第一章 基因工程-第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生

第一节工具酶的发现和基因工程的诞生1.下列哪一项不是基因工程的操作工具（）A．限制性核酸内切酶B．DNA连接酶C．DNA聚合酶D．载体【答案】C【解析】基因工程中，获取目的基因和构建基因表达载体时需要限制性核酸内切酶，A正确；基因工程中，构建基因表达载体时需要DNA连接酶，B正确；DNA聚合酶催化DNA分子的合成，不属于基因工程的工具，C错误；基因工程中，将目的基因导入受体细胞时需要运载体，D正确．2.下列一般不作为基因工程中的标记基因的是（）A．四环素抗性基因 B．绿色荧光蛋白基因C．产物具有颜色反应的基因 D．贮藏蛋白的基因【答案】D【解析】四环素抗性基因的表达产物具有抗四环素的功能，可以作为基因工程的标记基因，A正确；绿色荧光蛋白基因的表达产物具有绿色荧光现象，可以作为基因工程的标记基因，B正确；产物具有颜色反应的基因的表达产物能够产生特定的颜色，可以作为基因工程的标记基因，C正确；贮藏蛋白的基因的表达产物不能观察到任何特殊的实验现象，所以不能作为基因工程的标记基因，D错误。

3.下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是（）A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据D．基因工程必须在同物种间进行【答案】D【解析】DNA是遗传物质的发现、DNA分子双螺旋结构的阐明、遗传密码的破译都为基因工程的创立做出了重要的理论铺垫，而这些科学的发现是生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的；限制酶、DNA连接酶、质粒等载体和逆转录酶的发现，则直接促进了基因工程的诞生，故ABC三个选项都是正确的。

而基因工程的优点就是可以在不同物种间进行，打破了生殖隔离的界限。

4. 如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②【答案】C【解析】限制性核酸内切酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；DNA连接酶可将限制性核酸内切酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。

5.下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是（）A．染色体和质粒的化学本质都是DNAB．染色体和质粒都只存在于原核细胞中C．染色体和质粒都与生物的遗传有关D．染色体和质粒都可以作为基因工程的常用载体【答案】C【解析】染色体的化学组成是DNA和蛋白质，质粒是环状DNA，A错误；原核细胞无染色体，质粒存在于原核细胞的细胞质中，B错误；染色体中有DNA，质粒是环状DNA，都与生物的遗传有关，C正确；质粒可以做为基因工程的载体，而染色体不行，D错误。

6.在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别可以是指A. 大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶B. DNA连接酶、DNA聚合酶、噬菌体C. 限制酶、DNA聚合酶、质粒D. 限制酶、DNA连接酶、质粒【答案】D【解析】基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

由此可见，DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）--分子的“剪刀”，DNA连接酶--分子的“针线”，质粒、动植物病毒或噬菌体--运载体，故选D。

7.下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图（箭头表示切点，切出的断面为黏性末端）。

相关叙述错误的是A. 不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性B. 限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对C. 限制性酶1和酶3剪出的粘性末端相同D. 能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2【答案】D【解析】酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A正确；图中可得，限制酶2和3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC，均为6个碱基对，B正确；限制酶1和3剪出的粘性末端相同，均为-GATC-，C正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列，D错误。

8.将ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶．下列叙述错误的是（）A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重细胞质粒B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子【答案】C【解析】由“腺苷酸脱氨酶基因通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶”可推出每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒，但不一定含有多个重组质粒，A正确；基因工程中质粒作为运载体，条件之一是含有多个限制酶切点，B正确；每个限制性核酸内切酶识别位点不一定能插入一个ada，还要看限制酶切割后的黏性末端是否与目的基因的黏性末端相同，C错误；题中提出腺苷酸脱氨酶得到成功表达，因此每个大肠杆菌的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D正确．9.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程的方法，将基因a 与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。

下列有关这一过程的叙述不正确的是（）A．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②B．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①C．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状【答案】A【解析】连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的①，即磷酸二酯键，A错误；获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①，B正确；基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞，C正确；通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状，D正确。

