并分泌人的抗体。下列叙述正确的是（　　）
①该技术将导致定向变异　②DNA连接酶将 ( http: / / www.21cnjy.com )目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来　③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料　④受精卵是理想的受体
A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．①③④
二、非选择题
8．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。
限制酶 BamHⅠ HindⅢ EcoRⅠ SmaⅠ
识别序列及切割位点
图1
图2
（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ 切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ 酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ 切割，原因是________________________________________________。
（4）与只使用EcoRⅠ相比较，使用Bam ( http: / / www.21cnjy.com )H Ⅰ 和Hind Ⅲ 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止____________________________________。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________________________________。
9．如下图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图。请据图回答下列有关问题。
（1）科学家在进行图中[①]操作时，要用________________________分别切割运载体和目的基因，还要用______________将运载体和目的基因连接起来，形成__________。
（2）经过[②]操作将目的基因导入__________，然后经过组织培养形成抗虫棉植株，此过程体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是____________、__________________________。
（3）下列是几种氨基酸对应的密码子，据此推 ( http: / / www.21cnjy.com )断图中合成的多肽，前三个氨基酸的种类（按前后顺序排列）____________________。〔提示：几种氨基酸对应密码子：甲硫氨酸（AUG）、甘氨酸（GGA）、丝氨酸（UCU）、酪氨酸（UAC）、精氨酸（AGA）、丙氨酸（GCU）。〕
（4）经过培养、筛选获得一 ( http: / / www.21cnjy.com )株有抗虫特性的转基因植株。经过分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生的F1中，仍具有抗虫特性的植株占总数的______。将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是______________。要想获得纯合子，常采用的方法是__________。
参考答案
1．解析：基因工程是在生物体外对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行增殖，使目的基因在受体细胞内表达，定向地改造生物的遗传性状。因此，基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。基因工程尽管导入了外源基因，但最终目的是定向地改造生物的遗传性状。基因工程实现了一种生物的个别基因与另一种生物的基因的人工重新组合，依据的原理是基因重组。
答案：C
2. 解析：杂交育种是利用同种生物的不同品种进行交配，然后选育新品种的方法；诱变育种的过程是利用人工条件诱发基因突变，导致新基因的产生，但基因突变具有不定向性。只有基因工程可以将控制特定性状的基因从一种生物转移到另一种生物体内，使基因实现了跨物种的转移，定向改造生物的性状。
答案：D
3. 解析：根据基因工程的概念可知，能定向改造生物遗传性状的生物技术就是基因工程育种，故选C。
答案：C
4. 解析：图①是DNA分子被切出黏性 ( http: / / www.21cnjy.com )末端，所以作用的酶是限制性内切酶。图②是将黏性末端连接起来，所以是DNA连接酶。图③是切开氢键，将DNA分子的双链打开，所以是解旋酶。图④是进行DNA的复制，所以是DNA聚合酶。
答案：C
5. 解析：限制性核酸内切酶能识别 ( http: / / www.21cnjy.com )并切割特定的核苷酸序列，它可以将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活性，但对自身的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用在DNA分子内部进行，故名限制性核酸内切酶。限制性核酸内切酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割RNA。
答案：C
6. 解析：构建重组DNA分子时， ( http: / / www.21cnjy.com )需要用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
答案：A
7. 解析：转基因导致的变异都属于定向变异， ( http: / / www.21cnjy.com )①正确。DNA连接酶连接起来的是目的基因和运载体黏性末端的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键，②错误。本题的目的基因是控制合成人抗体的基因，是通过人工合成的方法获取的，通过蛋白质中的氨基酸序列推测出核苷酸序列，再利用化学方法合成目的基因，③正确。控制合成人抗体的基因导入牛的受精卵内，然后在体外将受精卵培养成早期胚胎，再运用胚胎移植技术将胚胎移植到母体子宫内完成胚胎发育，生出的雌牛长大成熟后，乳房细胞中具有人抗体的基因就可得到表达，④正确。
答案：D
8. 解析：（1）切割前质粒为环状，不含游离的磷酸基团。切割后质粒成了一个链状的双链DNA分子，含两个游离的磷酸基团。（2）因为SmaⅠ 识别序列中均为G—C碱基对，G、C之间含三个氢键，热稳定性高。（3）据图可知，SmaⅠ既会破坏标记基因，也会破坏目的基因。（4）若用同种限制酶切割质粒和外源DNA中的目的基因，因为两端的黏性末端相同，会出现自身环化的情况。而用两种限制酶切割，因为两端形成的黏性末端不同，不会出现自身环化。（5）DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的DNA片段。（6）标记基因可以鉴别受体细胞是否含有目的基因。
答案：（1）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（5）DNA连接
（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
9. 解析：（1）切割运载体和目的基因要用同一种限制性核酸内切酶，使运载体和目的基因形成相同的黏性末端，用DNA连接酶将运载体和目的基因连接起来形成重组质粒。
（2）将目的基因导入受体细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞，经过组织培养形成抗虫棉植株。作为运载体必须具有标记基因，以便于进行筛选；能在宿主细胞中复制并稳定保存，才能表达一定的性状。
（3）如图Ⅳ合成多肽的起始密码子是AUG，所以第一个氨基酸是甲硫氨酸，其余两个依次是丙氨酸和丝氨酸。
（4）该抗虫棉植株是杂合 ( http: / / www.21cnjy.com )子，根据基因分离定律，则自交产生的F1中，具有抗虫特性的植株占总数的3/4，需要进行连续自交，才能获得稳定遗传的性状。
答案：（1）同一种限制性核酸内切酶　DNA连接酶　重组质粒
（2）受体细胞　具有标记基因　能在宿主细胞中复制并稳定保存
（3）甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸
（4）3/4　发生性状分离　连续自交