63 选择性必修3 第九单元 第53讲 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习课件（人教版）

第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 选择性必修3　生物技术与工程 第九单元　生物技术与工程 课标要求 1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。　2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。　3.概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。　4.转基因产品的安全性引发社会的广泛关注。　5.世界范围内应全面禁止生物武器。　6.中国禁止生殖性克隆人。 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 考点1　基因工程的应用 一、基因工程在农牧业方面的应用 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 3 1．(选择性必修3 P88“正文”)野外种植转基因抗A害虫植物的同时，还种植一定量的同种不抗虫植物，可降低抗性害虫在整个害虫种群中所占比例的增加速率，其原因是___________________________ _________________________________。 种植一定量的同种不抗虫植 物，对抗性害虫的选择作用减弱 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 二、基因工程在医药卫生领域的应用 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 2．(选择性必修3 P90“正文”)利用转基因技术获得的已整合药用蛋白基因的转基因小鼠分泌的乳汁中检测不到药用蛋白，其可能的原因是_______________________________________。 药用蛋白基因没有转录或翻译 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 三、基因工程在食品工业方面的应用 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 1．转基因抗病农作物不需要使用农药。(　 　) 提示：转基因抗病农作物减少了农药的使用。 2．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物。(　 　) 3．利用基因工程技术，将人胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同。(　 　) 提示：大肠杆菌属于原核生物，无内质网和高尔基体对核糖体产生的肽链进行加工，故表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不同。 × √ × 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 4．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵作为受体。(　 　) 提示：受体细胞也可以是植物的体细胞。 5．乳腺生物反应器是将药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。 (　 　) 提示：应将药用蛋白基因导入动物的受精卵中。 × × 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质，将甜蛋白基因导入番茄可提高番茄甜味，改善果实品质，获得超甜植株。下图是甜蛋白基因和Ti质粒上限制酶酶切位点示意图。 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (1)利用转基因技术获得超甜番茄的核心步骤是构建基因表达载体，该过程需要选择______________________限制酶切割甜蛋白基因。 (2)为了保证甜蛋白基因能够在番茄细胞中表达，应将Ti质粒上的启动子替换为_____________________________________________。 (3)若得到的超甜番茄体细胞中导入的是2个甜蛋白基因，则让其自交，若子代表型及比例为__________________________________，说明2个甜蛋白基因插入了两对同源染色体上(含有1个和2个甜蛋白基因的番茄甜味相同)。 (4)若在被农杆菌感染成功的番茄细胞中检测到了甜蛋白基因，但没有检测到甜蛋白，分析其原因可能是__________________________ _________________________。 XbaⅠ和HindⅢ 番茄细胞中能表达的基因的启动子 超甜番茄∶普通番茄＝15∶1 该基因没有转录或转录后 没有翻译成功 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 1．(2024·江西卷)γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA，构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是(　　) 基因工程的应用 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B．E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能 C．E.coliA和E.coliB都能高效降解γ-氨基丁酸 D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒 √ 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 A　[由题图可知，从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB，然后利用PCR技术扩增目的基因，A正确；由题意可知，用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一，E.coliB中能表达L-谷氨酸脱羧酶(GadB)，因此可用E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸，该过程中L-谷氨酸钠的作用不是供能，而是作为反应底物，B错误；E.coliA中没有L-谷氨酸脱羧酶(GadB)，因而不能降解L-谷氨酸，而E.coliB中含有该酶的基因，因而能高效降解L-谷氨酸，生产γ-氨基丁酸，C错误；题图中质粒下方括号内虽备注含多克隆位点，但限制酶的选择需要考虑多重条件，如确保目的基因不被限制酶破坏、切割位点应位于启动子和终止子之间等，故根据题干信息，无法推断是否有其他酶能替代NcoⅠ和KpnⅠ，D错误。] 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 2．(2024·广东卷)驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图一)。 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的__________________(答两点)等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和BC膜的复合物)。 (2)研究者利用T7噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b)。构建载体时，选用了通用型启动子PBAD(被工程菌RNA聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为____________________，理由是_______________________________ _________________________________________________________。 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为___________________(答两点)。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是___________________________________________。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路：_____________________________________。 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 解析：(1)培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。