2019-2020年高中生物 6.2《基因工程及其應(yīng)用》習(xí)題 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 6.2《基因工程及其應(yīng)用》習(xí)題 新人教版必修2 一、選擇題(每小題5分，共60分) 1．下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的用來運(yùn)載目的基因的載體(　　) A．細(xì)菌質(zhì)粒 B．噬菌體 C．動(dòng)植物病毒 D．細(xì)菌核區(qū)的DNA 【解析】　基因工程中經(jīng)常使用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等。 【答案】　D 2．“黃金大米”是將胡蘿卜素轉(zhuǎn)化酶的基因?qū)氲剿炯?xì)胞中而制備成功的。 一般地說，制備“黃金大米”植株的過程中，不需要使用下列中的(　　) A．限制性核酸內(nèi)切酶 B．纖維素酶 C. DNA連接酶 D. DNA聚合酶 【解析】　獲取目的基因和構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)都需要使用限制性核酸內(nèi)切酶，A錯(cuò)誤；采用基因工程技術(shù)培育“黃金大米”植株的過程中不需要使用纖維素酶，B正確；構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要使用DNA連接酶，C錯(cuò)誤；基因在受體細(xì)胞中復(fù)制時(shí)需要DNA聚合酶，D錯(cuò)誤。 【答案】　B 3.一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別DNA分子中的GAATTC順序，切點(diǎn)在G和A之間，這是應(yīng)用了酶的(　　) A．高效性 B．專一性 C．多樣性 D．催化活性受外界條件影響 【解析】　酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，所以一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別DNA分子中的GAATTC順序，切點(diǎn)在G和A之間，這是應(yīng)用了酶的專一性，B項(xiàng)正確，A、C、D三項(xiàng)均錯(cuò)誤。 【答案】　B 4.如圖所示限制酶切割基因分子的過程，從圖中可知，該限制酶能識(shí)別的堿基序列和切點(diǎn)是(　　) A．CTTAAG，切點(diǎn)在C和T之間 B．CTTAAG，切點(diǎn)在T和A之間 C．GAATTC，切點(diǎn)在G和A之間 D．GAATTC，切點(diǎn)在C和T之間 【解析】　據(jù)圖分析，該限制酶能識(shí)別的堿基序列為GAATTC，其切點(diǎn)是在G和A之間，所以C正確。 【答案】　C 5．下列關(guān)于基因工程中載體的敘述，不正確的是(　　) A．目的基因與載體結(jié)合的過程發(fā)生在細(xì)胞外 B．目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，受體細(xì)胞即發(fā)生基因突變 C．載體對(duì)宿主細(xì)胞的生理代謝不起決定作用 D．常用的載體有質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒等 【解析】　目的基因與載體結(jié)合的過程發(fā)生在細(xì)胞外，是人為控制操作的，A正確；目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，受體細(xì)胞即發(fā)生基因重組，B錯(cuò)誤；載體對(duì)宿主細(xì)胞的生理代謝不起決定作用，能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在，C正確；常用的載體有質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒等，D正確。 【答案】　B 6．下列有關(guān)基因工程和酶的相關(guān)敘述，正確的是(　　) A．同種限制酶既可以切割目的基因又可以切割質(zhì)粒，因此不具備專一性 B．運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)與載體蛋白相同 C．限制酶不能切割煙草花葉病毒的核酸 D．DNA連接酶可催化游離的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈 【解析】　同種限制酶既可以切割目的基因又可以切割質(zhì)粒，具備專一性，A錯(cuò)誤；運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)是DNA，與載體蛋白不同，B錯(cuò)誤；限制酶能切割DNA，不能切割煙草花葉病毒的核酸RNA，C正確；DNA連接酶可催化不同的DNA片段連接，游離的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈?zhǔn)荄NA聚合酶的功能，D錯(cuò)誤。 