2020苏教版生物选修三新素养同步练习： 基因工程的发展历程和工具(Word版含解析)

新教材高中生物苏教版选择性必修3：第三章第一节第1课时基因工程的发展历程及基本工具必备知识基础练1.基因工程取得成功是基础理论和技术发展共同推动的。

下列不属于催生基因工程的技术发明的是( )A.限制性内切核酸酶的发现B.尼伦伯格和马太对遗传密码的破译C.罗思和海林斯基发现了基因转移载体D.DNA体外重组的实现2.大肠杆菌中的Eco RⅠ酶能够专一性识别CAATTC序列,并在C与A之间将这段序列剪开。

该酶属于( )A.DNA连接酶B.RNA聚合酶C.限制性内切核酸酶D.DNA聚合酶3.[2023江苏泰州姜堰中学高二月考]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、限制性内切核酸酶、解旋酶B.限制性内切核酸酶、解旋酶、DNA连接酶C.解旋酶、限制性内切核酸酶、DNA连接酶D.限制性内切核酸酶、DNA连接酶、解旋酶4.下列对DNA连接酶的理解,正确的是( )A.其化学本质是蛋白质B.DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C.它不能被反复使用D.在基因工程操作中,可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶5.[2023江苏徐州高二期中]下列关于限制酶的叙述,错误的是( )A.限制酶的识别序列只能由6个核苷酸组成B.每一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列C.限制酶能在特定位点切割DNA分子D.被限制酶切割后的DNA不一定都形成黏性末端6.[2022江苏南京师大附中高二模考改编]下列有关基因工程工具的叙述,正确的是( )A.载体的作用只是携带目的基因进入受体细胞B.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为鉴定和筛选的标记基因C.限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶D.基因工程中使用的载体除质粒外,还有λ噬菌体的衍生物、动物病毒等7.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。

运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。

下图表示这一技术的基本过程,在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是↓—GGATCC—。

第2节基因工程的应用【基础夯实】1疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是 （ ）A. 口服化学药物 B•注射化学药物C.基因疗法D .利用辐射或药物诱发致病基因突变2•若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（ ）A 减少氮肥的使用量，降低生产成本B .减少氮肥的使用量，节约能源 C.避免氮肥过多引起环境污染D.改良土壤结构3.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高 30多倍，转基因动物是指（）A 提供基因的动物B .基因组中增加外源基因的动物C.能产生白蛋白的动物D .能表达基因信息的动物DNA 分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作【能力提高】6.下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患（ ）A .转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质B .转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏源 .C .某些转基因生物可以合成干扰素，进人人体增强相应细胞的免疫力D .某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变 7.下说法正确的是 （）A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列4.在基因诊断技术中，所用的探针用是A.为形成杂交的 DNA 分子提供能量 B C.作为探针DNA 的示踪元素D5. 基因工程生产胰岛素的主要原因是 A .工艺简单，容易操作B C.所生产的胰岛素可以用于口服 D（ ）.引起探针DNA 产生不定向的基因突变 .增加探针DNA 的分子量（ ）.生产量大，价格较低 .所生产的胰岛素疗效大大提高B.质粒是基因工程中惟一的运载体C.运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D.基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复【综合探究】&干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0. 05 mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。

姓名，年级：时间：[随堂检测］知识点一基因工程的发展历程1．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解析：选D。

基因工程可在不同物种间进行,它可打破生殖隔离的界限,定向改造生物遗传性状。

知识点二基因工程的工具2．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( )限制酶1：↓GATC 限制酶2：CCC↓GGG限制酶3：G↓GATCCA．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．限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同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解析：选D。

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项正确；据图可知，限制酶2和3识别的序列分别是CCCGGG和GGATCC,均为6个碱基对,故B项正确；限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同,均为GATC，C项正确；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，故D项错误.3．对DNA连接酶的功能描述，正确的是（)A．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的化学键连接起来B．在基因工程中只作用于一个切口处的两个黏性末端C．用于DNA复制时母链与子链间形成氢键D．与DNA聚合酶作用的部位相同，作用对象不同解析：选D。