(2)由题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，使无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图二b，蓝光处理后，RNA聚合酶(T7RNAP)识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达。综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 PT7、PBAD和PBAD。(3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，抗生素具有抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株的作用。(4)由(2)分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。(5)由(2)分析可知，根据题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，若希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶。 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 答案：(1)碳源、氮源　 (2)PT7、PBAD和PBAD　基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达　(3)抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株　(4)该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素　(5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因 导入方式 显微注射法 Ca2＋处理法 生产条件 不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大 需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 考点1 考点2 课时分层作业 真题感悟 明确考向 考点3 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 考点2　蛋白质工程 一、蛋白质工程的概念 1．基础：蛋白质分子的____________及其与____________的关系。 2．手段：改造或合成基因。 3．结果：对现有蛋白质进行改造或制造出_______________。 结构规律 生物功能 新的蛋白质 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 24 二、蛋白质工程的基本流程 写出流程图中字母代表的含义： A.______，B.______，C.____________，D._________， E.____________。 转录 翻译 分子设计 多肽链 预期功能 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 三、蛋白质工程与基因工程的异同 1．区别 项目 蛋白质工程 基因工程 基本思 路或 过程 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因 目的基因的筛选与获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 项目 蛋白质工程 基因工程 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型和生物产品 结果 可生产_______________ ____________ 只能生产_____________________ 2.联系 (1)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。 (2)基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。 自然界没有 的蛋白质 自然界已有的蛋白质 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (选择性必修3 P94“图3-17”)对天然蛋白质进行改造，应该直接 对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？原因是 什么？ 通过对基因的操作来实现。基因能控制蛋白质的合成，改造了基因即对蛋白质进行了改造，且基因能遗传给下一代。 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 四、蛋白质工程的应用 1．医药工业方面：研发药物，如延长干扰素的保存时间；降低小鼠单克隆抗体诱发免疫反应的强度。 2．其他工业方面：改进___的性能或开发新的____________。 3．农业方面：通过改造某些_________________________，增加粮食的产量；改造微生物__________________，设计优良微生物农药，防治病虫害。 酶 工业用酶 参与调控光合作用的酶 蛋白质的结构 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 1．蛋白质工程常借助计算机建立蛋白质的三维结构模型。(　 　) 2．对蛋白质的结构设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成。(　 　) 3．基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。(　 　) 4．蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。(　 　) 5．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。(　 　) 提示：蛋白质工程需改变蛋白质分子的少数氨基酸序列。 √ √ √ √ × 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 通过对Bt抗虫蛋白的三维结构图及氨基酸序列进行分析，发现若该蛋白质结构中一段由14个氨基酸组成的螺旋结构缺失，结构变化后的Bt抗虫蛋白能使棉铃虫具有更高的死亡率。若要根据蛋白质工程的原理设计实验对Bt抗虫蛋白进行改造，以提高其致死率，写出其实验设计思路。 实验设计思路：参照密码子表，找到合成该14个氨基酸的碱基对序列所在的基因位置，将这些碱基对序列进行缺失处理。 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 1．(2025·江西适应性测试)萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程(又称为第二代基因工程)对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是(　　) A．通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列 B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子 C．可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质 D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能 蛋白质工程及应用 √ 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 D　[通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变，基因突变通常是不定向的，A错误；改造天然荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子，启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置，B错误；PCR 方法主要用于检测DNA的存在或目的基因是否转录出mRNA，检测目的基因是否翻译出蛋白质的方法为抗原—抗体杂交法，C错误；改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能，D正确。] 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 2．(2024·天津卷)胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素生产—胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是(　　) A．