必刷考题04 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题-2024-2025学年高二生物下学期期中考点大串讲（人教版2019）

复习专题四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题 （知高频命题、练能力提升） · 高频命题点01 基因工程的应用 · 高频命题点02 蛋白质工程的原理和应用 · 高频命题点03 生物技术的安全性和伦理 ▉命题点1基因工程的应用 1．如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制备“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。下列说法正确的是(　　) A．“结合”过程需使用限制酶、TaqDNA聚合酶以及DNA连接酶 B．细菌B接种在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌 C．细菌B涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的是只有导入了重组质粒的细菌 D．生长激素基因导入了细菌B，说明“工程菌”制备成功 答案　B 解析　“结合”过程即基因表达载体的构建过程，需使用限制酶、DNA连接酶，A错误；由于将人的生长激素基因导入质粒时破坏了四环素抗性基因的完整性，导入了重组质粒的细菌没有对四环素的抗性，在含有四环素的培养基上不能存活，能存活的是导入质粒A的细菌，B正确；导入重组质粒的细菌和导入质粒A的细菌，均能在含有氨苄青霉素的培养基上生长，C错误；生长激素基因导入了细菌B，并完成表达才能说明“工程菌”制备成功，D错误。 2．(不定项)基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等多方面的应用发展迅速，如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径。下列叙述错误的是(　　) A．若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的，则该基因中不含启动子序列 B．扩增目的基因时，利用耐高温的DNA聚合酶从引物a、b的3′端进行子链合成 C．导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞 D．利用农杆菌转化法可将含有目的基因的重组质粒整合到植物受体细胞的染色体DNA上 答案　CD 解析　导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是受精卵，C错误；农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上，根据农杆菌的这一特点，将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中的染色体DNA上，D错误。 ▉命题点2蛋白质工程的原理和应用 1．人体内的t－PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t－PA会诱发颅内出血，其原因是t－PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术，将t－PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t－PA蛋白，进而显著降低颅内出血。下列叙述错误的是(　　) A．该技术的关键是了解t－PA蛋白基因的分子结构 B．该技术生产改良t－PA蛋白的过程遵循碱基互补配对原则 C．该技术是蛋白质工程 D．该技术的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程 答案　A 解析　将t－PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸需要利用蛋白质工程技术，该技术的关键是了解t－PA蛋白质的分子结构，A错误。 2．蛋白质工程是基因工程的延伸。下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是(　　) A．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状不可以遗传 B．蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体 C．蛋白质工程需要限制酶、DNA连接酶和载体等工具 D．蛋白质工程经常要建立蛋白质高级结构的三维模型 答案　A 解析　蛋白质工程是通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状可以遗传，A错误。 ▉命题点3生物技术的安全性和伦理 1．下列有关转基因生物的叙述，正确的是(　　) A．转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现 B．转基因生物不会对生物多样性构成威胁，也不会影响生态系统的稳定性 C．严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性 D．只要有证据表明某种转基因食品有害，就应全面禁止转基因技术在食品上的应用 答案　C 解析　转基因作物长期、大规模种植有利于侵染力更强的害虫出现，因为转基因生物能起到选择作用，A错误；转基因生物可能会对生物多样性构成威胁，也可能会影响生态系统的稳定性，B错误；有证据表明某种转基因食品有害，应该马上停止实验，并销毁该重组生物，而不应全面禁止转基因技术在食品上的应用，D错误。 2．普通番茄细胞中多聚半乳糖醛酸酶基因(PG基因)控制合成的多聚半乳糖醛酸酶，能使番茄细胞壁破坏而不耐储藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞，使抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合，从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述错误的是(　　) A．PG基因与抗PG基因的区别是基因中的碱基序列不同 B．抗PG基因能阻止PG基因表达的翻译过程，使细胞不能合成PG C．常用显微注射法将抗PG基因表达载体导入番茄体细胞 D．为了避免转基因植物花粉污染周围植物，可将抗PG基因整合到叶绿体DNA上 答案　C 解析　真核细胞中的基因是有遗传效应的DNA片段，其碱基的排列顺序决定了遗传信息，故PG基因与抗PG基因的区别是基因中的碱基序列不同，A正确；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合，从而阻止了PG基因的翻译过程，使细胞不能合成PG，B正确；将目的基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法，C错误；由于精子中几乎不含有细胞质，所以如果将抗PG基因整合到叶绿体DNA上，则花粉中不含有抗PG基因，可避免转基因植物花粉污染周围植物，D正确。 3．生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点，又有本质的区别。下列相关叙述错误的是(　　) A．前者面临伦理问题，后者也会面临伦理问题 B．两者都涉及体细胞核移植技术，都与试管婴儿技术有本质的区别 C．前者为了产生新个体，后者为了治疗疾病 D．生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性 答案　D 解析　生殖性克隆和治疗性克隆都涉及伦理问题，我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受进行任何生殖性克隆人实验，也同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，A正确；生殖性克隆和治疗性克隆都涉及体细胞核移植技术，属于无性生殖，而试管婴儿属于有性生殖，所以它们存在本质上的区别，B正确；生殖性克隆以产生新个体为目的，而治疗性克隆是为了治疗疾病，C正确。 4．将生物技术运用于战争或恐怖活动，后果非常可怕。下列有关生物武器的叙述，错误的是(　　) A．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等 B．人体对利用转基因技术制造的新型致病菌不能产生免疫反应 C．转基因微生物制成的生物武器可能具有目前人类难以预防和治疗的特点 D．经过基因重组的生物武器可能使受害国居民感染而施放者不易感染 答案　B 解析　人体对利用转基因技术制造的新型致病菌可以产生免疫反应，B错误；经过基因重组的生物武器，是经过定向改造之后产生的，因此可能使受害国居民感染而施放者不易感染，D正确。 一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。 1．如图是蛋白质工程中改造目的基因的一种技术路线。S1核酸酶可以去除双链DNA突出的单链区；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3′末端逐个水解单核苷酸，可以产生不同长度的5′突出末端。下列叙述错误的是(　　) A．步骤一需使用两种限制酶切割目的基因片段 B．步骤二、三分别使用了S1核酸酶、外切核酸酶Ⅲ C．步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段 D．质粒载体2中目的基因片段N的长度有多种 答案　B 解析　由图可知，经步骤一酶切后的DNA片段一端是平末端，另一端是黏性末端，故步骤一需要使用两种限制酶切割目的基因片段，A正确；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3′末端逐个水解单核苷酸，可以产生不同长度的5′突出末端，由图可知，步骤二使用的是外切核酸酶Ⅲ，步骤三使用的是S1核酸酶，B错误；T4 DNA连接酶可连接平末端，故步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段，C正确；质粒载体2中目的基因片段N的长度有多种，因为外切核酸酶Ⅲ处理后可以获得不同长度的5′突出末端，D正确。 