【答案】　C 7.下列對(duì)基因工程的敘述，正確的是(　　) A．基因工程必須使用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和RNA聚合酶 B．基因工程的核心步驟是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 C．運(yùn)載體上的標(biāo)記基因可用于檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞 D．目的基因是否表達(dá)可通過DNA分子雜交技術(shù)來檢測 【解析】　基因工程必須使用的工具酶是限制酶、DNA連接酶，故A錯(cuò)誤；基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，故B錯(cuò)誤；運(yùn)載體上的標(biāo)記基因可用于檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，故C正確；目的基因是否表達(dá)可通過抗原－抗體雜交技術(shù)來檢測，故D錯(cuò)誤。 【答案】　C 8．據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是(　　) A．限制性內(nèi)切酶可以切斷a處 B．DNA聚合酶可以連接a處 C．解旋酶可以使b處解開 D．DNA連接酶可以連接c處 【解析】　限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶都作用于磷酸二酯鍵(a處)，其中限制性內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處，故A正確；DNA聚合酶能將單個(gè)脫氧核苷酸連接到DNA片段上，形成磷酸二酯鍵(a處)，故B正確；解旋酶作用于氫鍵(b處)，故C正確；DNA連接酶作用于兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵(a處)，c處不是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，故D錯(cuò)誤。 【答案】　D 9．下圖為DNA分子的某一片段，其中①、②、③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是(　　) A. 解旋酶、限制酶、DNA聚合酶 B. DNA酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制酶、DNA連接酶 D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶 【解析】?、俨课槐硎練滏I，破壞①的酶是解旋酶；限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂，所以②處是限制酶作用部位；DNA連接酶是同時(shí)連接DNA雙鏈的切口，在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，所以連接③的酶是DNA連接酶。故C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】　C 10.質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，下列關(guān)于質(zhì)粒的說法正確的是(　　) A．質(zhì)粒在宿主細(xì)胞內(nèi)都要整合到染色體DNA上 B．質(zhì)粒是獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外的小型細(xì)胞器 C．基因工程操作中的質(zhì)粒一般都是經(jīng)過人工改造的 D．質(zhì)粒上堿基之間數(shù)量存在A＋G＝U＋C 【解析】　若宿主細(xì)胞是真核細(xì)胞，則質(zhì)粒可整合到染色體DNA上，若宿主細(xì)胞是原核細(xì)胞，因其沒有染色體而只能整合到DNA上，所以A錯(cuò)誤；質(zhì)粒是獨(dú)立于細(xì)菌擬核之外的小型環(huán)狀DNA，不是細(xì)胞器，所以B錯(cuò)誤；基因工程中使用的質(zhì)粒已不是原來細(xì)菌或細(xì)胞中天然存在的質(zhì)粒，而是經(jīng)過人工改造的，所以C正確；質(zhì)粒是雙鏈環(huán)狀DNA，其遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)則A＋G＝T＋C，所以D錯(cuò)誤。 【答案】　C 11．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是(　　) A．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅰ切割 C．質(zhì)粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 D．質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 【解析】　一般情況下，要把目的基因與質(zhì)粒相連接，需要用同一種或同兩種限制性內(nèi)切酶酶切質(zhì)粒和目的基因。