动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞 B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料 C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子 D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物 √ 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 C　[胰岛素在动物体内由胰岛B细胞合成后，经过胞吐作用释放出细胞，A正确；胰岛素属于蛋白质类激素，所以化学合成胰岛素的原料是氨基酸，B正确；用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需要使用不同的启动子，因为两者属于不同的表达系统，大肠杆菌是原核生物表达系统，而乳腺生物反应器属于真核生物表达系统，启动子要求不同，C错误；利用蛋白质工程技术可以对胰岛素基因进行改造，生产出具有不同作用特性的胰岛素类似物，包括速效胰岛素，D正确。] 考点2 考点1 考点3 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 考点3　生物技术的安全性与伦理问题 一、转基因成果 领域 成果 微生物 方面 ①减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的____________ ②构建高产、优质的基因工程菌来生产氨基酸 ③用基因工程菌生产药物 转基因动物方面 ①培育___________、________________的转基因家禽、家畜 ②培育抵抗相应病毒的动物新品种 ③建立某些人类疾病的转基因动物模型 转基因植物方面 培育具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物 发酵周期 生长迅速 营养品质优良 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 36 1．(选择性必修3 P102“相关信息”)将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，可以防止转基因花粉传播的原因是____________________________________________________________________________________。 由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 二、对转基因产品安全性的争论 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 三、理性看待转基因技术 1．理性看待转基因技术的前提 (1)清晰地了解转基因技术的______和______规程。 (2)看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和______等因素的影响。 (3)要靠______的证据和______的逻辑进行思考和辩论。 2．我国对转基因技术的态度 (1)研究上要______，坚持自主创新。 (2)推广上要______，做到确保安全。 (3)管理上要______，坚持依法监管。 原理 操作 文化 确凿 严谨 大胆 慎重 严格 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 3．我国相关部门制定了一系列的政策、法规并成立相关机构 (1)维护了消费者对转基因产品的_________和_________。 (2)保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的_________。 (3)为保障农业转基因生物安全提供重要的技术支撑。 四、关注生殖性克隆人 1．生殖性克隆：指通过______技术产生独立生存的新个体。 2．治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。 知情权 选择性 安全性 克隆 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 3．我国_________、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。 4．比较试管婴儿和“设计试管婴儿” (1)试管婴儿和“设计试管婴儿”过程(如图所示) 不赞成 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (2)试管婴儿和“设计试管婴儿”的异同点 项目 试管婴儿 设计试管婴儿 不同点 技术手段 无须进行遗传学诊断 进行遗传学诊断 应用 主要解决不孕夫妇的生育问题 主要用于白血病、贫血症等遗传疾病的预防及治疗 相同点 二者都是____________、体外进行早期胚胎培养，再经过____________，从生殖方式上来看都为____________ 体外受精 胚胎移植 有性生殖 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 2．(选择性必修3 P108“正文”)我国科学家用4种小分子化合物诱导小鼠的成纤维细胞转变成了iPS细胞，这种诱导方法与转入转录因子诱导产生iPS细胞相比，其优点是____________________________ ____________________________。 避免了转入转录因子诱导iPS 细胞可能带来的致癌风险 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 五、禁止生物武器 1．种类：致病菌类、_________、生化毒剂类等。 2．中国政府的态度：在任何情况下_____________________、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 病毒类 不发展、不生产 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 1．转基因技术已被用于减少啤酒酵母双乙酰的生成。(　 　) 2．理性看待转基因技术，最重要的是，要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。(　 　) 3．可以运用重组DNA技术进行生殖性克隆人研究。(　 　) 提示：不允许任何人进行生殖性克隆人研究。 4．生物武器仅包括病毒类。(　 　) 提示：生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。 5．提供骨髓中的造血干细胞并不会对婴儿的健康造成损伤。(　 　) 6．克隆动物实验存在流产率高、胎儿畸形率高和出生后死亡率高等问题。(　 　) √ √ × × √ √ 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 科学家运用基因组编辑技术在人类的早期胚胎中修正了与肥厚型心肌病发生相关的基因MYBPC3的突变，使胚胎携带正常MYBPC3基因的概率提高了20%左右。你认为该不该允许对人类胚胎进行基因组编辑的相关研究？请说出你的理由。 不允许。由于目前该技术存在一系列安全风险和伦理问题，如可能会出现“设计婴儿”“基因脱靶”问题，导入基因与细胞内原有基因相互作用的问题，病毒基因植入问题，因此应禁止对人类胚胎进行基因组编辑的相关研究。 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 1．(2023·北京卷)抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是(　　) A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带 1 生物技术的安全问题 √ 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 B　[在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，则常规种子长成的普通植株能为敏感性棉铃虫个体提供生存空间，增加与抗性棉铃虫的竞争，避免抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，A不符合题意；大面积种植转基因作物并使用杀虫剂会导致害虫大量死亡，抗性基因频率会越来越高，因为能生存的害虫大多数都具有抗性基因，B符合题意；转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植也会减少转基因作物的数量，减少对害虫的杀伤力，C不符合题意；转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带会使一部分害虫体内的非抗性基因保留下来，不至于抗性基因越来越高，D不符合题意。] 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 2．(2025·安徽适应性测试)依据《中华人民共和国生物安全法》，生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是(　　) A．高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动 B．生物技术可广泛应用在人类自身基因组改造和新物种创造中 C．外来入侵物种可能增加本土食物来源却给自然生态造成破坏 D．