10.下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（）A．DNA连接酶、限制性内切酶、解旋酶B．限制性内切酶、解旋酶、DNA连接酶C．解旋酶、限制性内切酶、DNA连接酶D．限制性内切酶、DNA连接酶、解旋酶【答案】C【解析】①处为氢键，是解旋酶的作用部位；②处为磷酸二酯键，是限制酶的作用部位；③处为两个DNA片段的缺口，是DNA连接酶的作用部位．11.结合右图，下列有关酶功能的叙述，不正确．．．的是（）A．限制核酸性内切酶能切断a处B．DNA连接酶能连接a处C．RNA聚合酶能切断b处D．DNA连接酶能连接b处【答案】D [解析]a处为磷酸二酯键，限制性核酸内切酶和DNA连接酶均作用于该处。

b 处为氢键，RNA聚合酶可作用于氢键。

12. （2016年浙江镇海高二期中）如图所示的粘性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的（）A．1种B．2种C．3种D．4种【答案】D【解析】图中可以看出，形成的四个黏性末端各不相同，根据限制酶的特异性可知，该黏性末端由四种不同的限制酶切割形成．13. （2016浙江舟山中学期中）下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是（）A．DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键B．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖D．同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端【答案】B【解析】DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键，A错误；DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，B正确，C错误；DNA连接酶不能切割DNA 形成黏性末端，D错误．14.已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA 片段。

现在多个上述线性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（）A．3 B．4 C．9 D．12【答案】C【解析】每个DNA分子上至少有1个酶位点被该酶切断，可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种，不是3种，A错误；每个DNA分子上至少有1个酶位点被该酶切断，可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种，不是4种，B错误；每个DNA分子上至少有1个酶位点被该酶切断，可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种，C正确；每个DNA分子上至少有1个酶位点被该酶切断，可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种，不是12种，D错误。

15. (2016年浙江学军中学高二月考)某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H 中的某一特定序列经BclI酶切后，可产生大小不同的片段（如图1，bp表示碱基对），据此可进行基因诊断。

图2为某家庭患此病的遗传系谱。

下列叙述错误的是A ．h 基因特定序列中BclI 酶切位点的消失是碱基序列改变的结果B ．II-1的基因诊断中只出现142bp 片段，其致病基因来自母亲C ．II-2的基因诊断中出现142bp ，99bp 和43bp 三种片段，推断其基因型为X H X hD ．II-3的丈夫表现型正常，则他们的儿子基因诊断中出现142bp 片段的概率为1/2【答案】D【解析】h 基因时H 基因突变形成的，因此h 基因特定序列中Bcl1酶切位点的消失是碱基序列改变的结果，A 正确；Ⅱ-1的基因诊断中只出现142bp 片段，则Ⅱ1的基因型为X h Y ，其致病基因来自母亲，B 正确；Ⅱ2的基因型可能为X H X h ，因此她的基因诊断中可能会出现142bp ，99bp 和43bp 三个片段，C 正确；Ⅱ2的基因型及概率为1/2X H X H 或1/2X H X h ，其儿子中出现X h的概率为1/2*1/2=1/4, D 错误．16.（2016春•晋江市校级期中）限制性内切酶Sal Ⅰ识别的序列是GTCGAC ，并在CG 之间酶切，限制性内切酶Xhol 识别的序利是CTCGAG ，酶切也在CG 之间．如果将Sal Ⅰ酶切过的插入片段与Xhol 酶切过的质粒混合，再进行连接反应，那么产生的重组质粒所具有的性质是（ ） A ．使用Sal Ⅰ或Xhol 处理，插入物都会释放出来B ．Sal Ⅰ处理可以使插入物释放出来，但Xhol 不行C ．Xhol 处理可以使插入物释放出来，但Sal Ⅰ不行D ．无论使用Sal Ⅰ或Xhol 处理，插入物都不会释放出来【答案】D【解析】限制性内切酶Sal Ⅰ识别的序列是GTCGAC ，并在CG 之间酶切，限制性内切酶Xhol 识别的序利是CTCGAG ，酶切也在CG 之间．将Sal Ⅰ酶切过的插入片段与Xhol 酶切过的质粒混合，再进行连接，形成的重组质粒不能找到Sal Ⅰ和Xhol 识别的片段，因此无论使用Sal Ⅰ或Xhol ，都不会使插入物释放出来．17.如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。