DNA连接酶作用部位为磷酸二酯键，在基因工程中作用于两个切口的黏性末端,DNA聚合酶也是作用于磷酸二酯键,作用对象为游离的脱氧核苷酸.4．下图表示某种质粒和人的胰岛素基因，其中a表示标记基因，b表示胰岛素基因，E1表示某限制酶的酶切位点,现用该种限制酶分别切割质粒和胰岛素基因，后用DNA连接酶连接切割后的质粒和胰岛素基因,下列选项中不可能出现的是( ）答案：C5．如图为重组质粒形成示意图。

第1节重组DNA技术的基本工具题组一基因工程的概念和工具酶1．玉米的PEPC酶固定CO2的能力较水稻的强60倍。

我国科学家正致力于将玉米的PEPC 基因导入水稻中，以提高水稻产量。

下列有关该应用技术的叙述，不正确的是()A．该技术是在DNA水平上进行设计和施工的B．该技术的操作环境是生物体内C．该技术的原理是基因重组D．该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型2．科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。

下列关于这一先进技术的理论依据，不正确的是()A．所有生物共用一套遗传密码B．基因能控制蛋白质的合成C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先3．据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是()A．限制性内切核酸酶可以切断a处B．DNA聚合酶可以连接a处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处4．限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列有关说法正确的是()A．DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键B．限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸C．E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端D．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA5．限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列。

如图所示为四种限制酶Bam HⅠ、Eco RⅠ、Hin dⅢ以及BglⅡ的识别序列，箭头表示每一种限制酶的特定切割位点，切割出来的DNA片段末端可以互补黏合的是_(限制酶)，其正确的末端互补序列应该为()A．Bam HⅠ和Eco RⅠ；末端互补序列为AATTB．Bam HⅠ和Hin dⅢ；末端互补序列为GA TCC．Eco RⅠ和Hin dⅢ；末端互补序列为AA TTD．Bam HⅠ和BglⅡ；末端互补序列为GA TC6．(2023·江苏南京高二期中)下列关于如图所示黏性末端的说法，错误的是()A．DNA连接酶能催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键B．甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割而成的C．切割甲的限制酶也能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子D．甲、乙黏性末端可形成重组DNA分子题组二“分子运输车”载体7．质粒是基因工程中常用的载体。

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具课程内容标准核心素养对接1.简述重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用。

2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

3.进行DNA的粗提取与鉴定。

1.科学思维——模拟重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。

2.科学探究——结合实验室条件，对DNA进行粗提取和鉴定。

知识点1基因工程及其诞生与发展1.基因工程的概念2.基因工程的诞生和发展(1)基因工程的诞生(2)基因工程的发展知识点2重组DNA技术的基本工具1.限制性内切核酸酶(简称限制酶)——“分子手术刀”是一类酶而不是一种酶对所连接的DNA片段两端的碱基序列没有专一性要求2.DNA连接酶——“分子缝合针”(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。

(2)种类3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)常用载体——质粒①化学本质：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。

②质粒作为载体所具备的条件及原因(2)其他载体：噬菌体、动植物病毒等。

(3)功能①相当于一种运输工具，将外源基因送入受体细胞。

②携带外源基因在受体细胞内大量复制。

(1)基因工程是人工操作导致的染色体变异，变异是不定向的(×)(2)S型细菌的DNA进入R型细菌并使R型细菌转化为S型细菌，发生了基因重组(√)(3)DNA连接酶可以连接目的基因与载体的氢键，形成重组DNA(×)(4)E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端(×)(5)限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶(×)(6)新冠病毒(RNA病毒)可以作为基因工程的载体(×)教材P71图示拓展1.已知限制酶Eco RⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为和，分析回答下列问题：(1)在图中画出两种限制酶切割DNA后产生的末端。

第2课时基因工程的实施过程学习导航明目标、知重点难点简述基因工程的一般过程。

(重点)理解基因工程每个步骤的原理、方法和过程。

(重、难点)阅读教材P13～18完成基因工程的实施相关问题基因工程涉及多种技术操作，主要包括获取目的基因，构建基因表达载体，将目的基因导入受体细胞，以及目的基因的检测和鉴定等步骤。

