第9单元 考点37 基因工程及生物技术的安全性和伦理问题-【金版教程】2025年高考生物一轮总复习首选用卷课件PPT（新教材 单选版）
2024-11-20
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教辅
内容正文：
第九单元 生物技术与工程
考点37 基因工程及生物技术的安全性和伦理问题
第一编 考点通关练
目录
CONTENTS
一
基础过关
JI CHU GUO GUAN
二
综合提升
ZONG HE TI SHENG
基础过关
JI CHU GUO GUAN
目录
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基础过关 JI CHU GUO GUAN
1．(2023·甘肃高台一中开学考)某研究小组拟用限制酶和DNA连接酶为基本工具，对目的基因和质粒进行切割、连接，以构建含目的基因的重组表达载体。该小组前期研究获得如下2个信息：①4种限制酶的识别序列及切割位点、目的基因所在的外源DNA片段中各种酶识别位置以及质粒上4种酶的识别位置(如下图)；②有些不同种类的酶能识别DNA分子中不同核苷酸序列，但切割产生相同黏性末端，这样的限制酶称为同尾酶。下列有关叙述正确的是( )
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A．构建重组表达载体时，目的基因和质粒均用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接成功率最高
B．构建重组表达载体时，目的基因用酶2切割，质粒用酶4切割，用T4 DNA连接酶连接成功率最高
C．目的基因和质粒均用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接构建重组表达载体既方便操作又容易成功
D．酶1和酶3属于同尾酶，切割产生相同的黏性末端，但不适宜使用二者来构建重组表达载体
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解析 构建重组表达载体时，使用同一种限制酶切割目的基因和质粒，容易造成二者自身环化，也容易造成目的基因和质粒反向连接，成功率不高，A错误；酶2和酶4切割产生的末端不相同，无法连接成新的片段，B错误；酶1会破坏目的基因，C错误；酶1和酶3属于同尾酶，二者切割产生相同的黏性末端，但酶1会破坏目的基因，不适宜使用二者来构建重组表达载体，D正确。
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2．(2023·河南洛阳期中)如图是构建基因表达
载体的过程示意图。下列相关说法正确的是( )
A．经限制酶切割后，质粒多了1个游离的
磷酸基团，DNA分子多了2个游离的磷酸基团
B．一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码子和终止密码子等结构
C．构建的重组质粒一定含有目的基因并能表达出所需的性状
D．将构建好的基因表达载体导入动物细胞常用显微注射法
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解析 质粒是环状DNA，没有游离的磷酸基团，经限制酶切割后成链状，多了2个游离的磷酸基团，A错误；一个基因表达载体一般包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等结构，B错误；构建的重组质粒不一定含有目的基因，即使有，也不一定能表达出所需的性状，还需要进一步检测，C错误。
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3．如图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取Bt毒蛋白基因“放入”棉花细胞中发挥作用的过程。以下说法正确的是( )
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A．转化就是指将Bt毒蛋白基因导入受体细胞内的过程
B．图中Ⅱ是含目的基因的重组Ti质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞
C．可用含有四环素的培养基筛选含重组Ti质粒的农杆菌
D．检验转基因棉的抗虫性状，常用的方法是抗原—抗体杂交技术
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解析 转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，A错误；图中Ⅱ是含目的基因的重组Ti质粒，步骤②是将含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌，步骤③是导入棉花细胞，B错误；含重组Ti质粒的农杆菌中含有四环素的抗性基因，可以在含有四环素的培养基上生存，故可以用含有四环素的培养基筛选含重组Ti质粒的农杆菌，C正确；检测转基因抗虫棉的抗虫性状，常用的方法是通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗虫程度，D错误。
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4．(2024·山西运城阶段练习)下列关于DNA粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定的原理的叙述正确的是( )
A．利用DNA溶于酒精，但蛋白质不溶于酒精的原理，可分离DNA与蛋白质
B．将白色丝状物加入二苯胺试剂后沸水浴，待试管冷却后观察颜色变化
C．PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的，可在引物的3′端添加限制酶识别序列
D．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理
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解析 DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可将DNA与蛋白质分离，A错误；将白色丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂沸水浴，待试管冷却后观察颜色变化，B错误；由于引物的序列具有特异性，所以PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的，可在引物的5′端添加限制酶识别序列，C错误；由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动，电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理，D正确。
