4.1 转基因产品的安全性（分层作业）生物人教版选择性必修3

4.1 转基因产品的安全性（分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：20 min） 知识点1 转基因成果 1．A 2．C 3．C 4．B 知识点2 对转基因产品安全性的争论和理性看待转基因技术 5．B 6．C 7．B 8．D 二、解答题 9． 【答案】 C 叶绿体DNA和与原核生物DNA结构类似（由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似 合理答案给分） 不遵循 花粉 母本 经济效益 生态效益 循环经济 10． 【答案】 农杆菌 脱分化 黑暗 5'-GTTCCT-3'和5'-ATGGCT-3' 再分化 增加 可有效延缓害虫抗性基因频率增加的速度 同意，叶绿体基因组不能随花粉遗传给下一代 （限时：10min） 一、单选题 1．A 2．B 3．C 4．D 5．C 6．A 7．D 二、解答题 8． 【答案】(1) 基因重组 磷酸二酯键 (2) 抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达 终止转录过程 (3) 抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染 抗除草剂基因没有启动子 (4)分生区细胞分化程度低、分裂能力强 (5) 脱分化 生长素和细胞分裂素 9． 【答案】(1)医药和农牧业生产 (2) 正视 要趋利避害 (3) 法律法规 安全性 (4) 法律意识 道德水平 政治、经济和文化 （限时：8min） 一、单选题 1．B 2．C 3．B 4．A 5．D 二、解答题 6． 【答案】(1)DNA连接酶 (2) 3 G-C之间含三个氢键，该序列中氢键数目较多 (3) 卡那霉素 潮霉素 (4)将EPSPS基因表达的产物引导到叶绿体中，避免目的基因随花粉扩散，防止基因污染 (5) UTR-CTP-EPSPS）序列需要插入PTWGM1的T-DNA序列中 7． 【答案】(1) 一个至多 基因重组 (2) 植物组织培养 植物细胞的全能性 植物分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒 (3)多聚半乳糖醛酸酶基因和导入的目的基因转录分别产生mRNA2和mRNA1，mRNA1和mRNA2发生碱基互补配对，从而阻断了mRNA2的翻译过程，无法产生多聚半乳糖醛酸酶 (4) 不安全或安全 该蛋白酶被人食用后可能影响人体健康等（或该蛋白酶可能抑制人体消化酶的活性，使人因无法进行正常的消化作用而患病）或该蛋白酶与人体消化酶存在一定的结构差异，对人体的消化酶没有影响等（两种答案均可，只要理由能支持自己的观点即可得分） / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 转基因产品的安全性（分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：20 min） 知识点1 转基因成果 1．转基因在微生物方面、动物方面和植物方面的成果令人叹为观止，其中对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得成果最多的领域。不是其原因的是（    ） A．微生物都是原核生物且是单细胞生物 B．微生物繁殖速度快，世代周期短 C．微生物结构简单，容易进行基因工程操作 D．微生物遗传物质少且遗传物质简单 【答案】A 【分析】对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。 【详解】A、酵母菌属于微生物，是单细胞真核生物，A错误； B、微生物结构简单，繁殖速度快，世代周期短，B正确； C、微生物进行基因工程操作容易，C正确； D、微生物遗传物质少且遗传物质简单，D正确。 故选A。 2．下列有关植物基因工程的成果的叙述，正确的是（    ） A．转基因抗虫棉改善了作物品质 B．将毒素蛋白基因直接导入水稻的受精卵，可以得到抗虫水稻；导入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱，抗干旱 C．转入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱，抗干旱 D．植物细胞中没有质粒，所以不能利用质粒作为植物基因工程的载体 【答案】C 【分析】1、运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。 2、环境保护：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染；　　利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 3、医药卫生：基因工程药品的生产，基因诊断与基因治疗。 【详解】A、转基因抗虫棉使得棉花具有了抗虫的能力，没有改善作物的品质，A错误； B、将目的基因导入受体细胞前需要先构建基因表达载体，B错误； C、利用可以调节细胞渗透压的基因，可以提高作物的抗盐碱和抗旱的能力，C正确； D、可以利用质粒作为植物基因工程的载体，D错误。 故选C。 3．下列有关植物基因工程的成果的叙述正确的是 A．转基因抗虫棉改善了作物的品质 B．将毒素蛋白基因直接导入水稻的受精卵，可以得到抗虫水稻 C．转入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱、抗干旱 D．植物细胞中没有质粒，所以不能利用质粒作为植物基因工程的载体 【答案】C 【详解】A、转基因抗虫棉使得棉花具有了抗虫的能力，没有改善作物的品质，A错误； B、将毒素蛋白基因导入水稻的受精卵，需要进行筛选和培养，才可能得到抗虫水稻，B错误； C、利用可以调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗旱的能力，C正确； D、可以利用质粒作为植物基因工程的载体，如植物的农杆菌转化法，将目的基因导入农杆菌，再转入植物细胞，D错误。 故选C。 4．为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是（　　） A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中 B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 D．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比 【答案】B 【分析】受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子（父亲），一半的染色体来自卵细胞（母亲），细胞质主要来自卵细胞。 【详解】A、花粉中的精子在形成过程中，丢掉了大部分的细胞质包括叶绿体，但是卵细胞中含有叶绿体基因组，A错误； B、受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，精子中几乎不含叶绿体基因组，即叶绿体中的目的基因不会通过花粉传递给下一代，将目的基因导入花粉可防止造成环境污染，B正确； C、转基因植物与其他植物基因可以进行交流，不存在生殖隔离，C错误； D、转基因植物相当于杂合子，杂交后代会出现性状分离，D错误。 故选B。 知识点2 对转基因产品安全性的争论和理性看待转基因技术 5．为了防止转基因作物的目的基因，通过花粉转移到自然界中其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因正确的是 A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中 B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．