本題中酶Ⅱ的識(shí)別序列是酶Ⅰ識(shí)別序列的一部分，如果質(zhì)粒用酶Ⅱ處理，那么在GeneⅠ和Ⅱ區(qū)都會(huì)被切斷，則質(zhì)粒上的標(biāo)記基因均被破壞，所以質(zhì)粒只能由酶Ⅰ酶切。如果目的基因用酶Ⅰ處理，那么目的基因與質(zhì)粒只有一段能夠相連(目的基因的左邊被酶Ⅰ切割形成粘性末端，質(zhì)粒Gene Ⅰ區(qū)被酶Ⅰ切割成粘性末端。但是目的基因的右端不能被酶切，所以不能與質(zhì)粒相連)。用酶I切割質(zhì)粒后，Gene Ⅱ區(qū)形成兩個(gè)粘性末端(GATC)；用酶Ⅱ切割目的基因后，兩段形成的粘性末端均為GATC，兩者可以連接，形成閉合環(huán)狀。所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 【答案】　D 12．下圖中a、b、c、d所代表的結(jié)構(gòu)正確的是(　　) A．a(chǎn)—質(zhì)粒RNA B．b—限制性核酸外切酶 C．c—RNA聚合酶 D．d—目的基因 【解析】　a是質(zhì)粒DNA，b是限制性核酸內(nèi)切酶，c是DNA連接酶，d是目的基因或外源基因。 【答案】　 D 二、非選擇題 13.(12分)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。圖1是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的重組DNA形成過程示意圖；圖2是毒素蛋白基因進(jìn)入植物細(xì)胞后發(fā)生的兩種生物大分子合成的過程，據(jù)圖回答下列問題。 (1)將圖1①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有______________________種DNA片段。過程②需要用到____________________酶。 (2)假設(shè)圖1中質(zhì)粒原BamHⅠ識(shí)別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶BclⅠ的堿基序列，現(xiàn)用BclⅠ和HindⅢ切割質(zhì)粒，則該圖1中①的DNA右側(cè)還能選擇BamH Ⅰ進(jìn)行切割，并能獲得所需重組質(zhì)粒嗎？并請說明理由____________________________________________。 (3)若上述假設(shè)成立，并成功形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒(　　) A．既能被BamHⅠ也能被HindⅢ切開 B．能被BamHⅠ但不能被HindⅢ切開 C．既不能被BamHⅠ也不能被HindⅢ切開 D．能被HindⅢ但不能被BamHⅠ切開 (4)圖2中α鏈?zhǔn)莀_____________。不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程③時(shí)啟用的起始點(diǎn)______________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中選擇)，其原因是________________________________。 (5)要想檢測導(dǎo)入的Bt毒素蛋白基因是否表達(dá)成功，在個(gè)體水平上如何檢測。____________________________ 【解析】　(1)根據(jù)限制酶切位點(diǎn)可知，HindⅢ、BamHⅠ兩種酶形成的黏性末端不同，所以被兩種限制酶切割后形成的片段有HH、HB、BH、BB四種片段(其中H表示HindⅢ，B表示BamHⅠ)。過程②表示經(jīng)酶切后形成的DNA片段形成重組DNA的過程，該過程需用到DNA連接酶。 (2)BclⅠ和HindⅢ限制酶切割后形成的黏性末端一樣，故該圖1中①的DNA右側(cè)還能選擇BamH Ⅰ進(jìn)行切割，并能獲得所需重組質(zhì)粒。 (3)假如上述假設(shè)成立，根據(jù)圖解，目的基因和質(zhì)粒均被限制酶HindⅢ切割，故二者重組后仍能被HindⅢ切割；但目的基因的①端被限制酶BamH Ⅰ切割，而質(zhì)粒被限制酶BclⅠ切割，雖說兩者切割后仍能重組，但重組后形成的序列既不能被BamH Ⅰ識(shí)別，也不能被限制酶BclⅠ識(shí)別。 (4)圖2表示基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，其中α鏈?zhǔn)且訢NA的一條鏈為模板經(jīng)轉(zhuǎn)錄形成的mRNA，由于基因的選擇性表達(dá)，由相同DNA進(jìn)行過程③時(shí)啟用的起始點(diǎn)不完全相同。 (5)要想檢測導(dǎo)入的Bt毒素蛋白基因是否表達(dá)成功，可在不同的層次上進(jìn)行檢測，其中在個(gè)體水平上應(yīng)用轉(zhuǎn)基因植物的葉片去飼喂害蟲，觀察害蟲的的生長發(fā)育情況。 【答案】　(1)4　DNA連接酶　(2)能，切割后露出的粘性末端相同　(3)D　(4)mRNA　不完全相同　不同組織細(xì)胞中基因會(huì)進(jìn)行選擇性表達(dá)　(5)用轉(zhuǎn)基因植物的葉片去飼喂害蟲，觀察害蟲的的生長發(fā)育情況(合理皆可) 14.(12分)下圖為三種質(zhì)粒和一個(gè)含目的基因的片段的示意圖。圖中Ap為氨芐青霉素抗性基因，Tc為四環(huán)素抗性基因，lacZ為藍(lán)色顯色基因，EcoR Ⅰ(0.7Kb)、PvuⅠ(0.8 Kb)等為限制酶及其切割的位點(diǎn)與復(fù)制原點(diǎn)的距離，1Kb＝1 000個(gè)堿基對(duì)長度。請據(jù)圖回答： (1)質(zhì)粒A、C不能作為目的基因運(yùn)載體的理由分別是______________、______________。 (2)將圖中的目的基因與質(zhì)粒B進(jìn)行重組，需要用到______________酶。如果是兩兩重組，可能有______________種長度的重組結(jié)果。 (3)基因工程中檢測篩選含有目的基因的重組質(zhì)粒是一個(gè)重要的步驟?，F(xiàn)運(yùn)用______________酶切質(zhì)粒，完全酶切后進(jìn)行電泳觀察，若出現(xiàn)長度為1.1kb和______________kb，或者_(dá)_____________kb和______________kb的片段，則可以判斷該質(zhì)粒已與目的基因重組成功(重組質(zhì)粒上目的基因的插入位點(diǎn)與EcoRⅠ的識(shí)別位點(diǎn)之間的堿基對(duì)忽略不計(jì))。 【解析】　(1)分析題圖可以發(fā)現(xiàn)，要想構(gòu)建基因表達(dá)載體，必須使用限制酶PvuⅠ對(duì)目的基因進(jìn)行切割，質(zhì)粒A中沒有標(biāo)記基因，質(zhì)粒C中限制酶PvuⅠ的切割部位在復(fù)制原點(diǎn)內(nèi)部，會(huì)破壞質(zhì)粒的功能。 (2)分析題圖可以推知，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要的酶有限制酶(PvuⅠ)和DNA連接酶；若只考慮兩兩重組，可能有三種結(jié)果，即目的基因自身重組、載體的兩端重新組合、目的基因與載體結(jié)合。 (3)根據(jù)題意，目的基因中除了有限制酶(PvuⅠ)的切點(diǎn)外，還存在一種限制酶EcoRⅠ的切割位點(diǎn)，由于目的基因長度為4.0，故若用限制酶PvuⅠ切割后得不到1.1kb的片段，故應(yīng)用限制酶EcoRⅠ進(jìn)行切割，一種情況是可以得到1.1kb的一段和5.6kb的一段，另一種情況是目的基因反過來插入，觀察質(zhì)粒B可知EcoRⅠ與PvuⅠ之間的長度為0.1 kB，或觀察目的基因上EcoRⅠ位于1.0 kB處。則可以得到3.1kb的一段和3.6kb的一段。 【答案】　(1)缺少標(biāo)記基因　復(fù)制原點(diǎn)被限制酶切割　(2)限制酶(PvuⅠ)和DNA連接酶　3 (3)EcoRⅠ　5.6　3.1　3.6 15.(16分)下列是基因工程的有關(guān)問題，請回答： (1)限制性核酸內(nèi)切酶可以識(shí)別雙鏈DNA分子中的特定核苷酸序列，并可以使每條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的________(填化學(xué)鍵名稱)斷裂，形成的末端總體可分為兩種類型，分別是________。 (2)目的基因和運(yùn)載體重組時(shí)需要的工具酶是________，和限制性核酸內(nèi)切酶相比，它對(duì)所重組的DNA兩端堿基序列________(有或無)專一性要求。 (3)圖1表示構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)的某種質(zhì)粒與目的基因。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是－G↓CATCC－，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC－。分析可知，最好選擇限制酶________切割質(zhì)粒，限制酶________切割目的基因所在的DNA，這樣做的好處分別是________、________。 【解析】　(1)限制性核酸內(nèi)切酶可以將特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂，形成的末端有粘性末端和平末端兩種類型。 (2)目的基因和運(yùn)載體重組時(shí)需要的工具酶是DNA連接酶，和限制性核酸內(nèi)切酶相比，它對(duì)所重組的DNA兩端堿基序列無專一性要求。 (3)基因工程中重組質(zhì)粒中至少要保留1個(gè)完整的標(biāo)記基因，用于鑒定與檢測。最好選擇限制酶Ⅰ切割質(zhì)粒，因?yàn)槊涪袂懈钯|(zhì)粒不會(huì)把兩個(gè)標(biāo)記基因都破壞；用限制酶Ⅱ切割目的基因所在的DNA，因?yàn)槟康幕騼啥司忻涪虻淖R(shí)別序列這樣可把目的基因徹底切下來。 【答案】　(1)磷酸二酯鍵　粘性末端和平末端　(2)DNA連接酶　無　(3)酶Ⅰ　酶Ⅱ　酶Ⅰ切割質(zhì)粒不會(huì)把兩個(gè)標(biāo)記基因都破壞；目的基因兩端均有酶Ⅱ的識(shí)別序列