2019-2020学年生物人教版必修2作业与测评：6-2 基因工程及其应用

2019-2020学年生物人教版必修2作业与测评：6-2 基因工程及其应用

第 2 节 基因工程及其应用 基础必刷题 对应学生用书 P57 1．下列关于基因工程的叙述，不正确的是( ) A．基因的“剪刀”是限制性核酸内切酶 B．基因的“针线”是 DNA 连接酶 C．基因的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等 D．基因工程不能改变生物的遗传性状 答案 D 解析 在基因工程中，“剪刀”是指限制酶，A 正确；“针线”是指 DNA 连 接酶，B 正确；常见的运载体有质粒、动植物病毒和噬菌体等，C 正确；基因工程 能定向改变生物的性状，D 错误。 2．在畜牧养殖业上，科学家利用基因工程的方法培育出了转基因奶牛、超级 绵羊等多种转基因动物。“转基因动物”培育利用的原理是( ) A．基因突变 B．基因重组 C．染色体结构变异 D．染色体数目变异 答案 B 解析 “转基因动物”培育采用的方法是基因工程，其原理是基因重组，发 生在分子水平上。 3．下列关于基因工程中工具的说法正确的是( ) A．运载体的作用是切割外源基因 B．限制酶切割出来的都是黏性末端 C．DNA 连接酶不具有专一性 D．DNA 连接酶作用的化学键是磷酸二酯键 答案 D 解析 常用的运载体包括质粒、噬菌体、动植物病毒等，可将外源基因导入 各种细菌、真菌、动植物细胞等，A 错误；限制酶切割出来的有黏性末端，也有 平末端，B 错误；酶都具有专一性，C 错误；DNA 连接酶作用的化学键是两个核 苷酸之间的磷酸二酯键，D 正确。 4．下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体( ) A．质粒 B．噬菌体 C．动植物病毒 D．细菌核区的 DNA 答案 D 解析 基因工程中经常使用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等，细菌 核区的 DNA 不是用来运载目的基因的载体。 5．下列提到的物质不是基因工程常用的工具的是( ) ①限制性核酸内切酶 ②DNA 聚合酶 ③DNA 连接酶 ④运载体 ⑤解旋 酶 A．②④⑤ B．①③④ C．①②③ D．②⑤ 答案 D 解析 基因工程常用的工具包括：①限制性核酸内切酶(限制酶)、③DNA 连 接酶、④运载体；而②DNA 聚合酶和⑤解旋酶均在 DNA 复制过程中发挥作用。 综上所述，D 符合题意。 6．要使目的基因与对应的运载体进行重组，所需要的两种酶是( ) ①限制酶 ②DNA 连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 答案 A 解析 先用限制酶分别处理目的基因和运载体，再用 DNA 连接酶将目的基因 和运载体连接好，就完成了基因的重组。 7．下列关于基因工程的叙述，错误的是( ) A．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列并切割相应的 RNA B．DNA 连接酶能将两个不同生物的 DNA 分子黏合起来 C．基因工程常用的运载体是质粒、噬菌体、动植物病毒 D．目的基因的检测与鉴定是基因工程的基本步骤之一 答案 A 解析 限制酶具有专一性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列并切 割相应的 DNA 而不是 RNA，A 错误；DNA 连接酶能将两个不同生物的 DNA 分 子黏合起来，形成磷酸二酯键，B 正确；基因工程常用的运载体是质粒、噬菌体、 动植物病毒等，C 正确；目的基因的检测与鉴定是基因工程的基本步骤之一，一般 有分子水平上的检测和个体水平上的鉴定，D 正确。 8．质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法正确的是( ) A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有 B．细菌的基因只存在于质粒上 C．质粒为小型环状 DNA 分子，存在于拟核或细胞核外的细胞质中 D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一 答案 C 解析 质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够自 我复制的很小的环状 DNA 分子，在病毒中是不存在的，A 错误；细菌的基因除少 部分在质粒上外，大部分在拟核中的 DNA 分子上，B 错误；质粒是基因工程中的 主要运载体，D 错误。 9．中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的 DNA 分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答下列问题： (1)抗病毒烟草的培育应用了________技术。 (2)在培育过程中，所用的基因的“剪刀”是________，基因的“针线”是 ____________，基因的“运输工具”是____________。 (3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了________________。 (4)烟草 DNA 分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响抗病毒干 扰素基因的表达，从基因功能角度考虑，说明__________________________。 答案 (1)基因工程 (2)限制酶 DNA 连接酶 运载体 (3)抗病毒干扰素 (4)基因是遗传物质的基本单位 解析 (1)把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的 DNA 分子上，使烟草获 得了抗病毒的能力，应用了基因工程技术。 (2)基因工程中，基因“剪刀”是限制性核酸内切酶，基因“针线”是 DNA 连 接酶，基因的“运载工具”是运载体。 (3)烟草具有抗病毒能力，说明人的抗病毒干扰素基因在烟草体内表达产生了 抗病毒干扰素。 (4)烟草 DNA 分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响该基因的 表达，从基因功能角度考虑，说明基因是遗传物质的基本单位。 能力提升题 对应学生用书 P58 1．据下图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是( ) A．切断 a 的酶为限制性核酸内切酶 B．切断 b 的酶为解旋酶 C．连接 a 的酶为 DNA 连接酶 D．切断 b 的酶为限制性核酸内切酶 答案 D 解析 a 为磷酸二酯键，b 为氢键，限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键，解 旋酶作用于氢键，A、B 正确，D 错误；DNA 连接酶可使两个 DNA 分子片段连接 起来，作用的也是磷酸二酯键，C 正确。 2．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．它们不能被反复使用 D．在基因工程操作中可以用 DNA 聚合酶代替 DNA 连接酶 答案 A 解析 限制酶与 DNA 连接酶的化学本质都是蛋白质，A 正确；DNA 连接酶 连接的是两个 DNA 片段间的磷酸二酯键，B 错误；酶在化学反应前后其数量、性 质、功能均不发生改变，因此可以反复利用，C 错误；DNA 聚合酶是在细胞内 DNA 分子复制时发挥作用的，不能替代 DNA 连接酶，D 错误。 3．2016 年 5 月 2 日，河北科技大学的韩春雨研发出基因编辑新技术 NgAgo －gDNA 的成果发表在英国《自然·生物技术》上，该技术使基因工程技术更精准、 更高效。下列有关基因工程的叙述，正确的是( ) A．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA 聚合酶 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达 答案 C 解析 基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶，而不是 DNA 聚合酶， A 错误；限制酶是一类酶，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，B 错误； 细菌繁殖快、易培养、成本低，并且遗传物质少，常用作受体细胞，C 正确；目的 基因进入受体细胞不一定能成功地实现表达，D 错误。 4．利用生物工程改造生物特性，从而生产人类所需要的产品。下列有关措施 的叙述中，不正确的是( ) A．利用基因突变原理培育成青霉素高产菌株 B．利用基因突变原理培育成生产人干扰素的酵母菌 C．利用基因工程手段培育成生产人胰岛素的大肠杆菌 D．利用基因工程培育出能抗除草剂的转基因玉米 答案 B 解析 利用基因突变原理培育成青霉素高产菌株，A 正确；利用基因重组原 理(基因工程)培育成生产人干扰素的酵母菌，B 错误；利用基因工程手段培育成生 产人胰岛素的大肠杆菌，C 正确；利用基因工程手段培育出能抗除草剂的转基因玉 米，D 正确。 5．限制酶可识别并切割 DNA 分子上特定的核苷酸序列，如图为四种限制酶 BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ及 BglⅡ的识别序列及每一种限制酶的特定切割部位。 其中切割出来的 DNA 片段末端可以互补结合的两种限制酶是( ) A．BamHⅠ和 EcoRⅠ B．BamHⅠ和 HindⅢ C．BamHⅠ和 BglⅡ D．EcoRⅠ和 HindⅢ 答案 C 解析 DNA 黏性末端互补配对需具备互补的碱基序列，即相同的黏性末端， 根据图示可知 BamHⅠ和 BglⅡ切割形成的黏性末端都是—CTAG，可以互补配对。 6．水母发光蛋白由 236 个氨基酸构成，其中 Asp(天冬氨酸)、Gly(甘氨酸)、 Ser(丝氨酸)构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转 基因技术中，这种蛋白质的作用是( ) A．促使目的基因导入受体细胞 B．使目的基因容易被检测出来 C．促使目的基因在受体细胞内复制 D．使目的基因容易成功表达 答案 B 解析 该发光蛋白的作用是使目的基因容易被检测出来，从而确认目的基因 是否已经成功导入受体细胞中。 7．质粒是基因工程中最常用的运载体。请回答下列有关问题： (1) 质 粒 的 化 学 本 质 是 ____________________ ， 其 基 本 组 成 单 位 是 __________________。 (2)现有一质粒运载体，用 EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATTC……G G……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的 DNA 除可用 EcoRⅠ切割外， 还 可 用 另 一 种 限 制 性 核 酸 内 切 酶 切 割 ， 该 酶 必 须 具 有 的 特 点 是 ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)基因工程中除质粒外，________和____________________也可作为运载体。 (4)基因工程操作的第二个步骤是________________________，需要的工具酶 是_____________________________________________________。 答案 (1)(小型)环状 DNA 分子 脱氧(核糖)核苷酸 (2)切割产生的 DNA 片段末端与 EcoRⅠ切割产生的相同 (3)噬菌体 动植物病毒 (4)目的基因与运载体结合 DNA 连接酶和限制酶 解析 (1)质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核 外能够自由复制的很小的环状 DNA 分子，DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸。 (2)为使运载体与目的基因相连，不同的限制性核酸内切酶应该切出相同的末 端。 (3)基因工程中除质粒外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。 (4)基因工程操作的第二个步骤是目的基因与运载体结合，需要的工具酶是 DNA 连接酶和限制酶。 8．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，请据图作答： (1)能否利 用人的皮 肤细胞来 完成①过程？______________。为什 么？ ________________________________________________。 (2)过程②必需的酶是________酶。 (3)在利用 A、B 获得 C 的过程中，一般用________________切割 A 和 B，使 它们产生________________，再加入________________，才可形成 C。 (4)由此可知，基因工程操作一般要经过 A 的获取、________(填字母)和 ________(填字母)的结合、________(填字母)导入 D、目的基因在受体中表达与检 测等四个步骤。 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 (3)同一种限制酶 相同的黏性末端 DNA 连接酶 (4)A B C 解析 (1)图中①是转录，②是逆转录合成目的基因。B 是质粒，C 是重组质 粒。人皮肤细胞中有胰岛素基因，但却不表达，因此不能用人皮肤细胞完成①过 程。 (2)②过程表示 RNA→DNA 的过程，需逆转录酶的催化。 (3)基因工程中一般用同一种限制酶切割目的基因与载体，然后用 DNA 连接酶 连接。 (4)基因工程步骤包括提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导 入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。