动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强 √ 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 B　[高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动，防止造成致病性微生物外泄，造成污染，危害生物健康，A正确；生物技术可应用在新物种创造中，但对人类自身基因组改造到目前还存在相应的问题，难以实现，B错误；外来入侵物种可能增加本土食物来源，但如果缺乏天敌会造成自然生态破坏，C正确；长期使用抗生素，必然产生残留，而残留在动物饲料中的抗生素，会随着食物链进入人体引发微生物的耐药性增强，D正确。] 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 3．(2024·浙江1月选考)关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是(　　) A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产 C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产 D　[试管动物的培育属于胚胎工程范畴，没有禁止，A不符合题意；我国目前不反对转基因食品的生产，B不符合题意；中国政府禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆，C不符合题意；生物武器致病能力强、攻击范围广，世界范围内应全面禁止生物武器，D符合题意。] √ 2 生物技术的伦理问题 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 4．(2025·深圳模拟)生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列相关叙述正确的是(　　) A．某些转基因食品中的DNA会与人体细胞的DNA发生基因重组 B．将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物，可防止转基因花粉的传播 C．生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞 D．试管婴儿必须应用的技术有体外受精、植入前的遗传编辑和胚胎移植等 √ 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 B　[一般转基因食品中的DNA不会与人体细胞的DNA发生基因重组，A错误；将α-淀粉酶基因与目的基因转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏而使花粉失活，因此可以防止转基因花粉的传播，B正确；生殖性克隆是通过克隆技术产生独立生存的新个体，C错误；对人类胚胎进行遗传编辑存在安全性和伦理问题以及严格的法律限制，故试管婴儿不需要进行植入前的遗传编辑，D错误。] 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 考点3 考点1 考点2 真题感悟 明确考向 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 真题感悟　明确考向 1．(2023·浙江1月选考)以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是(　　) A．试管婴儿技术应全面禁止 B．治疗性克隆不需要监控和审查 C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 √ 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 55 D　[试管婴儿是被允许的，A错误；治疗性克隆需要监控和审查，B错误；生殖性克隆存在伦理道德方面的风险，C错误；我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，D正确。] 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 2．(2024·福建卷)病毒感染初期，机体会分泌干扰素并作用于细胞受体IFNAR来应对感染。麻疹是由麻疹病毒感染引起的急性传染病。已知人白细胞分化抗原46(hCD46)是麻疹病毒入侵细胞的主要受体，小鼠没有该受体，科研人员构建hCD46转基因小鼠用于相关研究，部分流程如图所示。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 回答下列问题： (1)利用PCR技术获取目的基因hCD46，复性温度下发生的扩增过程是________________________________________。 (2)将hCD46接入质粒应选用的限制酶组合是__________________。为提高转基因效率，同时避免标记基因进入胚胎体内，应选用________________限制酶组合将重组质粒变为线性DNA。 (3)为获取大量胚胎用于移植，可用激素处理小鼠a，使其____________。将胚胎移植到小鼠c的子宫中，应选用桑葚胚的原因是__________________。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (4)利用PCR技术对子代小鼠进行hCD46基因检测，应设置不加DNA模板的对照组，目的是____________________________。 (5)若能进一步构建既表达hCD46受体又敲除IFNAR基因的小鼠，则该小鼠对麻疹病毒具有高易感性，原因是______________________ ___________________________________________________________ _________________________________________________________。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 解析：(1)利用PCR技术获取目的基因hCD46时，复性温度下发生的变化是两种引物分别与解开的两条模板链进行碱基互补配对，为子链的延伸做准备，即表现为两种引物分别与hCD46基因的两条模板链结合。(2)结合题图可知，质粒中以及目的基因的两端含有限制酶EcoRⅠ和NotⅠ的识别序列，且这两个序列位于启动子和终止子之间，因此，将hCD46接入质粒应选用的限制酶组合是EcoRⅠ和NotⅠ。为提高转基因效率，同时避免标记基因进入胚胎体内，应选用AgeⅠ和HindⅢ限制酶组合将重组质粒变为线性DNA，因为这两种限制酶可以将重组质粒分为含目的基因的片段(含启动子和终止子)和含有标记基因的片段。(3)为获取大量胚胎用于移植，可用激 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 素处理小鼠a，使其超数排卵，为获取大量的供体胚胎做准备。将胚胎移植到小鼠c的子宫中，通常选用桑葚胚的原因是桑葚胚易于在小鼠子宫着床，进而可以提高胚胎的存活率。(4)利用PCR技术对子代小鼠进行hCD46基因检测，应设置不加DNA模板的对照组作为空白对照，这样可以排除PCR体系中外源DNA的污染，提高实验结果的可信度。(5)若能进一步构建既表达hCD46受体又敲除IFNAR基因的小鼠，则该转基因小鼠能被麻疹病毒感染，机体会分泌干扰素，但转基因小鼠的干扰素受体基因无法表达，干扰素无法与相应的受体结合，因而干扰素无法起作用，因此，该小鼠对麻疹病毒具有高易感性。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 答案：(1)两种引物分别与hCD46基因的两条模板链结合　(2)EcoRⅠ和NotⅠ　AgeⅠ和HindⅢ　 (3)超数排卵　桑葚胚易于在小鼠子宫着床　(4)排除PCR体系中外源DNA的污染　(5)该小鼠能被麻疹病毒感染，且干扰素无法作用于IFNAR以应对感染 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 3．(2024·黑吉辽卷)将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒(辅助T-DNA转移)和不含有Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题： 注：F1～F3，R1～R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (1)从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是_________________________________________________________。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是________________________________________________。 (2)本操作中获取目的基因的方法是_____________和_____________。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (3)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是_______________________，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是_________________________________________________________。 (4)根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用_______________基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。 (5)为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是____________和____________。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (6)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是__________。 A．通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞 B．将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达 C．将1～1 362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列 D．用1～1 362合成基因序列和1 363～1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 解析：(1)从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是水解蛋白质，使得DNA与蛋白质分离。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是溶解蛋白质等物质，析出不溶于酒精的DNA。(2)本操作中获取目的基因的方法是人工合成和PCR技术扩增。(3)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是RNA聚合酶识别并结合的部位，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是增强RNA聚合酶与启动子结合，提高转录水平。(4)结合基因表达载体的示意图，根据题图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用HygBR基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。(5)为检 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是F3和R2。(6)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，以满足人类生产和生活的需求，本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是将1～1 362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列、用1～1 362合成基因序列和1 363～1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白，故A、B不符合题意，C、D符合题意。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 答案：(1)水解蛋白质，使得DNA与蛋白质分离　溶解蛋白质等物质，析出不溶于酒精的DNA　(2)PCR技术扩增　人工合成　(3)RNA聚合酶识别并结合的部位　增强RNA聚合酶与启动子结合，提高转录水平　(4)HygBR　(5)F3　R2　(6)CD 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 4．(2024·河北卷)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题： (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为___________________________启动子。Nos为终止子，其作用为_____________________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶_______________和_______________对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (2)利用_______________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测________________________，通过_______________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。 (3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为_________。选择纯合体进行后续研究的原因是_________________________ ________________________________。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 (4)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果， 对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。 检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特 异应答的CD8＋T细胞(细胞毒性T细胞)水平， 结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫 苗能够成功激活鸡的_______________免疫和_____________免疫。 (5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是_____________ ___________________________________________(答出两点即可)。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 解析：(1)利用水稻细胞培育仅在水稻胚乳细胞表达r2HN的生物反应器，所用GtP应为水稻胚乳细胞中特异表达的基因的启动子。Nos为终止子，终止子可以终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。KpnⅠ破坏了启动子序列不能选用，SacⅠ位于终止子序列之外不能选用，故为了将目的基因插入载体的启动子和终止子之间，需要用限制酶HindⅢ和EcoRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切。(2)获得水稻愈伤组织后，通过农杆菌的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测转录的r2HN mRNA，可从转基因水稻中提取蛋白质，用相应的抗体 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出r2HN蛋白。(3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。单一位点插入目的基因的植株相当于杂合子，杂合子自交，后代含有r2HN基因的纯合子占1/4。由于纯合体自交后代不发生性状分离，具有遗传的稳定性，所以选择纯合体进行后续研究。(4)据题图可知，实验组的抗体水平和CD8＋T细胞水平都比对照组高，说明通过体液免疫产生了抗体，通过细胞免疫产生了细胞毒性T细胞，即r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。(5)通过水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗具有不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高等优点。 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 答案：(1)水稻胚乳细胞中特异表达的基因的　终止转录　HindⅢ　 EcoRⅠ　(2)农杆菌转化　r2HN mRNA　抗原—抗体杂交　(3)1/4　纯合体自交后代不发生性状分离　(4)体液　细胞　(5)不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高 考点1 真题感悟 明确考向 考点2 考点3 课时分层作业 第53讲　基因工程的应用、蛋白质工程及 生物技术的安全性与伦理问题 $$