2．OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR 4个基因分别编码4种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示)，利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是(　　) A．4个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板 B．应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞 C．4个基因都在水稻叶绿体内进行转录、翻译 D．可用抗原—抗体杂交技术检测4种酶在转基因水稻中的表达量 答案　D 解析　由题图可知，在同一个T－DNA中OsGLO1启动子启动转录的方向与其他三个基因不同，4个基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板，A错误；卡那霉素抗性基因不在T－DNA中，而潮霉素抗性基因在T－DNA中，应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，B错误；由题意可知，利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入到水稻细胞的染色体DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的4个基因，在细胞核中进行转录，在核糖体中进行翻译，由叶绿体转运肽引导合成的蛋白质进入叶绿体，C错误。 3．中国首例“设计试管婴儿”的父母均为地中海贫血基因的携带者。此前，二人曾育有一女，此女患有重度地中海贫血。为了生一个健康的孩子，用孩子的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植，设计了这个婴儿。下列有关叙述错误的是(　　) A．“设计试管婴儿”和“试管婴儿”均为有性生殖 B．“设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断 C．“设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术 D．“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择，但两者选择的目的不同 答案　C 解析　“设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术，C错误；“试管婴儿”对胚胎检测的目的是质量检查，而“设计试管婴儿”对胚胎检测的目的是进行遗传学诊断，以获得性状符合人们要求的胚胎，即“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择，但两者选择的目的不同，B、D正确。 4．炭疽杆菌造成感染者死亡率极高的主要原因之一是它能产生两种成分为蛋白质的内毒素。有科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏，该菌仍能产生内毒素。下列对炭疽杆菌的叙述，不正确的是(　　) A．炭疽杆菌合成的内毒素属于代谢产物 B．控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的拟核中 C．如将炭疽杆菌用于军事用途或恐怖活动，则属于生物武器 D．将蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌需要通过转基因技术 答案　B 解析　炭疽杆菌合成的内毒素不是微生物生长和繁殖所必需的物质，属于次级代谢产物，A正确；大型环状DNA位于拟核，破坏大型环状DNA分子，该菌仍能产生内毒素，说明控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的质粒中，B错误；基因控制生物体的性状，将蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌，实现了定向改造，该过程需要利用转基因技术实现，D正确。 5．下列关于转基因技术的叙述，你认为下列说法欠妥的是(　　) A．转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物 B．若转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响，我们应该摒弃转基因技术 C．科学家必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险并采取相应的防范措施 D．国家必须对转基因作物研究制定相应的法律法规，并进行严格管理与有效控制 答案　B 解析　转基因作为一项技术本身是中性的，面对转基因技术可能产生的负面影响，应理性看待，趋利避害，不能因噎废食，B符合题意。 6．植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器，是以叶绿体为外源DNA受体的安全性极高的一种转化方式。下列叙述不正确的是(　　) A．构建叶绿体遗传转化体系时，需要的工具酶是限制酶和 DNA连接酶 B．构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达 C．植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散 D．把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中一定含有此目的基因 答案　D 解析　在植物细胞分裂过程中，细胞质的分配是随机的，所以把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中不一定含有此目的基因，D错误。 7．面对转基因产品的安全性问题，下列解决的方法中欠妥的是(　　) A．一旦发现转基因产品出现了安全性问题，要求马上停止实验，并封存转基因产品 B．要求对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋白质 C．对用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用37 ℃以下便会死去的菌株 D．把重组DNA的转移限制在遗传上有缺陷的生物上 答案　A 解析　一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马上停止实验，并销毁重组生物，A符合题意。 8．转基因作物因其具有抗旱、抗寒、抗虫等能力而为粮食缺少的国家所推崇。但是反对者表示：对转基因食物进行的安全性研究都是短期的，无法有效评估人类进食转基因食物几十年后或更久以后的风险。请用已学过的知识判断，下列叙述错误的是(　　) A．转基因作物的基因可能传播到野生植物体内，造成基因污染 B．食用转基因食品时，食品中的基因会整合到人的基因组中 C．转入抗虫基因的植物，有可能会导致昆虫群体抗性基因频率增加 D．即使转基因植物的外源基因来源于自然界，也仍然存在安全性问题 答案　B 解析　构成基因的物质DNA(脱氧核糖核酸)进入人体后，都会被酶分解成小分子，不可能将外来遗传信息整合到人的基因组中，B错误。 9．当面对日常生活中与转基因技术有关的话题时，我们需要理性地表明观点和参与讨论。下列叙述错误的是(　　) A．在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题 B．转基因食品风险评估时需要考虑目的基因和标记基因的安全性问题 C．商家不应该利用公众对转基因食品“恐惧”的心理，把“非转基因”作为推销的噱头 D．转基因技术将不同生物的DNA进行转移和重组之后，就会创造出新物种 答案　D 解析　将不同生物的DNA进行转移和重组一般只会引起某些性状发生改变，不会引起生殖隔离，可以创造出新品种，但一般不能产生新物种，D错误。 10．“治疗性克隆”可用胚胎干细胞克隆出人体不同的组织、细胞，以用于医学研究和治疗。下列相关叙述错误的是(　　) A．治疗性克隆虽然用于治疗疾病，但是也涉及伦理问题 B．治疗性克隆可解决器官移植时供体器官不足和免疫排斥问题 C．用病人的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆 D．我国政府不赞成、不允许、不接受任何治疗性克隆人实验 答案　D 解析　在克隆人的问题上，我国政府的态度是：禁止生殖性克隆人，不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，不反对治疗性克隆，D错误。 11．下列关于“试管婴儿”“设计试管婴儿”技术及安全伦理的叙述，不正确的是(　　) A．“试管婴儿”“设计试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理都是有性生殖 B．“试管婴儿”“设计试管婴儿”技术对人类的作用是相同的 C．“设计试管婴儿”形成的胚胎需遗传学诊断后植入母体孕育 D．不符合遗传要求的胚胎如何处理会引起道德伦理之争 答案　B 解析　“试管婴儿”“设计试管婴儿”技术对人类的作用不同，设计试管婴儿可用于治疗疾病，试管婴儿用于解决不孕不育问题，B错误。 12．嵌合病毒是一种基因工程重组病毒，在制备技术上并不存在太大问题，但作为重组病毒，在安全性上还是有一定的风险。在自然条件下，病毒之间自发产生重组，可能获得一些意想不到的新型病毒，它比母株毒性更强，对生物体更具有威胁性。下列相关叙述错误的是(　　) A．嵌合病毒的性状可由受体病毒和供体病毒的遗传物质共同控制 B．若将嵌合病毒制成生物武器，则可能具有人类难以预防的特点 C．若将嵌合病毒制成生物武器，则可能具有感染特定人群的特点 D．