1．获取目的基因(1)通过基因文库获取目的基因。

(2)通过PCR技术扩增目的基因。

(3)通过化学方法直接人工合成目的基因。

2．构建基因表达载体(1)是实施基因工程的核心步骤，其操作过程是将目的基因与质粒、λ噬菌体或一些动植物病毒等在体外进行重组。

(2)一个基因表达载体除了目的基因外，还应包括启动子、终止子和标记基因等。

(3)启动子是位于目的基因上游的一段核苷酸序列，是RNA聚合酶识别、结合的部位。

(4)终止子是一段特殊的DNA片段，是载体上终止目的基因转录的核苷酸序列。

3．导入目的基因(1)将基因表达载体导入受体细胞是实施基因工程的重要步骤。

(2)将目的基因导入植物细胞的常用方法——农杆菌转化法。

(3)将目的基因导入动物细胞的常用方法——显微注射法。

(4)将目的基因导入微生物细胞的方法——转化法，用Ca2＋处理，使大肠杆菌等成为一种能够吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。

4．检测和鉴定目的基因用DNA分子杂交法进行DNA水平和RNA水平检测，采用抗原—抗体杂交从蛋白质水平检测，有时还需要从个体水平对其生物学特定性状进行检测。

判一判(1)所有的目的基因都可从基因文库中直接获得。

(×)(2)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。

(√)(3)启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位。

(√)(4)抗虫或抗病的接种实验属于分子水平的检测。

(×)连一连目的基因的获取与基因表达载体的构建基因工程涉及多种技术操作，首先需要获取目的基因，构建基因表达载体。

课时分层作业(一)(建议用时：45分钟)[基础达标练]1．下列有关基因工程叙述错误的是()A．最常用的载体是大肠杆菌的质粒B．工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶C．该技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换D．基本原理是基因突变【解析】基因工程的基本原理是基因重组，不同生物的DNA具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础；基因工程中的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，最常用的载体是大肠杆菌质粒。

该技术可克服生殖隔离现象，实现种间遗传物质交换，按照人的意愿使生物发生变异。

【答案】 D2．下列实践活动包含基因工程技术的是()A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆【解析】A项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重组；C项属于基因工程育种，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变。

【答案】 C3．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是()A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的脱氧核苷酸序列C．一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体D．细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体【解析】此题考查基因工程的基本工具及相关知识。

解答此类题目须明确以下知识：(1)基因操作的工具酶有限制性核酸内切酶(简称限制酶)和DNA连接酶。

(2)一种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并从特定的位点切开，不同的限制酶识别的脱氧核苷酸序列是不同的。

(3)载体是基因的运载工具，一般选用细菌的质粒作为载体，它既可以携带外源基因进入受体细胞，或独立复制或整合到受体细胞的DNA上，又有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

[随堂检测]知识点一基因工程的应用1．下列关于转基因植物的叙述，正确的是()A．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题B．转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达D．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中解析：选D。

如转基因植物的外源基因来源于自然界，仍然存在潜在的安全性问题，所以A错误。

转抗虫基因的植物的存在和数量的增加，将导致昆虫群体中不具有抗性基因的个体死亡而有抗性基因的个体数量增加，进而使昆虫的种群中的抗性基因的频率增加，所以B错误；动物的生长激素基因通过合适的运载体转入植物细胞中，若条件允许是可以表达的，所以C错误；转入到油菜的抗除草剂基因，其若存在于花粉母细胞中，则可能通过减数分裂得到的花粉传入环境中的其他生物体内，所以D正确。

2．下列关于植物、动物以及微生物在基因工程的应用方面的叙述，错误的是() A．动物和微生物可以生产基因工程药物，植物不能B．三类生物技术操作中目的基因导入受体细胞的方式不同C．三类生物技术操作原理相同D．三类生物技术操作中用到的工具酶相同解析：选A。

除基因工程的第三步“将目的基因导入受体细胞”的方法不同外，三类生物在基因工程的应用中，从原理、使用工具到操作流程等基本一致，B、C、D项正确；三类转基因生物都可以用来生产基因工程药物，A项错误。

3．腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是取出患者的T淋巴细胞，转入正常ADA基因进行体外培养，再将这些T淋巴细胞注射入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。

下列有关叙述中正确的是()A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能C．T淋巴细胞需在体外培养成细胞系后再注射入患者体内D．腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于获得性免疫缺陷病解析：选B。

基因治疗是将正常的基因导入到有基因缺陷的细胞中，正常的ADA基因可以控制合成正常的ADA来影响免疫功能；细胞系阶段的细胞一般都发生了基因突变，故不能培养到细胞系，只能将增殖得到的细胞(株)注射到患者体内；腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是先天性免疫缺陷病。

[随堂检测]知识点一获取目的基因1．图中甲、乙表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是()A．甲方法可建立该细菌的基因组文库B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料D．乙方法需要逆转录酶参与解析：选C。

甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，它包括了细胞所有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板和原料。

而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编码区，所以组成的是该细菌的cDNA文库。

知识点二构建基因表达载体2．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是()A．一个表达载体的组成只包括启动子、终止子B．只有存在启动子才能驱动基因转录出mRNAC．基因表达载体的构建是在生物体的细胞内完成的D．终止密码子的作用是使转录在所需要的地方停止解析：选B。

基因表达载体的构建是基因工程的核心内容，一个表达载体的组成，除了目的基因外，还有启动子、终止子和标记基因等，A错误；启动子在基因的首端，它是RNA 聚合酶的结合位点，能控制转录的开始，B正确；基因表达载体的构建是在生物体的细胞外完成的，C错误；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束，而终止密码子是存在于mRNA 上的，D错误。

3．如图所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb，1 kb＝1 000对碱基)上相应的E～F区域(0.2 kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2()A．既能被限制酶E也能被限制酶F切开B．能被限制酶E但不能被限制酶F切开C．既不能被限制酶E也不能被限制酶F切开D．能被限制酶F但不能被限制酶E切开解析：选A。

由于限制酶具有特异性，同种限制酶切割形成的黏性末端相同，因此由题意可知，限制酶E和F分别切割目的基因和质粒后，目的基因上的两个黏性末端与质粒上的两个黏性末端分别完全相同，因此形成重组质粒后，仍然具有这两种酶的识别序列，所以既能被限制酶E也能被限制酶F切开，故选A。

[随堂检测 ]1．下列有关转基因植物的说法错误的是 ( )A ．用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒B．可以克服远缘杂交的障碍C．比传统育种所需时间短D．可用来培育高产、稳产、耐贮存的作物解析：选 A 。

基因工程培育的抗虫植物只能抗某种虫害，不一定能抗病毒；利用基因工程可以培育高产、稳产、耐贮存的作物；植物基因工程的应用解决了传统育种的缺陷，可以克服远缘杂交的障碍；且能缩短育种年限。

2．下列关于植物、动物以及微生物在基因工程的应用方面的叙述，错误的是( )A ．动物和微生物可以生产基因工程药物，植物不能B．三类生物技术操作中目的基因导入受体细胞的方式不同C．三类生物技术操作原理相同D．三类生物技术操作中用到的工具酶相同解析：选A。

除基因工程的第三步“将目的基因导入受体细胞”的方法不同外，三类生物在基因工程的应用中，从原理、使用工具到操作流程等基本一致，B、C、D 项正确；三类转基因生物都可以用来生产基因工程药物， A 项错误。

3．近年来基因工程的发展非常迅猛，基因治疗不断取得新进展。

下列疾病可用基因治疗医治的是 ( )A．21- 三体综合征B．镰刀型细胞贫血症C．地方性甲状腺肿 D ．青少年型糖尿病解析：选 B 。

21-三体综合征是染色体异常遗传病，患者 21 号染色体有三条，病因不属于基因异常，不能进行基因治疗；镰刀型细胞贫血症可用基因治疗医治；地方性甲状腺肿采取的是放射性治疗或手术治疗；青少年型糖尿病属于自身免疫病，必须注射胰岛素治疗。

4．干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每 300升人血中只能提取1 mg，所以价格昂贵。

美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下办法生产干扰素。

如图所示：从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是A ．个体间的杂交D ．器官移植 解析：选 B 。

题图反映的是把目的基因导入受体细胞并且在受体细胞中表达产生干扰素， 属基因工程。

5．北极比目鱼中有抗冻基因， 其编码的抗冻蛋白具有 11 个氨基酸的重复序列， 该序列 重复次数越多， 抗冻能力越强。