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5．下列关于目的基因导入受体细胞的描述，正确的是( )
A．可以通过显微注射法直接将目的基因导入动物的受精卵中
B．通过基因工程大量获得胰岛素时，受体细胞选择大肠杆菌比酵母菌更有优势
C．可以用PEG处理大肠杆菌将目的基因导入其细胞内
D．可以使用病毒将目的基因导入受体细胞
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解析 目的基因导入受体细胞前必须进行基因表达载体的构建，不能直接将目的基因导入受体细胞，A错误；酵母菌细胞中有多种细胞器，作为受体细胞生产胰岛素(分泌蛋白)比大肠杆菌更有优势，B错误；大肠杆菌作为受体细胞时应使用Ca2＋进行处理，C错误；可以通过病毒的侵染作用将目的基因导入相关受体细胞，D正确。
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6．W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某学习小组利用膀胱生物反应器制备W的过程如图，下列有关说法不正确的是( )
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A．步骤①构建的重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子
B．步骤②可使用显微注射技术将重组表达载体导入受精卵
C．膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比，具有不受年龄和性别限制等优点
D．W基因只在转基因动物膀胱细胞中存在并表达
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解析 启动子含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子，以便于特异性表达基因的转录与翻译，A正确；步骤②是将重组表达载体导入受精卵，显微注射技术常用于将重组表达载体导入动物细胞，B正确；乳腺生物反应器要求性别是雌性、处于哺乳期，膀胱生物反应器不限制动物性别且可以从动物出生时即开始收集产物，C正确；重组表达载体的受体细胞是受精卵，故在所有体细胞中都有W基因，但只在转基因动物膀胱细胞中表达，D错误。
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7．(2024·辽宁沈阳模拟)如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是( )
A．图中①代表转录，②代表翻译，④代表推测，⑤代表改造或合成
B．因为蛋白质的高级结构十分复杂，所以蛋白质工程是一项难度很大的工程
C．蛋白质工程的目标是对基因的碱基序列进行分子设计
D．从图中可以看出蛋白质工程的基本思路与中心法则是相反的
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解析 蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造，C错误。
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8．生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述不正确的是( )
A．应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质
B．当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆
C．反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
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解析 生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，干扰素为细胞因子，不属于生物武器，D错误。
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9．(2024·河南焦作阶段练习)RTPCR是将RNA逆转录(RT)成cDNA(与mRNA互补的DNA单链)和聚合酶链式反应(PCR)相结合的技术，具体过程如图所示。下列叙述正确的是( )
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A．过程Ⅰ获得cDNA的过程与DNA复制过程中存在的碱基配对方式相同
B．图中A、B两种引物的核苷酸序列不同，但参与子链合成的酶均相同
C．图中子链的合成均是以四种核糖核苷酸为原料从引物的5′端开始延伸的
D．过程Ⅱ中，若进行6轮循环，则共需要加入引物的数量为63个
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解析 过程Ⅰ是以四种脱氧核糖核苷酸为原料，以mRNA为模板逆转录合成DNA的过程，催化该过程的酶是逆转录酶，存在的碱基配对方式是U—A、A—T、C—G、G—C；过程Ⅱ是DNA单链复制过程，是以四种脱氧核糖核苷酸为原料，以DNA单链为模板合成DNA单链的过程，催化该过程的酶为Taq DNA聚合酶，该过程中存在的碱基配对方式是A—T、G—C，且子链延伸的方向是从引物的3′端开始延伸的，A、B、C错误；过程Ⅱ开始是一条DNA单链，经6轮循环后，产生25＝32个DNA分子，共32×2＝64条单链，新合成的子链数为63条，则进行6轮循环，共需要加入引物的数量为63个，D正确。
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10．(2024·武汉调研)FⅧ基因主要在肝脏中表达，控制合成凝血因子(FⅧ)。若将FⅧ第309位的丙氨酸替换为丝氨酸，可增加FⅧ的分泌。A型血友病是由FⅧ基因突变使FⅧ含量降低或功能异常引起的。下列叙述错误的是( )
A．上述得到高分泌量的FⅧ的操作过程属于蛋白质工程
B．构建基因表达载体时应将编辑后的FⅧ基因连接于肝脏细胞特异性启动子下游
C．以腺病毒为载体将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗
D．为了检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达，不能从血液中提取蛋白质进行抗原—抗体杂交
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解析 通过改造编码FⅧ基因得到高分泌量的FⅧ的操作过程属于蛋白质工程，A正确；由题意知，FⅧ基因主要在肝脏中表达，且目的基因应位于启动子下游，故构建基因表达载体时应将编辑后的FⅧ基因连接于肝脏细胞特异性启动子下游，B正确；由题意可知，以腺病毒为载体将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗，C正确；编辑后的FⅧ基因表达的凝血因子可存在于血浆中，因此可以从血液中提取蛋白质进行抗原—抗体杂交，以检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达，D错误。
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11．人参是一种名贵药材，具有良好的滋补作用，干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。①～④表示相关的操作，EcoRⅠ、BamHⅠ为限制酶，它们的识别序列及切割位点如表所示。
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请分析回答：
(1)步骤①利用PCR技术扩增干扰素基因时，首先根据_________________________________设计并合成引物；同时为了方便后续的剪切和连接，还应在两种引物的一端分别加上_____________________序列。
(2)步骤②基因表达载体的构建是基因工程的核心，启动子的作用机理为___________________________________________________，启动子的上游还必须拥有的DNA片段是____________。
干扰素基因两端的部分核苷酸序列
GAATTC和GGATCC
能与RNA聚合酶特异性结合并使其活化驱动基因转录过程
复制原点
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(3)过程④可利用________________法进行检测和筛选。
(4)上述将人的干扰素基因导入到人参的愈伤组织细胞中仍然可以成功表达出人的干扰素分子，其原因是________________________。
抗原—抗体杂交
生物界共用一套遗传密码
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综合提升
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12．在研究拟南芥Q基因的功能时，获得了该基因TDNA突变体，该突变体和野生型相比，对重金属镉(Cd)胁迫抗性明显增加。TDNA中含有植物生长素合成酶基因和细胞分裂素合成酶基因，它们的表达与否能影响相应植物激素含量，进而调节肿瘤组织生长和分化。有关叙述错误的是( )
A．Ti质粒的TDNA整合到植物染色体DNA上的变异属于基因重组
B．该基因有可能编码根细胞膜的Cd2＋吸收转运载体蛋白质
C．可利用TDNA的特性将目的基因整合到受体细胞染色体DNA中
D．可检测拟南芥肿瘤组织的生长和分化情况初步判断TDNA是否转移
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解析 与野生型相比，含该基因的突变体对重金属镉(Cd)胁迫抗性明显增加，说明突变体根细胞膜对Cd2＋吸收减少，说明该基因编码的不是Cd2＋吸收转运载体蛋白质，B错误；TDNA中含有植物生长素合成酶基因和细胞分裂素合成酶基因，能影响植株生长素和细胞分裂素含量，进而调节肿瘤组织生长和分化，因此可检测拟南芥肿瘤组织的生长和分化情况初步判断TDNA是否转移，D正确。
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13．农杆菌Ti质粒上的TDNA可以转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增岀TDNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定TDNA插入的具体位置。下列说法错误的是( )
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注：子链从引物的3′端开始延伸。
A．PCR扩增依据的是DNA分子双链半保留复制的原理
B．进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶
C．利用图中的引物②、③组合可扩增岀两侧的未知序列
D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定TDNA的插入位置
解析 DNA的两条链反向平行，子链从引物的3′端开始延伸，则利用图中的引物②、③组合不能扩增岀两侧的未知序列，需用引物①、④组合进行扩增，C错误。
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14．基因工程是一种DNA操作技术，其表达载体的构建和检测筛选是两个重要步骤。图1为某种质粒简图，箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点。已知目的基因X的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。图2表示运用影印培养法(指在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法)检测表达载体是否导入大肠杆菌。下列有关叙述错误的是 ( )
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A．同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒，可避免酶切后质粒的自身环化
B．转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经Ca＋处理的大肠杆菌混合
C．培养基A和培养基B分别含有青霉素和四环素
D．从筛选结果分析，含目的基因X的菌落是1、2、3、5
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解析 用EcoRⅠ和BamHⅠ两种限制酶对质粒进行切割时，会破坏四环素抗性基因，但不会破坏青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有青霉素的培养基上生存，但不能在含有四环素的培养基上生存，所以培养基A和培养基B分别含有青霉素、四环素，含目的基因X的菌落是4和6，C正确，D错误。
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15．拟南芥细胞中存在某种转录因子能够明显提高其他基因的表达水平。研究人员将从拟南芥细胞中获取的转录因子转移到大豆细胞内，并使其过量表达，发现大豆中油酸和亚油酸的含量显著提高。图中限制酶EcoRⅤ的酶切位点为—GAT↓ATC—。
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(1)质粒P0具有氨苄青霉素抗性基因(ampr)和四环素抗性基因(tetr)，对其进行切割时应该注意_______________________________________
________________________________________________________________________________________，以便筛选重组质粒。研究人员利用限制酶EcoRⅤ对载体进行处理后________(填“能”或“不能”)与目的基因片段直接相连。用限制酶和T4 DNA连接酶构建基因表达载体时，研究人员常选用能产生黏性末端的限制酶，你认为这样做的理由是______________________________________________________。
所选的限制酶所识别的序列不能同时存在于氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因之中(不能同时酶切氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因)
不能
T4 DNA连接酶连接黏性末端的效率高于连接平末端的效率
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(2)P3质粒导入受体细胞通常使用农杆菌转化法，若受体细胞能够表现氨苄青霉素抗性，能否说明目的基因已成功导入受体细胞，并说出理由：___________________________________________。
(3)受体细胞能够培育出转基因大豆植株的原因是________________________。
(4)大豆过量表达转录因子后，油酸和亚油酸的含量显著提高，推测转录因子在细胞内发挥的作用可能是_______________________________________________。
不能，有可能是导入了不含目的基因的质粒P0
植物细胞具有全能性
调控与油酸和亚油酸合成有关酶的表达，促进其合成
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解析 (1)据图可知，用限制酶EcoRⅤ对载体进行处理后还需添加黏性末端才能与目的基因连接。
(3)受体细胞最终发育成完整的转基因大豆植株，是因为植物细胞具有全能性，在组织培养时该全能性能表达出来。
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16．(2024·山东东营、潍坊模拟)为研究干旱胁迫基因LEA和VOC对甘蓝型油菜油脂的积累机制，科研人员构建了两个基因表达载体。其中基因LEA与荧光素酶基因(Luc)构建成基因表达载体甲，基因VOC和标记基因构建成基因表达载体乙，相关序列及酶切位点如图所示。
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(1)利用PCR扩增基因LEA时，需要在引物的________(填“3′端”或“5′端”)添加限制酶识别序列，添加序列对应的限制酶是_______________，选择上述酶的依据是___________________________________________
___________________________________________________________。
(2)为了构建基因表达载体甲，依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为_______________________________________________，扩增_____代后会得到等长的8条DNA片段。
5′端
EcoRⅤ和XbaⅠ
Luc中存在BamHⅠ的识别序列，BamHⅠ会将Luc切断；只用一种酶切会导致载体、LEA自身环化以及LEA反向连接
5′—GATATCATGGGC—3′和5′—TCTAGACTAGTG—3′
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(3)乙酰－CoA羧化酶基因(AC)是油脂合成过程的关键酶基因，甘油三酯酶基因(ATGL)是油脂分解过程的关键酶基因。将基因表达载体甲、乙分别导入植物细胞培养成转基因植物A、B，在干旱胁迫的环境下培养两种转基因植物和正常植物，分别检测植物体内AC和ATGL基因的表达水平，结果如图。
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①在分子水平上，用________________法检测AC(酶)和ATGL(酶)的含量可得到上述结果。
②基于以上研究，干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是___________________________________________________
______________________________________________。
抗原—抗体杂交
在干旱胁迫的环境下，LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加；VOC通过抑制ATGL的表达减少油脂的分解
答案
在干旱胁迫的环境下，LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加；VOC通过抑制ATGL的表达减少油脂的分解
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解析 (1)利用PCR扩增目的基因的过程中，子链需要从引物的3′端开始延伸，所以需要在引物的5′端添加限制酶酶切位点。
(2)由于子链延伸的方向是从5′端到3′端，所以引物需要从母链的3′端开始设计。
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(3)①AC(酶)和ATGL(酶)属于基因表达产物蛋白质，检测蛋白质的含量在分子水平上的方法是抗原—抗体杂交。②根据题干信息“乙酰－CoA羧化酶基因(AC)是油脂合成过程的关键酶基因，甘油三酯酶基因(ATGL)是油脂分解过程的关键酶基因”，以及检测结果转基因A植株转入基因LEA，结果AC(酶)含量提高，转基因B植株转入基因VOC，结果ATGL(酶)含量降低。所以推测干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是在干旱胁迫的环境下，LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加；VOC通过抑制ATGL的表达减少油脂的分解。
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