对于入侵机体的嵌合病毒，人体可能无法识别，致使其危害极大 答案　D 解析　对人体而言，嵌合病毒依然属于抗原，可以识别，D错误。 13．2022年12月16日，《禁止生物武器公约》第九次审议大会在日内瓦闭幕。此次审议大会及其成果标志着全球生物安全治理取得重要进展。下列关于生物武器的叙述，错误的是(　　) A．相对于常规武器、核武器和化学武器等，生物武器最大的特点是携带和投放简单 B．生物武器对人的危害不仅有身体上的，还有心理上的 C．中国坚决支持禁止生物武器的主张，奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策，并反对生物武器的扩散 D．现代生物武器的防护，主要包括预警体系、防控体系和疫苗库 答案　A 解析　相对于常规武器、核武器和化学武器，生物武器最大的特点是致病能力强、攻击范围广，A错误。 14．生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，会引起人们对它安全性的关注，也会带来新的伦理困惑与挑战。下列相关说法正确的是(　　) A．针对转基因技术，我国一贯坚持在研究上要“小心谨慎、稳健实施” B．目前，克隆技术已十分成熟，可以保证生殖性克隆人在技术上安全高效 C．生物武器是指天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌等致病微生物 D．“设计试管婴儿”可以有目的地改造特定基因，特定情况下可用于治疗疾病 答案　D 解析　我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管，A错误。目前，尽管通过克隆技术获得了多种克隆动物，但该技术的成功率依然非常低，各个技术环节也有待进一步改进；我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，B错误。生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，C错误。 15．下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是(　　) A．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 B．生物武器难以检测，用其进行杀伤时可能并不会被马上察觉 C．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 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 答案　D 解析　生物武器是用致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等来形成杀伤力，而干扰素是免疫活性物质，D错误。 16．下列有关生物技术安全性的叙述错误的是(　　) A．科学家将玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，阻断淀粉储藏使花粉失去活性而防止转基因花粉的传播，达到防止基因污染的目的 B．中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 C．生物武器具有致病能力强、攻击范围广的特点 D．利用设计试管婴儿技术，解决不孕不育夫妇的生育问题 答案　D 解析　人类利用试管婴儿技术解决不孕不育夫妇的生育问题，D错误。 17.利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是(　　) A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体 B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代 C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶 答案　C 解析　要得到转基因山羊乳腺生物反应器，在构建基因表达载体时需要乳腺中特异表达的基因的启动子，使目的基因只在乳腺细胞中表达，A正确；通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵，C错误；山羊乳腺细胞含有内质网和高尔基体，可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶，D正确。 18.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是(　　) A.人体移植器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题 B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似 C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D.无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因 答案　C 解析　 目前，人体移植器官短缺和免疫排斥是制约人体器官移植的两大难题，A正确；猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似，且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远少于灵长类动物，B正确、C错误；无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官，D正确。 19.纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的相应氨基酸替换后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法，正确的是(　　) A.改造后的纤维素酶的较高热稳定性不可遗传 B.对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础 C.改造纤维素酶无需构建基因表达载体 D.对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的 答案　B 解析　由于蛋白质工程是进行了基因改造，所以改造后的纤维素酶的较高热稳定性是可遗传的，A错误；对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，B正确；改造纤维素酶同样需构建基因表达载体，C错误；对纤维素酶的改造是通过改造控制合成纤维素酶的基因来实现的，D错误。 20.下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法不正确的是(　　) A.a、b过程分别是转录、翻译 B.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作 C.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术 D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因 答案　C 解析　a过程是以DNA的一条链为模板合成mRNA的转录过程，b过程是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的翻译过程，A正确；蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因改造或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需求，因此蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作，B正确；蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，C错误；蛋白质工程中，可能根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因，D正确。 二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。 21．苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍；将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列有关叙述错误的是(　　) A．对Cry蛋白的改造是通过直接替换Cry蛋白中的氨基酸来实现的 B．Cry蛋白的毒性提高了3～7倍的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构 C．改造Cry蛋白应从Cry蛋白基因的脱氧核苷酸序列出发设计其特有的结构 D．使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中需要使用限制酶和DNA连接酶 答案　AC 解析　对Cry蛋白的改造是通过改造Cry蛋白的相关基因来实现的，A错误；改造Cry蛋白应从Cry蛋白的预期功能出发设计其特有的结构，并改造或合成相关基因，C错误。 22．染色质是由一定长度的核小体为基本单位构成的。将大鼠肝细胞中分离出的染色质用非特异性核酸酶水解后去除染色质蛋白，对得到的DNA片段进行凝胶电泳，结果如图所示。若先将染色质中的蛋白质去掉，后用同样的非特异性核酸酶处理，则得到长度随机的DNA片段。据此分析，下列有关叙述错误的是(　　) A．凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来 B．染色质中的蛋白质可能对DNA具有保护作用 C．构成核小体的基本单位是脱氧核糖核苷酸 D．