转基因植物与其他植物间存在生殖隔离 D．植物杂交的后代会出现一定的性状分离化 【答案】B 【详解】A、花粉中的精子在形成过程中，丢掉了大部分的细胞质包括叶绿体，但是卵细胞中含有叶绿体基因组，A错误； B、受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，精子中几乎不含叶绿体基因组，即叶绿体中的目的基因不会通过花粉传递给下一代，将目的基因导入花粉可防止造成环境污染，B正确； C、转基因植物与其他植物基因可以进行交流，不存在生殖隔离，C错误； D、因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，后代会表现母系遗传的特征，D错误． 故选B 6．叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因最可能是（    ） A．叶绿体基因组不会进入生殖细胞中 B．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比 C．转基因植物中的细胞质基因与其他植物的基因间不能通过转基因植物的花粉发生基因交流 D．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 【答案】C 【分析】分析题文，将目的基因整合到受体细胞的细胞核中，形成的生殖细胞中含有目的基因，可能通过花粉传播而进入杂草，如将目的基因整合到受体细胞的叶绿体中，形成的精子几乎不含细胞质，则不能通过花粉传播，避免基因污染。 【详解】A、植物叶绿体基因组中的基因控制的性状的遗传为细胞质遗传，叶绿体基因组会进入生殖细胞中，但不能通过花粉转移到自然界中的其他植物中，A错误； B、转基因植物一般是杂合子，则植物杂交的后代会出现3：1的性状分离比，B错误； C、花粉中含有精子，其几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物，C正确； D、转基因植物与其他植物间能通过花粉发生基因交流，没有生殖隔离，D错误。 故选C。 7．生物技术就像“一把双刃剑”：它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列关于生物技术的叙述，错误的是（    ） A．a-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播 B．转基因产品具有优良的品质，实验室培育的转基因产品可直接上市推广 C．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类 D．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面 【答案】B 【分析】生物技术的安全性主要集中在生物安全、食物安全和环境安全三个方面。 【详解】A、由于a-淀粉酶基因会导致花粉败育，故将a-淀粉酶基因和目的基因同时导入转基因植物，可以防止转基因花粉的传播，A正确； B、实验室培育的转基因产品需要经过检测和实验，确认安全才能上市推广，B错误； C、生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，我国坚持不参与、不生产、不储备生物武器，C正确； D、生物武器危害巨大，消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面，D正确。 故选B。 8．矿业生产和农田不当使用化肥会导致重金属镉（Cd）在土壤过度积累。通过基因工程，将酵母液泡镉转运蛋白（YCF1）定位在不育杨树株系的液泡膜上，可获得液泡中富集Cd的转基因杨树。再通过收集杨树的组织器官异地妥善储存等后续处理，可对Cd污染土壤进行修复。将长势一致的野生型和转基因杨树苗栽植在Cd污染土壤中，半年后测定数据如图所示。下列说法错误的是（    ） A．培育转基因不育株系可避免YCF1基因扩散造成基因污染 B．由图1可知转基因植株对Cd污染具有更强的耐受能力 C．对杨树的茎叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效 D．YCF1向液泡内转运镉离子过程不需要消耗细胞代谢释放的能量 【答案】D 【分析】由图1可知，与野生型比，转基因植株的干重更大，故转基因植株对Cd具有更强的耐性，据图2可知，叶片中的Cd含量是最高的，故后续对转基因植株的叶进行处理是缓解土壤Cd污染最为方便有效的方法。 【详解】A、培育转基因不育株系的配子不育，可避免YCF1基因随花粉扩散造成基因污染，A正确； B、由图1可知，与野生型比，转基因植株的干重更大，转基因植株对Cd污染具有更强的耐受能力，B正确； C、据图2可知，叶片中的Cd含量是最高的，故对杨树的茎叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效，C正确； D、YCF1向液泡内转运镉离子是逆浓度梯度运输，故需要消耗细胞代谢释放的能量，D错误。 故选D。 二、解答题 9．I.叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。请回答。 （1）为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是( ) A．叶绿体基因组不会进入生殖细胞中 B．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比 C．转基因植物中的质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 D．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 （2）来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是___________。 （3）对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式 _______（答“遵循”或“不遵循”）分离定律，不会随_______（“花粉”或“卵细胞“）传给后代，从而保持了_______（“父本”或“母本”）的遗传特性。 II.（1）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到_____________和_____________的同步发展。 （2）生态经济主要是通过实行“__________”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。 【答案】 C 叶绿体DNA和与原核生物DNA结构类似（由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似 合理答案给分） 不遵循 花粉 母本 经济效益 生态效益 循环经济 【详解】I。（1）A、叶绿体不会进入精子，可以进入卵细胞，故A错误， B、转基因植物一般是杂合子，则植物杂交的后代会出现3：1的性状分离比，故B错误； C、花粉中含有精子，其几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物，故C正确； D、转基因植物与其他植物间能通过花粉发生基因交流，没有生殖隔离，故D错误。 故选C. （2）由于叶绿体DNA和与原核生物DNA结构类似或由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似，因此来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达。 （3）叶绿体转基因是属于细胞质遗传，具有母系遗传特点。而基因分离定律是细胞核遗传，因此不遵循基因分离定律。花粉中细胞质较少，受精卵中细胞质几乎来之卵细胞的，因此叶绿体转基因不会随着花粉遗传给后代。 II。（1）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。 （2）生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。 【考点定位】基因工程、生态工程的概念及其目标 10．DBN9936是国内首批获得农业转基因生物安全证书的玉米品种，对危害玉米的玉米螟等主要鳞翅目害虫具有良好的抗性，同时能耐受较高浓度的草甘膦（除草剂的有效成分）。其基因操作的受体是玉米品种DBN318，目的基因cry1Ab来源于苏云金杆菌，其表达产物能够专一有效地抑制玉米螟、棉铃虫及黏虫等玉米鳞翅目害虫；目的基因epsps来源于土壤农杆菌，其表达产物使转化体可耐受草甘膦除草剂。同样获批安全证书的国产转基因玉米品种DBN9858耐除草剂，但不抗虫，可作为DBN9936庇护材料使用。 （1）DBN9936的转化过程之一是将含有epsps基因表达载体的________与玉米DBN318幼胚经________过程形成的愈伤组织共同培养，该过程需在培养基中添加酚类化合物，且在无菌、________（填“黑暗”或“光照”）的环境中进行。 （2）利用PCR技术，可以鉴定共同培养后的愈伤组织中是否含有基因epsps。epsps基因的部分序列如下： 5'——ATGGCT……AGGAAC——3' 3'——TACCGA……TCCTTG——5' 根据上述序列应制备引物________（填序列）对基因epsps进行PCR，鉴定后得到的转基因愈伤组织经________过程获得DBN9936幼苗。幼苗移栽至大田前还需“炼苗”，“炼苗”时需逐渐降低湿度、________（填“增加”或“降低”）光照强度。 （3）DBN9858和DBN9936两个玉米品种混合种植，更有利于生态可持续发展。请从生物进化的角度阐释两个品种混合种植的优点：________ （4）玉米为异花传粉，花粉飘散的距离很远，容易造成基因漂移，有同学提出将DBN9936的目的基因cry1Ab整合到玉米受体细胞的叶绿体基因组中。你是否同意该同学的观点，并给出你的理由：________ 【答案】 农杆菌 脱分化 黑暗 5'-GTTCCT-3'和5'-ATGGCT-3' 再分化 增加 可有效延缓害虫抗性基因频率增加的速度 同意，叶绿体基因组不能随花粉遗传给下一代 【解析】植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。其关键步骤是脱分化和再分化，脱分化需避光培养，再分化需见光培养。PCR扩增目的基因需要模板、原料、能量、酶、引物，引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成的。 【详解】（1）转基因植物最常用的方法是农杆菌转化法，可以经脱分化得到愈伤组织，愈伤组织的培养不需要光照。 （限时：10min） 一、单选题 1．随着消费者对葡萄酒不同区域、不同风味、低酒精等健康型产品的追求，传统微生物菌株已无法完全满足市场需求。通过多种手段选育菌种，成为葡萄酒产业发展的关键。下列相关叙述错误的是（    ） A．通过碱基类似物处理酵母菌，可对菌种进行定向改良 B．通过基因工程技术敲除或插入特定基因，改变酵母菌代谢途径，获得具有特定性状的菌种 C．与自然筛选相比，基因工程育种能选育出更符合人们需要的菌种 D．基因工程育种可赋予菌种新的遗传特性，但可能会引起人们对食品安全的担忧 【答案】A 【详解】A、碱基类似物属于化学诱变剂，可诱导酵母菌发生基因突变，但基因突变具有不定向性和随机性，无法实现定向改良，A错误； B、基因工程技术可通过目的基因的敲除或插入，定向改变酵母菌的代谢途径，从而获得特定性状菌种，B正确； C、自然筛选依赖自然变异，周期长且性状不可控；基因工程育种可定向改造遗传物质，更高效地获得符合需求的菌种，C正确； D、基因工程育种可以赋予菌种新的遗传特性，但由于其涉及人工改造基因，可能会引起人们对食品安全的担忧，D正确。 故选A。 2．下列对转基因技术的认识正确的是（　　） A．被转移的基因是功能已知的基因，不会引起安全性问题 B．转基因技术可用于建立疾病动物模型，模拟疾病的发生发展过程 C．转基因作物被食用后，目的基因会转入动物细胞内 D．外源基因一定不会影响作物细胞内其他基因的表达 【答案】B 【详解】A、被转移的基因虽经人工筛选，但插入基因组的位置可能随机，可能干扰宿主基因功能，或引发未知代谢产物，存在潜在风险，A错误； B、转基因技术可通过导入特定致病基因或突变基因，构建动物模型，用于研究疾病机制和药物测试，B正确； C、目的基因以DNA形式存在于转基因作物中，食用后会在消化道被分解为核苷酸，无法完整进入动物细胞，C错误； D、外源基因插入可能破坏宿主基因结构，或通过表观遗传修饰影响邻近基因表达，D错误。 故选B。 3．生物技术犹如一把双刃剑,在为人类创造巨大福祉的同时,其潜在的安全风险也引起了广泛关切。下列相关叙述错误的是（    ） A．长期种植转基因抗虫作物可能导致害虫群体抗性基因频率增加 B．把抗虫基因整合到植物叶绿体基因组中,可减少因花粉扩散造成的基因污染 C．利用自然界原本存在的基因生产的转基因食品十分安全可靠 D．食用转基因食品时,其中的目的基因不会整合到人的基因组中 【答案】C 【详解】A、长期种植转基因抗虫作物会施加选择压力，导致不具有抗性基因的个体死亡，使害虫群体中抗性基因在自然选择下频率增加，A正确； B、叶绿体基因组属于母系遗传，花粉中不含叶绿体DNA，将抗虫基因整合至此可降低花粉介导的基因漂移风险，减少基因污染，B正确； C、即使基因来源于自然界，转基因食品在生产过程中可能因基因插入位置、表达水平异常或非预期效应（如新过敏原生成）引发安全风险，需经严格评估，不能直接视为“十分安全可靠”，C错误； D、食用转基因食品时，目的基因会在消化道中被核酸酶降解为核苷酸，无法以完整基因形式被吸收，更不会整合到人体基因组中，D正确； 故选C。 4．为改良棉花抗虫性，科研人员将苏云金杆菌（Bt）的Cry1Ac基因与棉花叶绿体基因表达载体连接，导入棉花体细胞。下列叙述错误的是（　　） A．选择叶绿体基因作为目的基因载体，可避免花粉传播造成的基因污染 B．构建表达载体时需在CrylAc基因两端添加启动子和终止子以调控转录 C．显微注射法适用于动物细胞，而农杆菌转化法适合双子叶植物幼嫩组织 D．以Cry1Ac基因转录的mRNA作为模板进行PCR扩增，可获得大量目的基因 【答案】D 【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半 保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与 反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 【详解】A、 叶绿体基因组属于细胞质遗传，花粉中几乎不含叶绿体，因此将目的基因导入叶绿体可避免通过花粉传播造成基因污染，A正确； B、基因表达载体需要包含启动子和终止子以调控基因的转录，因此构建载体时需在Cry1Ac基因两端添加这些调控序列，B正确； C、显微注射法适用于动物细胞（如受精卵），而农杆菌转化法主要适用于双子叶植物和部分单子叶植物的幼嫩组织（因受伤部位易被农杆菌感染），C正确； D、PCR扩增需以DNA为模板，而mRNA需通过逆转录生成cDNA后才能作为模板进行扩增。直接以mRNA为模板无法进行PCR，D错误。 故选D。 5．膀胱生物反应器是利用转基因技术在动物膀胱中生产药用蛋白的技术。下列关于膀胱生物反应器的叙述，错误的是（　　） A．将目的基因与膀胱组织特异性启动子连接，使目的基因只在膀胱上皮细胞表达 B．与传统细胞培养制药相比，膀胱生物反应器生产成本更低，不需要发酵设备 C．从尿液中收集的药用蛋白未经折叠修饰，需经过人工处理后才具有生物活性 D．该技术存在转基因安全性、蛋白在尿液中的稳定性差等问题，仍需要优化技术 【答案】C 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建；（3）将目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、膀胱组织特异性启动子能调控目的基因仅在膀胱上皮细胞中表达，避免其他组织表达造成浪费或副作用，A正确； B、膀胱生物反应器利用动物自身代谢系统生产药物，无需体外大规模细胞培养和发酵设备，显著降低生产成本，B正确； C、膀胱上皮细胞属于真核细胞，其表达的蛋白质会经过内质网和高尔基体的加工修饰（如折叠、糖基化），因此尿液中收集的药用蛋白已具备天然构象和活性，无需人工处理，C错误； D、转基因生物可能引发生态风险，且尿液中的理化条件（如pH、酶）可能破坏蛋白结构，导致稳定性差，D正确。 故选C。 6．生物科学技术在迅猛发展，为人类的生产生活带来很多便利，但同时也带来了一些安全性问题，下列叙述错误的是（　　） A．体外受精技术中处于MⅡ期的猪卵母细胞与获得能量的精子共同培养在培养液中完成受精作用 B．科学家普遍认为 iPS 细胞的应用前景要优于 ES 细胞，但也面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险 C．乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等元件重组后导入动物的受精卵中 D．在转基因研究工作中，科学家将α -淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中可防止转基因花粉的传播，避免基因污染 【答案】A 【详解】A、精子获能指获得受精的能力，而非获得能量，A错误； B、iPS细胞由体细胞诱导形成，避免了ES细胞的伦理问题，但可能因基因重编程不完全而致癌，B正确； C、乳腺生物反应器需将药用蛋白基因与乳腺特异表达的启动子重组，并导入受精卵中，确保乳腺中有该目的基因，且仅在乳腺中表达，C正确； D、α-淀粉酶基因表达出来的α-淀粉酶可分解花粉中的淀粉，导致花粉不育，从而阻断转基因花粉传播，D正确。 故选A。 7．生物技术是一把双刃剑，给人类带来了便利的同时，也引发了人们对其安全性和伦理问题的担忧。下列有关叙述错误的是（　　） A．基因工程技术可以用于改善畜产品的品质 B．种植转基因农作物时应控制其花粉的传播 C．我国要求对农业转基因生物实行标识制度 D．我国禁止发展试管婴儿等辅助性生殖技术 【答案】D 【详解】A、基因工程技术可通过转入特定基因改良动物性状，如提高乳蛋白含量，从而改善畜产品品质，A正确； B、转基因作物的花粉可能通过自然杂交扩散至野生种，导致基因污染，故需控制其传播，B正确； C、我国明确规定转基因生物需标注，保障消费者知情权，C正确； D、我国允许试管婴儿技术用于解决不孕不育问题，但禁止非医学需要的性别选择等滥用行为，并非全面禁止，D错误。 故选D。 二、解答题 8．在培育转基因烟草的过程中，科学家尝试使用Cr/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后（图中的■代表基因前的启动子），据图回答下列问题： (1)从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的 _________。从Cre酶处理前后对比来看，Cre酶可能会催化 _________键的断裂和形成。 (2)基因表达载体的基本组成有启动子、目的基因、终止子和标记基因等。作为标记基因，抗除草剂基因可用于检测目的基因是否导入成功是因为 ____________________。终止子位于基因的下游，其作用是 _________。 (3)经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是 ____________________。经Cre酶处理后，质粒一中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于 ________________的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。 (4)重组质粒的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，原因是 ____________________。 (5)成功获得的转基因烟草细胞，可通过 ________过程形成愈伤组织，然后转移至关键激素：______________比例不同的分化培养基中，诱导分化出芽后，再转移至生根培养基中诱导生根 【答案】(1) 基因重组 磷酸二酯键 (2) 抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达 终止转录过程 (3) 抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染 抗除草剂基因没有启动子 (4)分生区细胞分化程度低、分裂能力强 (5) 脱分化 生长素和细胞分裂素 【分析】结合题意和Cre酶处理前后的图解过程对比分析，Cre酶处理相当于基因工程中限制酶的作用，将双链DNA中特定部位磷酸二酯键切割，使原来重组质粒一中两段loxP序列分开，得到不同DNA片段再发生重新连接，各自含有一段loxP序列。对比得到的质粒二可知，目的基因抗除草剂基因虽然存在，但没有启动子，这样的目的基因在受体细胞内即便存在也不能表达。 【详解】（1）Cre酶改变质粒的方式是将DNA链断裂，再重新组合连接，相当于基因重组，从Cre酶处理前后对比来看，Cre酶可能会催化 磷酸二酯键的断裂和形成，功能类似于限制酶。 （2）抗除草剂基因可以作为标记基因，检测目的基因是否导入成功是因为抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达。终止子位于基因的下游，其作用是终止转录过程。 （3）抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染，进而引起生物安全问题。经Cre酶处理后，质粒一中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于抗除草剂基因没有启动子的原因，不再表达，之后会在培养过程中消失。 （4）重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，选择分生区细胞的原因是分生区细胞分化程度低，分裂能力强。 （5）转基因烟草细胞，可通过脱分化过程形成愈伤组织，然后转移至关键激素生长素和细胞分裂素比例不同的分化培养基中，诱导分化出芽后，再转移至生根培养基中诱导生根，最终获得所需的转基因烟草植株。 9．理性看待转基因技术 (1)认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成果进入人类的生产和生活，特别是在___上发挥了极大的作用。 (2) ___转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性， ___。 (3)完善相应的___，利用法规手段确保转基因生物的___。 (4)增强科学家的___，提高科学家的科学研究___。不能单纯从技术角度去理解人们对待转基因产品的态度，其中包含有复杂的___背景。 【答案】(1)医药和农牧业生产 (2) 正视 要趋利避害 (3) 法律法规 安全性 (4) 法律意识 道德水平 政治、经济和文化 （限时：8min） 一、单选题 1．一场围绕“生物技术应用的伦理与风险”的中学辩论赛中，提出了以下观点，请你从专业角度判断哪一项说法是错误的（    ） 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．种植转基因植物可能因遗传漂变而影响野生植物的遗传多样性 C．生物武器的扩散可能引发大规模疫情，故战争中患病士兵的衣物等需及时焚烧 D．治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重要意义 【答案】B 【详解】A、设计试管婴儿存在技术滥用风险（如筛选特定性状），该观点符合伦理争议的客观事实，A正确； B、“遗传漂变”指小种群中基因频率随机变化的现象，而转基因植物对野生植物的影响主要通过“基因污染”（即外源基因通过杂交扩散），与遗传漂变无直接关联，B错误； C、生物武器病原体具有强传染性，焚烧污染物可阻断传播途径，符合生物安全防控原则，C正确； D、治疗性克隆通过体细胞核移植获得胚胎干细胞，可培育自体组织器官，有效解决供体短缺和免疫排斥问题，D正确。 故选B。 2．研究发现，植物叶绿体基因组中的 基因编码的D1蛋白若在特定保守位点发生突变，可赋予植物抗除草剂能力。通过叶绿体靶向的碱基编辑技术，将拟南芥 基因中特定碱基 ，使D1蛋白第219位缬氨酸变为异亮氨酸，第251位丙氨酸变为缬氨酸，从而获得抗除草剂性状。下列叙述正确的是（　　） A．该育种方法的原理是基因重组，属于杂交育种的一种 B．叶绿体基因主要通过花粉传播，易造成基因污染 C．碱基编辑技术改变了 基因的碱基序列，属于基因突变 D．D1蛋白中氨基酸的改变体现了密码子的简并，但该性状不可遗传 【答案】C 【详解】A、该育种方法利用碱基编辑技术直接改变基因的特定碱基，属于人工诱变（基因工程范畴），原理是基因突变；杂交育种的原理是基因重组，通过有性生殖实现基因的重新组合，A错误； B、叶绿体基因属于细胞质基因，遵循母系遗传（通过卵细胞传递给后代），花粉中几乎不含叶绿体，因此不易通过花粉传播造成基因污染，B错误； C、碱基编辑技术将特定碱基C→T，改变了基因的碱基序列（点突变），导致D1蛋白氨基酸序列变化，符合基因突变的定义（DNA中碱基对的替换、增添或缺失），C正确； D、D1蛋白氨基酸的改变由基因突变引起，属于可遗传变异（遗传物质改变）；密码子的简并性指多种密码子决定同一氨基酸，此处氨基酸种类改变，恰恰说明突变后的密码子编码了不同氨基酸，未体现简并性，D错误。 故选C。 3．研究发现，部分基因不是通过细胞分裂从亲代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，或从一种生物传递到另一种生物，我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（　　） A．某细菌产生的耐药性可能来自横向基因传递 B．横向基因传递导致生物获得的性状不会遗传 C．基因工程中的“转基因”操作类似于横向基因传递 D．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中存在相同的蛋白质 【答案】B 【详解】A、细菌通过转化、转导或接合等方式获得其他细菌的耐药基因属于横向基因传递，A正确； B、若横向传递的基因整合到受体细胞的DNA（如质粒）中，则该性状可通过细胞分裂遗传给子代，B错误； C、基因工程将外源基因（如抗虫基因）直接导入受体细胞，属于横向基因传递，C正确； D、横向传递可使远缘生物获得相同基因（如Bt毒蛋白基因），从而表达相同蛋白质，D正确。 故选B。 4．豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行修饰，CpTI蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。以下叙述中正确的是（　　） A．水稻产生的蛋白质可能会对某些人造成过敏反应 B．该过程中，所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 C．修饰的最终目的是使该目的基因在受体细胞内得以表达 D．若水稻转基因成功，一定可以在后代中检测到该基因 【答案】A 【详解】A、转基因水稻产生的CpTI蛋白质属于外源蛋白，可能成为某些人的过敏原，A正确； B、该过程中所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，运载体不是工具酶，B错误； C、根据题干信息“经过在体外对CpTI基因进行修饰，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高”可知，修饰的最终目的是使该目的基因产物在水稻体内得到积累，而不是使该目的基因在受体细胞内得以表达，C错误； D、若水稻转基因成功，转基因植株一般视为杂合子，其自交后代会发生性状分离，因此不一定可以在后代中检测到该基因，D错误。 故选A。 5．水稻根部一般没有根瘤菌，在种植时常需要施加氮肥。科学家想利用基因工程技术减少施用氮肥的生产成本及可能造成的环境污染，提出了以下2种方案： ①把根瘤菌的固氮相关基因导入水稻根系微生物中，使微生物能在根系处固氮； ②将固氮相关基因导入水稻细胞中，建立水稻的“小型化肥厂”，让水稻直接固氮。 下列对2种方案的评价，错误的是（　　） A．从亲缘关系的远近来看，方案①更易成功 B．从便捷性角度看，能固氮的水稻新品种更值得推广 C．从转基因安全性角度看，能固氮的水稻根系微生物更值得推广 D．从育种年限看，通过杂交育种获得稳定遗传的转基因水稻新品种，所需周期短 【答案】D 【详解】A、根瘤菌与水稻根系微生物均为原核生物，亲缘关系较近，基因表达调控机制更相似，因此方案①更易成功，A正确； B、能自主固氮的水稻无需依赖微生物或额外施肥，使用更为便捷，B正确； C、转基因微生物可能通过基因水平转移扩散至其他微生物，导致生态风险，而水稻作为高等植物，基因扩散风险较低，因此方案②更安全，C正确； D、转基因水稻新品种不能通过杂交育种获得稳定遗传，因为杂交育种不能将外源基因稳定遗传，且获得稳定遗传的转基因水稻需多代筛选，周期长，D错误。 故选D。 二、解答题 6．为了有效降低抗草甘膦基因从大豆等农作物转移到其他杂草体内的风险，保障转基因作物的安全应用，科学家通过转基因的方法获得抗草甘膦大豆植株时，先构建了UTR-CTP-EPSPS序列，如图表示该序列与pCAMBIA1300质粒构建成重组质粒PTWGM1的示意图，其中hpt是潮霉素抗性基因。回答下列问题： (1)将获得的UTR、CTP、EPSPS拼接成UTR-CTP-EPSPS序列需用到的工具酶是_________。 (2)为了获得足够多的PTWGM1质粒，需要先获得足够多的UTR-CTP-EPSPS序列，常运用PCR对该序列进行扩增。PCR扩增该序列时，循环第______次，获得的UTR-CTP-EPSPS序列中有75%含2种引物。若UTR-CTP-EPSPS序列碱基G+C的占比很大，则一般要求PCR过程中变性的温度会较高，原因是___________； (3)据图分析，运用潮霉素和卡那霉素筛选含有重组质粒的受体细胞（农杆菌）的方法是先用含有___________培养基筛选出含有重组质粒的受体细胞和含有空质粒的受体细胞，再用影印法（即通过灭菌丝绒布将母平板上的菌落“复制”到其他培养基表面，确保不同平板的菌落位置严格对应），在培养基中加入_____________，不能在该培养基上存活的农杆菌即含有重组质粒的受体细胞。 (4)科学家将EPSPS基因与UTR、CTP进行“绑定”，目的是__________。 (5)若利用农杆菌（含Ti质粒）转化法将PTWGM1上的UTR-CTP-EPSPS序列导入大豆细胞并整合到染色体的DNA上，则该PTWGM1还应有一个限制条件，即________________。 【答案】(1)DNA连接酶 (2) 3 G-C之间含三个氢键，该序列中氢键数目较多 (3) 卡那霉素 潮霉素 (4)将EPSPS基因表达的产物引导到叶绿体中，避免目的基因随花粉扩散，防止基因污染 (5) UTR-CTP-EPSPS）序列需要插入PTWGM1的T-DNA序列中 【分析】基因工程的操作步骤：目的基因的筛选和获取，构建基因表达载体，把目的基因导入受体细胞，目的基因的检测和鉴定。 【详解】（1）DNA连接酶可以连接两个DNA片段，可将获得的UTR、CTP、EPSPS拼接成UTR-CTP-EPSPS序列。 （2）用PCR对UTR-CTP-EPSPS序列进行扩增时，扩增n次后只有含最初模板链的两个DNA分子只含一种引物，2/2n=1/4，n=3，扩增3次后，获得的UTR-CTP-EPSPS序列中有75%含2种引物。A-T之间有两个氢键，C-G之间有三个氢键，若UTR-CTP-EPSPS序列碱基G+C的占比很大，说明其中氢键较多，稳定性较高，变性的温度会较高。 （3）pCAMBIA1300质粒与重组质粒都含有卡那霉素抗性基因，先用含有卡那霉素培养基筛选出含有重组质粒的受体细胞和含有空质粒的受体细胞；再用影印法，由于重组质粒中潮霉素抗性基因被破坏，因此在培养基中加入潮霉素，不能在该培养基上存活的农杆菌即含有重组质粒的受体细胞。 （4）CTP表示叶绿体定位信号肽序列，将EPSPS基因与UTR、CTP进行“绑定”，可将EPSPS基因表达的产物引导到叶绿体中；受精时花粉的细胞质未进入卵细胞，将该基因导入农作物的叶绿体中，避免目的基因随花粉扩散，防止基因污染。 （5）T-DNA称为转移DNA，可以整合到染色体上，将PTWGM1上的UTR-CTP-EPSPS序列导入大豆细胞并整合到染色体的DNA上，UTR-CTP-EPSPS序列需要插入PTWGM1的T-DNA序列中。 7．番茄果实容易软化且不耐储藏。科学家通过基因工程将一种蛋白酶——抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄，如图是相关过程及原理示意图。回答下列问题： (1)质粒DNA上有______个限制酶切割位点。将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞获得抗软化番茄，这种变异属于______。 (2)图示过程利用了植物细胞工程中的______技术，该技术利用的原理是______。培育无病毒转基因幼苗时一般选择普通番茄的茎尖细胞作为受体细胞，理由是______。 (3)根据图中转基因番茄细胞中的遗传信息传递过程，分析转基因番茄抗软化的原因是______。 (4)转基因抗软化耐储藏番茄引发了人们的争论，有人认为是安全的，有人认为是不安全的。你的观点是______，请说明理由：______。 【答案】(1) 一个至多 基因重组 (2) 植物组织培养 植物细胞的全能性 植物分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒 (3)多聚半乳糖醛酸酶基因和导入的目的基因转录分别产生mRNA2和mRNA1，mRNA1和mRNA2发生碱基互补配对，从而阻断了mRNA2的翻译过程，无法产生多聚半乳糖醛酸酶 (4) 不安全或安全 该蛋白酶被人食用后可能影响人体健康等（或该蛋白酶可能抑制人体消化酶的活性，使人因无法进行正常的消化作用而患病）或该蛋白酶与人体消化酶存在一定的结构差异，对人体的消化酶没有影响等（两种答案均可，只要理由能支持自己的观点即可得分） 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）在基因工程中，质粒作为载体，通常有一个至多个限制酶切割位点，以便插入不同的目的基因。将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，是将一种生物的基因导入另一种生物细胞中，这种变异属于基因重组。 （2）图示过程将导入目的基因的番茄细胞培养成完整植株，利用了植物细胞工程中的植物组织培养技术。植物组织培养技术利用的原理是植物细胞的全能性，即已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。培育无病毒转基因幼苗时一般选择普通番茄的茎尖细胞作为受体细胞，是因为茎尖细胞几乎不含病毒（或病毒极少），这样培育出的幼苗无病毒。 （3） 从图中可以看到，导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因转录出的 mRNA1 与多聚半乳糖醛酸酶基因转录出的 mRNA2 互补配对，从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的翻译过程，无法合成多聚半乳糖醛酸酶，而多聚半乳糖醛酸酶能使番茄果实软化，所以转基因番茄抗软化。 （4）观点可以是安全的，也可以是不安全的，两种观点均可。 ②若认为安全，理由可以是：该蛋白酶与人体消化酶存在一定的结构差异，对人体的消化酶没有影响；若认为不安全，理由可以是：该蛋白酶被人食用后可能影响人体的健康等（或该蛋白酶可能抑制人体消化酶的活性，使人因无法进行正常的消化作用而患病）。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 转基因产品的安全性（分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：20 min） 知识点1 转基因成果 1．转基因在微生物方面、动物方面和植物方面的成果令人叹为观止，其中对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得成果最多的领域。不是其原因的是（    ） A．微生物都是原核生物且是单细胞生物 B．微生物繁殖速度快，世代周期短 C．微生物结构简单，容易进行基因工程操作 D．微生物遗传物质少且遗传物质简单 2．下列有关植物基因工程的成果的叙述，正确的是（    ） A．转基因抗虫棉改善了作物品质 B．将毒素蛋白基因直接导入水稻的受精卵，可以得到抗虫水稻；导入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱，抗干旱 C．转入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱，抗干旱 D．植物细胞中没有质粒，所以不能利用质粒作为植物基因工程的载体 3．下列有关植物基因工程的成果的叙述正确的是 A．转基因抗虫棉改善了作物的品质 B．将毒素蛋白基因直接导入水稻的受精卵，可以得到抗虫水稻 C．转入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱、抗干旱 D．植物细胞中没有质粒，所以不能利用质粒作为植物基因工程的载体 4．为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是（　　） A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中 B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 D．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比 知识点2 对转基因产品安全性的争论和理性看待转基因技术 5．为了防止转基因作物的目的基因，通过花粉转移到自然界中其他植物中，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因正确的是 A．叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中 B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．转基因植物与其他植物间存在生殖隔离 D．植物杂交的后代会出现一定的性状分离化 6．叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因最可能是（    ） A．叶绿体基因组不会进入生殖细胞中 B．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比 C．转基因植物中的细胞质基因与其他植物的基因间不能通过转基因植物的花粉发生基因交流 D．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 7．生物技术就像“一把双刃剑”：它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列关于生物技术的叙述，错误的是（    ） A．a-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播 B．转基因产品具有优良的品质，实验室培育的转基因产品可直接上市推广 C．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类 D．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面 8．矿业生产和农田不当使用化肥会导致重金属镉（Cd）在土壤过度积累。通过基因工程，将酵母液泡镉转运蛋白（YCF1）定位在不育杨树株系的液泡膜上，可获得液泡中富集Cd的转基因杨树。再通过收集杨树的组织器官异地妥善储存等后续处理，可对Cd污染土壤进行修复。将长势一致的野生型和转基因杨树苗栽植在Cd污染土壤中，半年后测定数据如图所示。下列说法错误的是（    ） A．培育转基因不育株系可避免YCF1基因扩散造成基因污染 B．由图1可知转基因植株对Cd污染具有更强的耐受能力 C．对杨树的茎叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效 D．YCF1向液泡内转运镉离子过程不需要消耗细胞代谢释放的能量 二、解答题 9．I.叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。请回答。 （1）为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是( ) A．叶绿体基因组不会进入生殖细胞中 B．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比 C．转基因植物中的质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 D．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 （2）来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是___________。 （3）对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式 _______（答“遵循”或“不遵循”）分离定律，不会随_______（“花粉”或“卵细胞“）传给后代，从而保持了_______（“父本”或“母本”）的遗传特性。 II.（1）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到_____________和_____________的同步发展。 （2）生态经济主要是通过实行“__________”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。 10．DBN9936是国内首批获得农业转基因生物安全证书的玉米品种，对危害玉米的玉米螟等主要鳞翅目害虫具有良好的抗性，同时能耐受较高浓度的草甘膦（除草剂的有效成分）。其基因操作的受体是玉米品种DBN318，目的基因cry1Ab来源于苏云金杆菌，其表达产物能够专一有效地抑制玉米螟、棉铃虫及黏虫等玉米鳞翅目害虫；目的基因epsps来源于土壤农杆菌，其表达产物使转化体可耐受草甘膦除草剂。同样获批安全证书的国产转基因玉米品种DBN9858耐除草剂，但不抗虫，可作为DBN9936庇护材料使用。 （1）DBN9936的转化过程之一是将含有epsps基因表达载体的________与玉米DBN318幼胚经________过程形成的愈伤组织共同培养，该过程需在培养基中添加酚类化合物，且在无菌、________（填“黑暗”或“光照”）的环境中进行。 （2）利用PCR技术，可以鉴定共同培养后的愈伤组织中是否含有基因epsps。epsps基因的部分序列如下： 5'——ATGGCT……AGGAAC——3' 3'——TACCGA……TCCTTG——5' 根据上述序列应制备引物________（填序列）对基因epsps进行PCR，鉴定后得到的转基因愈伤组织经________过程获得DBN9936幼苗。幼苗移栽至大田前还需“炼苗”，“炼苗”时需逐渐降低湿度、________（填“增加”或“降低”）光照强度。 （3）DBN9858和DBN9936两个玉米品种混合种植，更有利于生态可持续发展。请从生物进化的角度阐释两个品种混合种植的优点：________ （4）玉米为异花传粉，花粉飘散的距离很远，容易造成基因漂移，有同学提出将DBN9936的目的基因cry1Ab整合到玉米受体细胞的叶绿体基因组中。你是否同意该同学的观点，并给出你的理由：________ （限时：10min） 一、单选题 1．随着消费者对葡萄酒不同区域、不同风味、低酒精等健康型产品的追求，传统微生物菌株已无法完全满足市场需求。通过多种手段选育菌种，成为葡萄酒产业发展的关键。下列相关叙述错误的是（    ） A．通过碱基类似物处理酵母菌，可对菌种进行定向改良 B．通过基因工程技术敲除或插入特定基因，改变酵母菌代谢途径，获得具有特定性状的菌种 C．与自然筛选相比，基因工程育种能选育出更符合人们需要的菌种 D．基因工程育种可赋予菌种新的遗传特性，但可能会引起人们对食品安全的担忧 2．下列对转基因技术的认识正确的是（　　） A．被转移的基因是功能已知的基因，不会引起安全性问题 B．转基因技术可用于建立疾病动物模型，模拟疾病的发生发展过程 C．转基因作物被食用后，目的基因会转入动物细胞内 D．外源基因一定不会影响作物细胞内其他基因的表达 3．生物技术犹如一把双刃剑,在为人类创造巨大福祉的同时,其潜在的安全风险也引起了广泛关切。下列相关叙述错误的是（    ） A．长期种植转基因抗虫作物可能导致害虫群体抗性基因频率增加 B．把抗虫基因整合到植物叶绿体基因组中,可减少因花粉扩散造成的基因污染 C．利用自然界原本存在的基因生产的转基因食品十分安全可靠 D．食用转基因食品时,其中的目的基因不会整合到人的基因组中 4．为改良棉花抗虫性，科研人员将苏云金杆菌（Bt）的Cry1Ac基因与棉花叶绿体基因表达载体连接，导入棉花体细胞。下列叙述错误的是（　　） A．选择叶绿体基因作为目的基因载体，可避免花粉传播造成的基因污染 B．构建表达载体时需在CrylAc基因两端添加启动子和终止子以调控转录 C．显微注射法适用于动物细胞，而农杆菌转化法适合双子叶植物幼嫩组织 D．以Cry1Ac基因转录的mRNA作为模板进行PCR扩增，可获得大量目的基因 5．膀胱生物反应器是利用转基因技术在动物膀胱中生产药用蛋白的技术。下列关于膀胱生物反应器的叙述，错误的是（　　） A．将目的基因与膀胱组织特异性启动子连接，使目的基因只在膀胱上皮细胞表达 B．与传统细胞培养制药相比，膀胱生物反应器生产成本更低，不需要发酵设备 C．从尿液中收集的药用蛋白未经折叠修饰，需经过人工处理后才具有生物活性 D．该技术存在转基因安全性、蛋白在尿液中的稳定性差等问题，仍需要优化技术 6．生物科学技术在迅猛发展，为人类的生产生活带来很多便利，但同时也带来了一些安全性问题，下列叙述错误的是（　　） A．体外受精技术中处于MⅡ期的猪卵母细胞与获得能量的精子共同培养在培养液中完成受精作用 B．科学家普遍认为 iPS 细胞的应用前景要优于 ES 细胞，但也面临一些问题，如存在导致肿瘤发生的风险 C．乳腺生物反应器是将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等元件重组后导入动物的受精卵中 D．在转基因研究工作中，科学家将α -淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中可防止转基因花粉的传播，避免基因污染 7．生物技术是一把双刃剑，给人类带来了便利的同时，也引发了人们对其安全性和伦理问题的担忧。下列有关叙述错误的是（　　） A．基因工程技术可以用于改善畜产品的品质 B．种植转基因农作物时应控制其花粉的传播 C．我国要求对农业转基因生物实行标识制度 D．我国禁止发展试管婴儿等辅助性生殖技术 二、解答题 8．在培育转基因烟草的过程中，科学家尝试使用Cr/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后（图中的■代表基因前的启动子），据图回答下列问题： (1)从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的 _________。从Cre酶处理前后对比来看，Cre酶可能会催化 _________键的断裂和形成。 (2)基因表达载体的基本组成有启动子、目的基因、终止子和标记基因等。作为标记基因，抗除草剂基因可用于检测目的基因是否导入成功是因为 ____________________。终止子位于基因的下游，其作用是 _________。 (3)经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是 ____________________。经Cre酶处理后，质粒一中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于 ________________的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。 (4)重组质粒的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，原因是 ____________________。 (5)成功获得的转基因烟草细胞，可通过 ________过程形成愈伤组织，然后转移至关键激素：______________比例不同的分化培养基中，诱导分化出芽后，再转移至生根培养基中诱导生根 9．理性看待转基因技术 (1)认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成果进入人类的生产和生活，特别是在___上发挥了极大的作用。 (2) ___转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性， ___。 (3)完善相应的___，利用法规手段确保转基因生物的___。 (4)增强科学家的___，提高科学家的科学研究___。不能单纯从技术角度去理解人们对待转基因产品的态度，其中包含有复杂的___背景。 （限时：8min） 一、单选题 1．一场围绕“生物技术应用的伦理与风险”的中学辩论赛中，提出了以下观点，请你从专业角度判断哪一项说法是错误的（    ） 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．种植转基因植物可能因遗传漂变而影响野生植物的遗传多样性 C．生物武器的扩散可能引发大规模疫情，故战争中患病士兵的衣物等需及时焚烧 D．治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重要意义 2．研究发现，植物叶绿体基因组中的 基因编码的D1蛋白若在特定保守位点发生突变，可赋予植物抗除草剂能力。通过叶绿体靶向的碱基编辑技术，将拟南芥 基因中特定碱基 ，使D1蛋白第219位缬氨酸变为异亮氨酸，第251位丙氨酸变为缬氨酸，从而获得抗除草剂性状。下列叙述正确的是（　　） A．该育种方法的原理是基因重组，属于杂交育种的一种 B．叶绿体基因主要通过花粉传播，易造成基因污染 C．碱基编辑技术改变了 基因的碱基序列，属于基因突变 D．D1蛋白中氨基酸的改变体现了密码子的简并，但该性状不可遗传 3．研究发现，部分基因不是通过细胞分裂从亲代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，或从一种生物传递到另一种生物，我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（　　） A．某细菌产生的耐药性可能来自横向基因传递 B．横向基因传递导致生物获得的性状不会遗传 C．基因工程中的“转基因”操作类似于横向基因传递 D．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中存在相同的蛋白质 4．豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行修饰，CpTI蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。以下叙述中正确的是（　　） A．水稻产生的蛋白质可能会对某些人造成过敏反应 B．该过程中，所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 C．修饰的最终目的是使该目的基因在受体细胞内得以表达 D．若水稻转基因成功，一定可以在后代中检测到该基因 5．水稻根部一般没有根瘤菌，在种植时常需要施加氮肥。科学家想利用基因工程技术减少施用氮肥的生产成本及可能造成的环境污染，提出了以下2种方案： ①把根瘤菌的固氮相关基因导入水稻根系微生物中，使微生物能在根系处固氮； ②将固氮相关基因导入水稻细胞中，建立水稻的“小型化肥厂”，让水稻直接固氮。 下列对2种方案的评价，错误的是（　　） A．从亲缘关系的远近来看，方案①更易成功 B．从便捷性角度看，能固氮的水稻新品种更值得推广 C．从转基因安全性角度看，能固氮的水稻根系微生物更值得推广 D．从育种年限看，通过杂交育种获得稳定遗传的转基因水稻新品种，所需周期短 二、解答题 6．为了有效降低抗草甘膦基因从大豆等农作物转移到其他杂草体内的风险，保障转基因作物的安全应用，科学家通过转基因的方法获得抗草甘膦大豆植株时，先构建了UTR-CTP-EPSPS序列，如图表示该序列与pCAMBIA1300质粒构建成重组质粒PTWGM1的示意图，其中hpt是潮霉素抗性基因。回答下列问题： (1)将获得的UTR、CTP、EPSPS拼接成UTR-CTP-EPSPS序列需用到的工具酶是_________。 (2)为了获得足够多的PTWGM1质粒，需要先获得足够多的UTR-CTP-EPSPS序列，常运用PCR对该序列进行扩增。PCR扩增该序列时，循环第______次，获得的UTR-CTP-EPSPS序列中有75%含2种引物。若UTR-CTP-EPSPS序列碱基G+C的占比很大，则一般要求PCR过程中变性的温度会较高，原因是___________； (3)据图分析，运用潮霉素和卡那霉素筛选含有重组质粒的受体细胞（农杆菌）的方法是先用含有___________培养基筛选出含有重组质粒的受体细胞和含有空质粒的受体细胞，再用影印法（即通过灭菌丝绒布将母平板上的菌落“复制”到其他培养基表面，确保不同平板的菌落位置严格对应），在培养基中加入_____________，不能在该培养基上存活的农杆菌即含有重组质粒的受体细胞。 (4)科学家将EPSPS基因与UTR、CTP进行“绑定”，目的是__________。 (5)若利用农杆菌（含Ti质粒）转化法将PTWGM1上的UTR-CTP-EPSPS序列导入大豆细胞并整合到染色体的DNA上，则该PTWGM1还应有一个限制条件，即________________。 7．番茄果实容易软化且不耐储藏。科学家通过基因工程将一种蛋白酶——抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄，如图是相关过程及原理示意图。回答下列问题： (1)质粒DNA上有______个限制酶切割位点。将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞获得抗软化番茄，这种变异属于______。 (2)图示过程利用了植物细胞工程中的______技术，该技术利用的原理是______。培育无病毒转基因幼苗时一般选择普通番茄的茎尖细胞作为受体细胞，理由是______。 (3)根据图中转基因番茄细胞中的遗传信息传递过程，分析转基因番茄抗软化的原因是______。 (4)转基因抗软化耐储藏番茄引发了人们的争论，有人认为是安全的，有人认为是不安全的。你的观点是______，请说明理由：______。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $