2024-2025学年高中生物第6章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用练习新人教版必修21

第2节基因工程及其应用

缭含翎缭，能力提升

［随堂巩固］

1.如图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是

TTAA

A.a具有多个标记基因和多个限制酶切点，最为常用的是噬菌体

B.要获得相同的黏性末端，应用同种b去切割a和d

C.c连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对

D.重组DNA导入受体细胞中即可表达

解析在基因工程中，最常用的运载体是质粒，其上有标记基因和限制酹识别位点，A

错误；通常运用同种限制酶切割目的基因和运载体，以获得相同的黏性末端，B正确；c为

DNA连接酶，其作用是使两个DNA片段的末端之间形成磷酸二酯键，C错误；重组DNA导入

受体细胞后，有可能表达，也可能不表达，因此须要检测和鉴定，D错误。

答案B

2.要使目的基因弓对应的运载体进行重组，所须要的两种酶是

①限制前②DNA连接醉③解旋陋④还原酹

A.①@B.③④

C.@@I).②③

解析先用限制酶分别处理目的基因和运载体，将切下的目的基因的片段插入质粒切口

处，再用DNA连接酶将处理好的目的基因和运载体连接好，就完成了基因的重组。

答案A

3.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因工程操作的基本步骤中，不

涉及碱基互补配对■原则的是

A.人工合成目的基因

B.目的基因与运载体结合

C.将FI的基因导入受体细胞

D.目的基因的检测与鉴定

解析人工合成目的基因是将单个的核甘酸在相关的模板、酶、ATP的作用下，依据碱

基互补配对原则合成双链DNA；目的基因与运载体结合的过程就是将纵性末端的碱基互补配

对结合；目的基因的检测与鉴定过程中，当然也要遵循碱基互补配对原则。将目的基因导入

受体细胞主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径，与碱基互补配对原则没有关系。

答案C

4.基因工程基本操作流程如图，请据图分析回答：

①提取目的基因一］—A

,②拼接

重组DNA分子

③导人

受体细胞

④扩增和筛选

含重组DNA的受体细胞

工程动物工程植物工程菌

选选鎏

，育［育］育

优良动物优良植物表达产物

(1)图中A是__________：在基因工程中，须要在酶的作用下才能完成剪

接过程。

(2)图中遵循碱基互补配对原则的步骤有。(用图中序号表示)

(3)从分子水平分析不同种生物之间的基因移植能够胜利的主要缘由是,

也说明白不同生物共用一套____________o

解析图中A与目的基因结合形成重组DNA分子，所以A应为运载体；基因工程中的

“剪”须要限制酶，“接”须要DNA连接酶；图中的“拼接”和“扩增”过程需进行碱基互

补配对，假如目的基因的获得方法是人工合成法，也需进行碱基互补配对；不同种生物之间

基因移植胜利的缘由，也就是基因工程的理论基础即生物界共用一套遗传密码和全部生物的

DNA分子的结构基本是相同的。

答案(1)运载体限制酶和DNA连接

⑵②④(①②④)

(3)不同生物的DNA分子结构基本是相同的遗传密码

［限时检测］

［满分6()分，限时30分钟］

一、选择题(每小题3分，共36分)

1.有关图中工具酶功能的叙述不正确的是

A.切断a处的酶是限制性核酸内切酶

B.切断b处的酶是解旋酶

C.连接b处的酶为DNA连接酶

D.限制性核酸内切酶和DNA连接酶均作用十a处

解析连接a处磷酸二酯键的酶是DNA聚合酶或DNA连接酶；切断a处磷酸二酯键的酶

是限制性核酸内切酶；b处连接不须要触；切断b处的酎是解旋酷。

答案C

2.在基因工程中，科学家所用的“剪刀”“针线”和“载体”分别是指

A.大炀杆菌病毒、质粒、DNA连接酶

B.噬菌体、质粒、DNA连接酶

C.限制酶、RNA连接酶、质粒

D.限制酶、DNA连接酶、质粒

解析在基因工程中，限制酶能够识别双锌DNA分子的某种特定核甘酸序列，并且使

每一条链中特定部位的两个核伊酸之间的磷酸二酯键断裂，即能精准确割DNA的剪刀；DNA

连接酶是将DNA片段连接起来的“针线”；常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物

病毒。因此，D正确。

答案D

3.DNA连接酶的作用是

A.催化碱基互补配对

B.催化双螺旋结构的形成

C.催化脱氧核糖和磷酸之间的连接

A.基因表达载体上的标记基因不肯定是抗生素抗性基因

B.基因表达载体的构建是基因工程的核心

C.基因表达载体中肯定不含有起始密码子和终止密码子

D.基因表达载体的构建须要运用限制酶和DNA聚合酶等特别工具

解析标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因

的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等，A正确；基因表达载体的构建是实

施基因工程的其次步，也是基因工程中的核心，B正确；基因表达载体的组成包括目的基因

+启动子+终止子+标记基因，肯定不含有起始密码子和终止密码子，因为密码子在mRNA

上，C正确；基因表达载体的构建须要DNA连接酶连接载体和目的基因，不须要DNA聚合酶,

D错误。

答案D

8.已知某种限制酶在一线性DNA分子卜.有3个酶切位点，如图中箭头所指。假如该线

性DNA分子在3个酹切位点上都被该酹切断，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

III

abcd

A.3B.4C.9D.12

解析限制酶能识别特定的核昔酸序列并能在特定的位点进行切割。由于该线性DNA

分子有3个位点都可被该艰制酶切割，依题意可知在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被

该酶切断，故产生a、b、c、d、ab、abc、be、bed、cd。共9种类型的DNA片段。

答案C

9.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原。下列相关叙述中正确的是

A.人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的

B.DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成

C.通过检测大肠杆菌中没有胰岛素原产生，则可推断重组质粒未导入受体菌

D.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有生物活性

解析人细胞内转录和翻译的场所分别是细胞核（主要）和核糖体，原核生物大肠杆菌转

录和翻译的场所是细胞质和核糖体。磷酸二酯键可由DNA连接酶催化形成。大肠杆菌中没有

胰岛素原产生的缘由可能是基因表达受阻或含目的基因的重组质粒未导入受体细胞。在大肠

杆菌中表达的胰岛素原需经过内质网和高尔基体的加工才具备生物活性。

答案B

10.有关基因工程的叙述正确的是

A.限制酶在获得目的基因时才用

B.重组质粒的形成是在细胞内完成的

C.质粒都可作为运载体

I）.蛋白质的结构可为合成目的基因供应资料

解析限制酶除获得目的基因时用外，还能把运载体切开；重组质粒的形成是在细胞外

完成的；不是全部的质粒都可以作为运载体，运载体必需具备以下三个条件：①能在宿主细

胞中复制并稳定地保存；②具有多个限制酶切点；③具有标记基因。可以依据蛋白质的氨基

酸序列推想mRNA的核甘酸序列，进而推想结构基因的脱氧核甘酸序列从而化学合成目的基

因。

答案D

11.（2024•潍坊市期末）下列关于如图所示DNA分子片段的说法，正确的是

①②

II

•••GAATTC•••

③-IIIIII

CTTAAG

④⑤

A.限制的M作用于①部位，解旋酶作用于③部位

B.限制能可作用了③部位，解旋酹作用于①部位

C.作用于①部位的限制酹同时也可以作用于④部位

D.作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别依次相反

解析限制酶可作用于①部位磷酸二酯键，解旋酶作用于③部位氢键，A正确，B错误；

作用于①部位的限制酶同时也可以作用于⑤部位，C错误；作用于①部位的限制酶与作用于

⑤部位的限制酶的碱基识别依次相同，它们识别的序列都为一GAATTC—,D错误。

答案A

12.阿根廷科学家培育出了世界上第一头携带有两个人类基因的牛，因此有望生产出和

人类母乳极其类似的奶制品。下列叙述不正确的是

A.该技术将导致定向变异

B.DNA连接酶将目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来

C.受精卵是志向的受体

D.目的基因在受体组胞中可能表达

解析转基因导致的变异都属于定向变异。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穗之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键。动物的受精卯具

有全能性，是志向的受体，目的基因导入受体细胞，须要与受体细胞DNA整合，然后进行转

录和翻译，故目的基因在受体细胞中可能表达。

答案B

二、非选择题(共24分)

13.(12分)在培育转基因植物的探讨中，卡那霉素抗性基因(kar?)常作为标记基因，只

有含卡那霍素抗性某因的细胞才能在含卡那霉素的培育基上牛长。下图为获得抗虫棉的技术

流程。请据图回答：

(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：提取目的基因、、

将目的基因导入受体细胞、o

(2)要使运教体与抗虫基因连接，A过程中首先应运用进行切割。假如运载体

被切割后，得到的分子末端序列为(3)切割完成后，用_____将运载体与该抗虫基因连

接，连接后得到的DNA分子称为u

(4)假如转基因植物的花粉中含有毒蛋白，将引起的平安性问题包括(多选)

A.生物平安B.环境平安

C.食品平安I).伦理道德问题

(5)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内胜利表达，说明苏云金杆菌和植物等生物

共用o

解析(1)基因工程的四个操作步骤中，其次、四步分别是目的基因与运载体结合、目

的基因的检测与鉴定。

(2)切割目的基因时用限制酶，切割运载体时用同一种限制酶，切出的末端必需是能够

完成碱基互补配对并且能连接在一起的。

(3)目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该过程，形成的分子称为重组DNA分

子。

(4)由于目的基因是导入植物中，所以不行能发生与人干脆相关的伦埋道德问题。

（5）同一种基因在不同生物体内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸

的对应关系是相同的，即共用一套遗传密码。

答案（1）目的基因与运载体结合目的基因的检测与鉴定

（2）同一种限制酶A

（3）DNA连接能重组DNA分子

（4）A、B、C

（5）一套遗传密码