当DNA分子处于不同构象时，其在琼脂糖凝胶中的移动速率是一样的 答案　CD 解析　染色质用核酸酶处理后，得到的是部分水解的染色质，但若先将染色质中的蛋白质去掉后，用同样的核酸酶处理，则得到长度随机的DNA片段，说明染色质中的蛋白质可能对DNA具有保护作用，B正确；染色质是由一定长度的核小体为基本单位构成的，核小体的组成成分是蛋白质和DNA，其基本单位是脱氧核苷酸和氨基酸，C错误；在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，故当DNA分子处于不同构象时，其在琼脂糖凝胶中的移动速率是不一样的，D错误。 23．为了解转基因烟草对生态环境的影响，研究人员以TMV—cp烟草品种NC89为实验材料，对转基因烟草外源基因TMV—cp漂移到杂草上的可能性进行了研究。研究人员随机选取了5株NC89烟草，并在NC89烟草株系及周边随机选取各种杂草，提取DNA，根据TMV—cp基因设计引物进行PCR扩增，电泳结果如图。 注：1为阳性对照，2为空白(阴性)对照，3～7为NC89烟草样品，8～18表示杂草样品。 下列相关叙述错误的是(　　) A．设置空白对照是为排除实验操作等对结果的影响 B．电泳结果表明TMV—cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在 C．电泳结果表明烟草中TMV—cp基因漂移至周边杂草 D．将TMV—cp基因转入其他植物时不需要经过安全性评价 答案　CD 解析　为了排除实验操作等对结果的影响，需要设置空白对照，A正确；由电泳结果可知，TMV—cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在，B正确；8～18表示杂草样品，都没有出现TMV—cp基因条带，则烟草中TMV—cp基因没有漂移至周边杂草，C错误；将TMV—cp基因转入其他植物时需要经过安全性评价，D错误。 24．2018年11月，世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿诞生。这项研究用到了能够精确定位并修饰基因的基因编辑技术，即基因编辑时用约为头发二十分之一细的针把Cas9蛋白和特定的RNA引导序列注入受精卵中，对CCR5基因进行修改，预期婴儿出生后能天然抵抗人类免疫缺陷病毒。关于该技术的安全性问题，下列说法错误的是(　　) A．基因编辑时，引导序列可能发生变异，导致剪切错误，造成不可预知的后果 B．经过基因编辑的个体，有可能影响基因选择性表达，而导致其他疾病的产生 C．将基因编辑技术应用于治疗性克隆，不符合人类伦理道德 D．只要加强监管、完善法律法规、完善技术手段，不需担心基因编辑技术的安全性 答案　CD 解析　基因编辑时的引导序列是RNA，RNA的碱基序列改变可能导致识别错误，导致剪切错误，造成不可预知的后果，A正确；基因编辑后，基因的序列发生改变，基因的表达具有选择性，可能会受到影响，基因选择性表达受干扰后，容易导致某些疾病的产生，B正确；生殖性克隆不符合人类伦理道德，治疗性克隆符合人类伦理道德，将基因编辑技术应用于治疗性克隆，符合人类伦理道德，C错误；可以加强监管、完善法律法规、完善技术手段，但基因编辑技术仍存在一定的安全性问题，D错误。 25．下列应用实例中，涉及生物技术安全性与伦理问题的是(　　) A．利用基因编辑技术获得身体健康和智力超群的“完美婴儿” B．利用克隆人解决不孕不育患者的生育难题 C．利用人体的胚胎干细胞治疗阿尔茨海默症 D．利用自己出生时保留的脐带血治疗白血病 答案　ABC 解析　利用基因编辑技术获得身体健康和智力超群的“完美婴儿”，已经涉及新生命的诞生，会造成生物技术安全与伦理问题，A符合题意；禁止生殖性克隆人，利用克隆人解决不孕不育患者的生育难题存在生物技术安全性与伦理问题，B符合题意；胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，C符合题意；利用自己出生时保留的脐带血治疗白血病，属于治疗性克隆，不涉及生物技术安全性与伦理问题，D不符合题意。 三、非选择题 26．基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧业、医药卫生领域和食品工业等方面展示出广阔的前景。如图是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图，请回答下列问题： (1)若要构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体______细胞中获取总RNA，通过逆转录获得cDNA，再经PCR后获得抗利尿激素基因。与人体细胞中的基因相比，该方法获取的抗利尿激素基因不具有______________________等组件。 (2)通过PCR技术可扩增目的基因，PCR的每次循环一般可以分为______________三步。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，需要消耗______个引物。一般通过________________来鉴定PCR的产物。 (3)图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子，RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向是____________________。已知目的基因转录的模板链b链，箭头处是限制酶的切点(Nco Ⅰ：5′－C↓CATGG－3′；Nhe Ⅰ：5′－G↓GATCC－3′)，目的基因无法与载体A连接，为了使目的基因成功表达，需要在目的基因两侧加接末端，b链处加接末端5′－____________。 (4)构建小鼠乳腺生物反应器时，科研人员需要将抗利尿激素基因与小鼠乳腺蛋白基因启动子重组在一起，目的是______________________________________。膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比，具有的显著优势在于不受转基因动物的______和______的限制，而且从尿液中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。 答案　(1)下丘脑　启动子、终止子和内含子 (2)变性、复性、延伸　2n－1　琼脂糖凝胶电泳　(3)3′→5′　GATC　(4)使抗利尿激素基因在小鼠的乳腺中表达　性别　年龄 解析　(1)人抗利尿激素是由人体下丘脑细胞合成分泌的，若利用图示流程构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体下丘脑细胞中获取总RNA，通过逆转录获得cDNA，再经PCR后获得抗利尿激素基因。由于成熟的mRNA只有编码区，是转录后经剪接等过程形成的，故与人体细胞中的基因相比，该方法获取的抗利尿激素基因不具有的结构是启动子、终止子和内含子。(3)转录时以DNA的一条链为模板合成RNA，RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向是3′→5′。图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子，箭头处是限制酶的切点，由图示可知，质粒上有限制酶Nco Ⅰ和Nhe Ⅰ的切割位点，已知目的基因转录的模板链b链，结合图示启动子和终止子的方向可知，b链5′处应加接GATC，即添加的是Nhe Ⅰ切割后的序列。(4)构建小鼠乳腺生物反应器时，科研人员需要将抗利尿激素基因与小鼠乳腺蛋白基因启动子重组在一起，目的是使抗利尿激素基因在小鼠的乳腺中表达；乳腺生物反应器只有雌性个体泌乳期才能制造产物，而膀胱生物反应器的显著优势在于不受转基因动物的性别、年龄的限制，而且正常情况下尿液中没有蛋白质，所以从尿液中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。 27．水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题： (1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是________________，物质b是__________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是______________________。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有_______________、____________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是_____________ ____________________________________________________________________________。 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)氨基酸序列多肽链　mRNA　密码子的简并性　(2)从基因文库中获取目的基因　通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成　DNA半保留复制　(3)种类　提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏　(4)设置4组试管，每组分别加入等量的改造后的水蛭素、用酶甲处理过的水蛭蛋白酶解产物、用酶乙处理过的水蛭蛋白酶解产物、天然水蛭素，加入等量同种动物的新鲜血液，相同条件下观察凝血需要的时间，凝血时间越长，抗凝血活性越高 解析　(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大。水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降。经酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，且差异明显。据此推测两种酶处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度的破坏。(4)抗凝血活性可通过观察凝血时间来确定。为比较不同物质的抗凝血活性差异，可以设计向4组试管中分别加入等量改造后的水蛭素、用酶甲处理过的水蛭蛋白酶解产物、用酶乙处理过的水蛭蛋白酶解产物、天然水蛭素，加入等量的同种动物的新鲜血液，相同条件下观察凝血需要的时间，凝血时间越长，抗凝血活性越高。 28.青蒿素是有效的抗疟药物，但野生黄花蒿青蒿素产量低，为缓解青蒿素供应不足的状况，科学家将tms基因和tmr基因导入黄花蒿的愈伤组织从而获得了黄花蒿的冠瘿组织，实验过程用到的部分结构如下图。请据图回答问题： (1)在构建重组Ti质粒的过程中常使用两种能产生不同黏性末端的限制性内切核酸酶对目的基因和Ti质粒分别进行切割，这样做的好处有______________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)将目的基因导入黄花蒿愈伤组织前，先将目的基因导入农杆菌，农杆菌的作用是___________________________________________________________________。 (3)为了准确鉴别受体细胞中是否含有目的基因并将含有目的基因的细胞筛选出来，所选的Ti质粒至少应包含________种抗生素抗性基因，以便筛选和鉴别。 (4)与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度更快，原因可能是 _______________________。 (5)艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是____________________________ ____________________________________________________________________。 答案　(1)可以避免目的基因和Ti质粒的自身连接成环和反向连接(可使目的基因定向插入Ti质粒) (2)农杆菌可感染植物并将目的基因转移到受体细胞中　(3)2　(4)tms基因和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进了冠瘿组织的生长　(5)DNA可以在同种生物不同个体之间转移 解析　(1)在构建重组Ti质粒的过程中常使用两种能产生不同黏性末端的限制性内切核酸酶对目的基因和Ti质粒分别进行切割，可以避免目的基因和Ti质粒的自身连接成环和反向连接(可使目的基因定向插入Ti质粒)。 (2)将目的基因导入植物细胞时，常用农杆菌转化法，是因为农杆菌可感染植物并将目的基因转移到受体细胞中。 (3)图中插入了2个目的基因，为了准确鉴别受体细胞中是否含有目的基因，并将含有目的基因的细胞筛选出来，所选的Ti质粒至少应包含2种抗生素抗性基因，以便筛选和鉴别。 (4)据Ti质粒图示可知，Ti质粒中的tms基因和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进了冠瘿组织的生长，因此与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度更快。 (5)肺炎链球菌转化实验中，S型菌的DNA进入R型菌中并能表达，说明DNA可以在同种生物不同个体之间转移，为基因工程理论的建立提供了启示。 29.水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题： (1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是________________，物质b是__________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是_______________________________________________。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有______________________、______________________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是__________________。 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的________(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路。 ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 答案　(1)氨基酸序列多肽链　mRNA　密码子的简并　(2)从基因文库中获取目的基因　通过DNA合成仪用化学方法人工合成　DNA半保留复制　(3)种类　提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同　(4)取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，放在适宜条件下静置一段时间，统计三支试管中血液凝固时间 解析　(1)根据蛋白质工程的基本流程，a是氨基酸序列多肽链，b是mRNA。在生产过程中，mRNA可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子具有简并的特性，即一种氨基酸可能有几个对应的密码子，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同。(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取、通过DNA合成仪进行人工合成和利用PCR技术扩增。PCR技术是体外扩增DNA的技术，遵循的基本原理是DNA半保留复制。(3)分析曲线图可知，酶甲、酶乙处理，水解产物中的肽含量都随着酶解时间的延长而逐渐升高，且两种酶作用下差别不大；经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先升高而后保持相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升而后有所下降，且酶甲处理后的产物的抗凝血活性最终高于酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性。据此推测两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是对水蛭蛋白进行酶解时的酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，可以以三种物质作为自变量，分别检测它们的抗凝血活性，故实验设计思路为：取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，放在适宜条件下静置一段时间，观察统计三支试管中血液凝固情况。 30.以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs)，诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)，然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。 (1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用________处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加________等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。 (2)体外获取OSNL的方法有________________(答出1种即可)。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和________等。启动子是________识别和结合的部位，有了它才能驱动____________________________________________________________。 (3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是____________________________。 (4)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是______________________________________。 (5)该实验流程中用到的生物技术有__________________________________________________________(答出2点即可)。 答案　(1)胰蛋白酶、胶原蛋白酶等　血清　(2)基因文库法、PCR技术、人工合成法(任答1种)　终止子　RNA聚合酶　目的基因转录出mRNA，最终表达出所需要的蛋白质　(3)基因的选择性表达　(4)诱导iPS细胞的技术是将已分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)的技术；体细胞核移植技术是将动物一个体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术　 (5)基因工程、动物细胞培养 解析　(1)动物细胞培养时，动物组织剪碎后需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，以便获得单个细胞。使用合成培养基培养动物细胞时，通常需要添加血清等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。(2)体外获取目的基因的方法有多种，如基因文库法、PCR技术、人工合成法。基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等结构，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了启动子才能驱动目的基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。(3)iPGCs细胞是由iPS细胞增殖、分化而来的，两者在形态、结构和功能方面不同的根本原因是基因的选择性表达。(4)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术存在明显的区别，主要表现在诱导iPS细胞的技术是将已分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)的技术；而体细胞核移植技术是将动物一个体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。(5)分析题意可知，该实验流程中用到的生物技术有基因工程、动物细胞培养技术。 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $$ 复习专题四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题 （知高频命题、练能力提升） · 高频命题点01 基因工程的应用 · 高频命题点02 蛋白质工程的原理和应用 · 高频命题点03 生物技术的安全性和伦理 ▉命题点1基因工程的应用 1．如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制备“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。下列说法正确的是(　　) A．“结合”过程需使用限制酶、TaqDNA聚合酶以及DNA连接酶 B．细菌B接种在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌 C．细菌B涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的是只有导入了重组质粒的细菌 D．生长激素基因导入了细菌B，说明“工程菌”制备成功 2．(不定项)基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等多方面的应用发展迅速，如图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两条途径。下列叙述错误的是(　　) A．若某基因是从人的细胞内提取mRNA经逆转录形成的，则该基因中不含启动子序列 B．扩增目的基因时，利用耐高温的DNA聚合酶从引物a、b的3′端进行子链合成 C．导入人血清白蛋白基因的绵羊受体细胞是乳腺细胞 D．利用农杆菌转化法可将含有目的基因的重组质粒整合到植物受体细胞的染色体DNA上 ▉命题点2蛋白质工程的原理和应用 1．人体内的t－PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t－PA会诱发颅内出血，其原因是t－PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术，将t－PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t－PA蛋白，进而显著降低颅内出血。下列叙述错误的是(　　) A．该技术的关键是了解t－PA蛋白基因的分子结构 B．该技术生产改良t－PA蛋白的过程遵循碱基互补配对原则 C．该技术是蛋白质工程 D．该技术的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程 2．蛋白质工程是基因工程的延伸。下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是(　　) A．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状不可以遗传 B．蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体 C．蛋白质工程需要限制酶、DNA连接酶和载体等工具 D．蛋白质工程经常要建立蛋白质高级结构的三维模型 ▉命题点3生物技术的安全性和伦理 1．下列有关转基因生物的叙述，正确的是(　　) A．转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现 B．转基因生物不会对生物多样性构成威胁，也不会影响生态系统的稳定性 C．严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性 D．只要有证据表明某种转基因食品有害，就应全面禁止转基因技术在食品上的应用 2．普通番茄细胞中多聚半乳糖醛酸酶基因(PG基因)控制合成的多聚半乳糖醛酸酶，能使番茄细胞壁破坏而不耐储藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞，使抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合，从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述错误的是(　　) A．PG基因与抗PG基因的区别是基因中的碱基序列不同 B．抗PG基因能阻止PG基因表达的翻译过程，使细胞不能合成PG C．常用显微注射法将抗PG基因表达载体导入番茄体细胞 D．为了避免转基因植物花粉污染周围植物，可将抗PG基因整合到叶绿体DNA上 3．生殖性克隆和治疗性克隆既有相同点，又有本质的区别。下列相关叙述错误的是(　　) A．前者面临伦理问题，后者也会面临伦理问题 B．两者都涉及体细胞核移植技术，都与试管婴儿技术有本质的区别 C．前者为了产生新个体，后者为了治疗疾病 D．生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性 4．将生物技术运用于战争或恐怖活动，后果非常可怕。下列有关生物武器的叙述，错误的是(　　) A．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等 B．人体对利用转基因技术制造的新型致病菌不能产生免疫反应 C．转基因微生物制成的生物武器可能具有目前人类难以预防和治疗的特点 D．经过基因重组的生物武器可能使受害国居民感染而施放者不易感染 一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。 1．如图是蛋白质工程中改造目的基因的一种技术路线。S1核酸酶可以去除双链DNA突出的单链区；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3′末端逐个水解单核苷酸，可以产生不同长度的5′突出末端。下列叙述错误的是(　　) A．步骤一需使用两种限制酶切割目的基因片段 B．步骤二、三分别使用了S1核酸酶、外切核酸酶Ⅲ C．步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段 D．质粒载体2中目的基因片段N的长度有多种 2．OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR 4个基因分别编码4种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示)，利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是(　　) A．4个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板 B．应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞 C．4个基因都在水稻叶绿体内进行转录、翻译 D．可用抗原—抗体杂交技术检测4种酶在转基因水稻中的表达量 3．中国首例“设计试管婴儿”的父母均为地中海贫血基因的携带者。此前，二人曾育有一女，此女患有重度地中海贫血。为了生一个健康的孩子，用孩子的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植，设计了这个婴儿。下列有关叙述错误的是(　　) A．“设计试管婴儿”和“试管婴儿”均为有性生殖 B．“设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断 C．“设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术 D．“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择，但两者选择的目的不同 4．炭疽杆菌造成感染者死亡率极高的主要原因之一是它能产生两种成分为蛋白质的内毒素。有科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏，该菌仍能产生内毒素。下列对炭疽杆菌的叙述，不正确的是(　　) A．炭疽杆菌合成的内毒素属于代谢产物 B．控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的拟核中 C．如将炭疽杆菌用于军事用途或恐怖活动，则属于生物武器 D．将蜡状杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌需要通过转基因技术 5．下列关于转基因技术的叙述，你认为下列说法欠妥的是(　　) A．转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物 B．若转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响，我们应该摒弃转基因技术 C．科学家必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险并采取相应的防范措施 D．国家必须对转基因作物研究制定相应的法律法规，并进行严格管理与有效控制 6．植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器，是以叶绿体为外源DNA受体的安全性极高的一种转化方式。下列叙述不正确的是(　　) A．构建叶绿体遗传转化体系时，需要的工具酶是限制酶和 DNA连接酶 B．构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达 C．植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散 D．把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中一定含有此目的基因 7．面对转基因产品的安全性问题，下列解决的方法中欠妥的是(　　) A．一旦发现转基因产品出现了安全性问题，要求马上停止实验，并封存转基因产品 B．要求对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋白质 C．对用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用37 ℃以下便会死去的菌株 D．把重组DNA的转移限制在遗传上有缺陷的生物上 8．转基因作物因其具有抗旱、抗寒、抗虫等能力而为粮食缺少的国家所推崇。但是反对者表示：对转基因食物进行的安全性研究都是短期的，无法有效评估人类进食转基因食物几十年后或更久以后的风险。请用已学过的知识判断，下列叙述错误的是(　　) A．转基因作物的基因可能传播到野生植物体内，造成基因污染 B．食用转基因食品时，食品中的基因会整合到人的基因组中 C．转入抗虫基因的植物，有可能会导致昆虫群体抗性基因频率增加 D．即使转基因植物的外源基因来源于自然界，也仍然存在安全性问题 9．当面对日常生活中与转基因技术有关的话题时，我们需要理性地表明观点和参与讨论。下列叙述错误的是(　　) A．在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题 B．转基因食品风险评估时需要考虑目的基因和标记基因的安全性问题 C．商家不应该利用公众对转基因食品“恐惧”的心理，把“非转基因”作为推销的噱头 D．转基因技术将不同生物的DNA进行转移和重组之后，就会创造出新物种 10．“治疗性克隆”可用胚胎干细胞克隆出人体不同的组织、细胞，以用于医学研究和治疗。下列相关叙述错误的是(　　) A．治疗性克隆虽然用于治疗疾病，但是也涉及伦理问题 B．治疗性克隆可解决器官移植时供体器官不足和免疫排斥问题 C．用病人的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆 D．我国政府不赞成、不允许、不接受任何治疗性克隆人实验 11．下列关于“试管婴儿”“设计试管婴儿”技术及安全伦理的叙述，不正确的是(　　) A．“试管婴儿”“设计试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理都是有性生殖 B．“试管婴儿”“设计试管婴儿”技术对人类的作用是相同的 C．“设计试管婴儿”形成的胚胎需遗传学诊断后植入母体孕育 D．不符合遗传要求的胚胎如何处理会引起道德伦理之争 12．嵌合病毒是一种基因工程重组病毒，在制备技术上并不存在太大问题，但作为重组病毒，在安全性上还是有一定的风险。在自然条件下，病毒之间自发产生重组，可能获得一些意想不到的新型病毒，它比母株毒性更强，对生物体更具有威胁性。下列相关叙述错误的是(　　) A．嵌合病毒的性状可由受体病毒和供体病毒的遗传物质共同控制 B．若将嵌合病毒制成生物武器，则可能具有人类难以预防的特点 C．若将嵌合病毒制成生物武器，则可能具有感染特定人群的特点 D．对于入侵机体的嵌合病毒，人体可能无法识别，致使其危害极大 13．2022年12月16日，《禁止生物武器公约》第九次审议大会在日内瓦闭幕。此次审议大会及其成果标志着全球生物安全治理取得重要进展。下列关于生物武器的叙述，错误的是(　　) A．相对于常规武器、核武器和化学武器等，生物武器最大的特点是携带和投放简单 B．生物武器对人的危害不仅有身体上的，还有心理上的 C．中国坚决支持禁止生物武器的主张，奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策，并反对生物武器的扩散 D．现代生物武器的防护，主要包括预警体系、防控体系和疫苗库 14．生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，会引起人们对它安全性的关注，也会带来新的伦理困惑与挑战。下列相关说法正确的是(　　) A．针对转基因技术，我国一贯坚持在研究上要“小心谨慎、稳健实施” B．目前，克隆技术已十分成熟，可以保证生殖性克隆人在技术上安全高效 C．生物武器是指天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌等致病微生物 D．“设计试管婴儿”可以有目的地改造特定基因，特定情况下可用于治疗疾病 15．下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是(　　) A．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 B．生物武器难以检测，用其进行杀伤时可能并不会被马上察觉 C．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 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 16．下列有关生物技术安全性的叙述错误的是(　　) A．科学家将玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，阻断淀粉储藏使花粉失去活性而防止转基因花粉的传播，达到防止基因污染的目的 B．中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 C．生物武器具有致病能力强、攻击范围广的特点 D．利用设计试管婴儿技术，解决不孕不育夫妇的生育问题 17.利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是(　　) A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体 B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代 C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶 18.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是(　　) A.人体移植器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题 B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似 C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D.无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因 19.纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的相应氨基酸替换后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法，正确的是(　　) A.改造后的纤维素酶的较高热稳定性不可遗传 B.对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础 C.改造纤维素酶无需构建基因表达载体 D.对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的 20.下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法不正确的是(　　) A.a、b过程分别是转录、翻译 B.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作 C.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术 D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因 二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。 21．苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍；将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列有关叙述错误的是(　　) A．对Cry蛋白的改造是通过直接替换Cry蛋白中的氨基酸来实现的 B．Cry蛋白的毒性提高了3～7倍的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构 C．改造Cry蛋白应从Cry蛋白基因的脱氧核苷酸序列出发设计其特有的结构 D．使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中需要使用限制酶和DNA连接酶 22．染色质是由一定长度的核小体为基本单位构成的。将大鼠肝细胞中分离出的染色质用非特异性核酸酶水解后去除染色质蛋白，对得到的DNA片段进行凝胶电泳，结果如图所示。若先将染色质中的蛋白质去掉，后用同样的非特异性核酸酶处理，则得到长度随机的DNA片段。据此分析，下列有关叙述错误的是(　　) A．凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来 B．染色质中的蛋白质可能对DNA具有保护作用 C．构成核小体的基本单位是脱氧核糖核苷酸 D．当DNA分子处于不同构象时，其在琼脂糖凝胶中的移动速率是一样的 23．为了解转基因烟草对生态环境的影响，研究人员以TMV—cp烟草品种NC89为实验材料，对转基因烟草外源基因TMV—cp漂移到杂草上的可能性进行了研究。研究人员随机选取了5株NC89烟草，并在NC89烟草株系及周边随机选取各种杂草，提取DNA，根据TMV—cp基因设计引物进行PCR扩增，电泳结果如图。 注：1为阳性对照，2为空白(阴性)对照，3～7为NC89烟草样品，8～18表示杂草样品。 下列相关叙述错误的是(　　) A．设置空白对照是为排除实验操作等对结果的影响 B．电泳结果表明TMV—cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在 C．电泳结果表明烟草中TMV—cp基因漂移至周边杂草 D．将TMV—cp基因转入其他植物时不需要经过安全性评价 24．2018年11月，世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿诞生。这项研究用到了能够精确定位并修饰基因的基因编辑技术，即基因编辑时用约为头发二十分之一细的针把Cas9蛋白和特定的RNA引导序列注入受精卵中，对CCR5基因进行修改，预期婴儿出生后能天然抵抗人类免疫缺陷病毒。关于该技术的安全性问题，下列说法错误的是(　　) A．基因编辑时，引导序列可能发生变异，导致剪切错误，造成不可预知的后果 B．经过基因编辑的个体，有可能影响基因选择性表达，而导致其他疾病的产生 C．将基因编辑技术应用于治疗性克隆，不符合人类伦理道德 D．只要加强监管、完善法律法规、完善技术手段，不需担心基因编辑技术的安全性 25．下列应用实例中，涉及生物技术安全性与伦理问题的是(　　) A．利用基因编辑技术获得身体健康和智力超群的“完美婴儿” B．利用克隆人解决不孕不育患者的生育难题 C．利用人体的胚胎干细胞治疗阿尔茨海默症 D．利用自己出生时保留的脐带血治疗白血病 三、非选择题 26．基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧业、医药卫生领域和食品工业等方面展示出广阔的前景。如图是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图，请回答下列问题： (1)若要构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体______细胞中获取总RNA，通过逆转录获得cDNA，再经PCR后获得抗利尿激素基因。与人体细胞中的基因相比，该方法获取的抗利尿激素基因不具有______________________等组件。 (2)通过PCR技术可扩增目的基因，PCR的每次循环一般可以分为______________三步。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，需要消耗______个引物。一般通过________________来鉴定PCR的产物。 (3)图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子，RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向是____________________。已知目的基因转录的模板链b链，箭头处是限制酶的切点(Nco Ⅰ：5′－C↓CATGG－3′；Nhe Ⅰ：5′－G↓GATCC－3′)，目的基因无法与载体A连接，为了使目的基因成功表达，需要在目的基因两侧加接末端，b链处加接末端5′－____________。 (4)构建小鼠乳腺生物反应器时，科研人员需要将抗利尿激素基因与小鼠乳腺蛋白基因启动子重组在一起，目的是______________________________________。膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比，具有的显著优势在于不受转基因动物的______和______的限制，而且从尿液中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。 27．水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题： (1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是________________，物质b是__________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是______________________。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有_______________、____________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是_____________ ____________________________________________________________________________。 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28.青蒿素是有效的抗疟药物，但野生黄花蒿青蒿素产量低，为缓解青蒿素供应不足的状况，科学家将tms基因和tmr基因导入黄花蒿的愈伤组织从而获得了黄花蒿的冠瘿组织，实验过程用到的部分结构如下图。请据图回答问题： (1)在构建重组Ti质粒的过程中常使用两种能产生不同黏性末端的限制性内切核酸酶对目的基因和Ti质粒分别进行切割，这样做的好处有______________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)将目的基因导入黄花蒿愈伤组织前，先将目的基因导入农杆菌，农杆菌的作用是___________________________________________________________________。 (3)为了准确鉴别受体细胞中是否含有目的基因并将含有目的基因的细胞筛选出来，所选的Ti质粒至少应包含________种抗生素抗性基因，以便筛选和鉴别。 (4)与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度更快，原因可能是 _______________________。 (5)艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是____________________________ ____________________________________________________________________。 29.水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题： (1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是________________，物质b是__________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是_______________________________________________。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有______________________、______________________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是__________________。 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的________(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路。 ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 30.以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs)，诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)，然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。 (1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用________处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加________等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。 (2)体外获取OSNL的方法有________________(答出1种即可)。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和________等。启动子是________识别和结合的部位，有了它才能驱动____________________________________________________________。 (3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是____________________________。 (4)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是______________________________________。 (5)该实验流程中用到的生物技术有__________________________________________________________(答出2点即可)。 8 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $$