2027届高考生物人教版一轮复习核心素养测评 第十单元 第54讲　生物技术的安全性与伦理问题＋微专题PCR

**基本信息** 聚焦生物技术安全性与伦理问题及PCR技术整合，通过概念辨析与实验设计题，构建技术工具与伦理安全的逻辑关联，渗透生命观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |生物技术的安全性与伦理问题|5选择（1-5题）|概念辨析与应用评价，结合生态影响、基因污染等|从转基因作物、克隆技术到生物武器，围绕“技术应用-潜在风险-伦理规范”逻辑链展开| |微专题PCR|3选择（8-10题）、3非选择（6、7、11题）|技术原理分析与实验设计，涵盖常规/数字/巢式PCR及重叠PCR构建融合基因|从PCR基本原理（引物设计、酶作用）到技术变式（定量、特异性提升），再到基因克隆与突变应用，体现技术发展与功能拓展|

核心素养测评 第十单元 第54讲　生物技术的安全性与伦理问题＋微专题PCR 选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。 1.转基因作物的推广种植,大幅提高了粮食产量,取得了巨大的经济效益和生态效益;硕果累累的转基因作物相关研究在带给人们喜悦的同时,也促使人们关注转基因作物的安全性问题。下列有关转基因作物安全性的叙述,错误的是(　　) A.抗性基因可能会随花粉传播到田间近缘野生植物体内,造成基因污染 B.转入抗性基因的植物可能成为“入侵物种”,影响生态系统的稳定性 C.大面积种植转基因抗虫棉,有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加 D.只要目的基因来自自然界,培育出的转基因植物就不会有安全性问题 【解析】选D。转基因作物与近缘野生植物杂交,抗性基因可能随花粉传播到近缘野生植物体内,造成基因污染,A正确;转基因生物具有某些特殊性质,它们在某地区的竞争能力较强,可能成为“外来物种”,威胁生态系统中其他生物的存在,从而影响生态系统的稳定性,B正确;大面积种植转基因抗虫棉,棉铃虫有抗性基因的个体数量会增加,可能导致其群体相关抗性基因频率增加,C正确;即使目的基因来自自然界,培育出的转基因植物仍然可能会有安全性问题,D错误。 2.克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆,相关叙述错误的是(　　) A.过程①选用的“未受精的卵”一般为MⅡ期次级卵母细胞 B.过程②的细胞分裂方式是有丝分裂 C.过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内 D.过程④是在特定条件下诱导内细胞团发生基因突变 【解析】选D。在核移植过程中,一般选用MⅡ期次级卵母细胞去核,作为体细胞核移植中细胞核的受体,A正确;过程②细胞进行增殖,其增殖方式为有丝分裂,B正确;过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内,C正确;过程④是进行治疗性克隆,需要在特定条件下诱导内细胞团发生细胞分化,形成各种组织或器官,进行疾病的治疗,属于基因的选择性表达,D错误。 3.关于现代生物工程技术应用安全性的评价,下列叙述正确的是(　　) A.由于存在生殖隔离,大量种植转基因抗除草剂农作物不存在安全性问题 B.中国政府不反对治疗性克隆,可以有限制地进行生殖性克隆研究 C.《禁止生物武器公约》规定在任何情况下都不发展、不生产生物武器,但可储存少量的生物武器用于研究 D.转基因的受体细胞通常限制在遗传上有特定缺陷的生物上 【解析】选D。转基因抗除草剂农作物可能通过花粉传播到杂草中,存在安全性问题,A错误;中国政府的态度是禁止生殖性克隆人,坚持四不原则(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,B错误;《禁止生物武器公约》规定在任何情况下都不储存生物武器,C错误;转基因的受体细胞通常选择遗传上有特定缺陷的生物,D正确。 4.(2026·湛江联考)2025年是中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年。前事不忘,后事之师,在第二次世界大战期间,侵华日军的731部队和100部队在我国领土上大量使用生物武器,造成几十万百姓死亡,犯下了不可饶恕的罪行。下列关于生物武器的观点错误的是(　　) A.生物武器包括致病菌类、病毒类、毒品类和生化毒剂类等 B.与常规武器相比,生物武器的传播途径多,具有潜伏期等特点 C.我国政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器 D.用转基因技术制造的新型致病菌的危害不包括人体不会产生免疫反应 【解析】选A。生物武器有多种类型,包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等,不包括毒品,A错误;生物武器的致病能力强、传播途径多、攻击范围广、使用方便和传播时具有潜伏期等特点,因而给人类的生存安全构成了严重威胁,B正确;我国政府从维护世界和平的角度出发,政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器,对生物武器的态度是不发展、不生产、不储存,C正确;利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性的原因是它们可能具有超强的传染性和致病性,因而可能使大批感染者发病而又无药可医,人体会对它们产生免疫反应,但没有消灭它们,D正确。 5.实验人员将一段外源DNA片段(包含约850个基因)与丝状支原体(一种原核生物)的DNA进行重组后,植入大肠杆菌,制造出一种“新的生命”。该生物能够正常生长、繁殖。下列有关该技术应用的叙述,错误的是(　　) A.该技术可以制造某些微生物,用于生产药品、制造染料、降解有毒物质等 B.由于存在生殖隔离,因此人造生命进入自然界并不会破坏生物多样性 C.人造生命扩散到自然界,有可能造成环境安全性问题 D.此项技术可能被用来制造生物武器,从而危及人类安全 【解析】选B。通过导入不同的目的基因,可用于生产药品、制造染料、降解有毒物质,A正确;“新的生命”是一个新的物种,由于其没有天敌,进入自然界后,会破坏生物的多样性,B错误;人造生命扩散到自然界,竞争能力强,因此能成为入侵的外来物种,有可能造成环境安全性问题,C正确;利用基因工程技术,在一些不致病的微生物体内插入致病基因,或在一些致病的细菌或者病毒中插入能对抗普通疫苗或药物的基因,就会培育出新的致病性微生物或新的抗药性增强的致病性微生物,这些微生物可制成生物武器,D正确。 6.(2023·山东高考)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测,该质粒的部分结构如图甲所示,其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是__ RNA聚合酶__。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具备的结构有__限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等(合理即可)__(答出2个结构即可)。  (2)构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物__ F1和R2(或F2和R1)__。已知J基因转录的模板链位于b链,由此可知引物F1与图甲中J基因的__ a链__(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。  (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图乙所示。其中,出现条带1证明细胞内表达了__ J-V5融合蛋白__,条带2所检出的蛋白__不是__(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。  【解析】本题考查基因工程的基本操作程序。 (1)基因表达载体中启动子启动下游基因的“表达”,基因表达首先需要转录,因此启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位;作为载体必须具备的条件:①要具有限制酶的切割位点;②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组DNA分子的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。图中甲有启动子和终止子等,因此质粒还需具备的结构有限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等。 (2)据图甲分析可知:引物F1与R2或F2与R1结合部位包含J基因的碱基序列。因此推测为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,进行PCR检测时,若仅用一对引物,应选择图甲的引物F1与R2或F2与R1。因为J基因转录模板链位于b链,启动子在左侧,所以F1应与b链互补,则部分序列与a链相同。 (3)据图乙可知,只有抗V5抗体时,出现条带1,抗V5抗体能与V5编码序列表达的标签短肽V5特异性结合,因此出现条带1证明细胞内表达了标签短肽V5即J-V5融合蛋白;只有抗J蛋白抗体时,出现条带1和条带2,且条带1较宽,说明该物质能与抗J蛋白抗体特异性结合,因此条带1表示J基因表达的J蛋白,而条带2可能是杂质。 7.猪大肠杆菌会引起仔猪发生肠炎、肠毒血症等疾病。LTB和ST1是猪源大肠杆菌肠毒素基因。研究人员通过重叠PCR技术构建了LTB—ST1融合基因,其表达产物LTB—ST1融合蛋白可有效预防仔猪黄痢,该融合基因构建过程如图所示。请回答: (1)重叠PCR技术依据的生物学原理是__ DNA的半保留复制__。  【解析】(1)重叠PCR技术依据的是DNA的半保留复制的生物学原理。 (2)PCR1和PCR2是在两个不同反应体系中进行的,两个反应体系中加入的物质中不同的是__模板、引物__。PCR1和PCR2的目的是__扩增出末端部分碱基序列互补配对的LTB和ST1单链__, 从而有利于LTB基因和ST1基因融合。 【解析】(2)PCR1和PCR2是在两个不同反应体系中进行的,扩增的是两个不同的基因,所以加入的模板不同,引物也不同;PCR1和PCR2的目的是扩增出末端部分碱基序列互补配对的LTB和ST1单链,以便于将两个基因连接到一起。 (3)在②过程中,PCR1和PCR2产物的作用是作为__ B、C __。  A.原料 B.模板 C.引物 D.酶 【解析】(3)PCR1和PCR2的产物是末端部分碱基序列互补配对的LTB和ST1单链,以便于将两个基因连接到一起,所以PCR1和PCR2产物的作用是作为模板和引物。 (4)定点突变是指使基因特定位点发生碱基对的增添、缺失或者替换。重叠PCR技术不仅可用于构建融合基因,还可用于基因定点突变。请结合试题图示,说明利用重叠PCR技术进行基因定点突变的方法__根据突变位点的碱基序列设计引物P2和P3,进行重叠PCR __。  【解析】(4)利用重叠PCR技术进行基因定点突变,可以把突变位点设计在引物上,从而加到新合成的DNA上。所以可以根据突变位点的碱基序列设计引物P2和P3,进行重叠PCR。 8.(2分)数字PCR技术通过将一个样本分成几十到几万份,分配到不同的反应单元,每个单元最多包含一个拷贝的目标分子(DNA模板),在每个反应单元中分别对目标分子进行PCR扩增,扩增结束后对各个反应单元的荧光信号进行统计学分析,如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.PCR每一次循环包括变性、复性和延伸三步 B.数字PCR可以在常温下进行,降低了检测成本 C.每个反应单元有无荧光取决于是否含有目标分子 D.数字PCR可实现对样品中目标分子的绝对定量分析 【解析】选B。PCR过程:DNA受热变性后变为单链(变性),降温后引物与单链互补序列结合(复性),然后以单链DNA为模板,在耐高温的DNA聚合酶作用下进行延伸(延伸),直到完成一次复制,此后每一次循环都包括这三步。故PCR每一次循环包括变性、复性和延伸三步,A正确。数字PCR也是体外DNA复制,需要高温使DNA变性解旋,提供单链做模板,所以数字PCR也必须在高温下进行,B错误。每个单元最多包含一个拷贝的目标分子,如果反应单元中有目标分子,经PCR可以扩增大量目标分子,利用荧光检测时出现荧光信号;如果反应单元中没有分配到目标分子,反应单元不进行DNA复制,没有产物,利用荧光检测时不出现荧光信号,C正确。起始待测样品分配时,待分析PCR反应体系每个反应单元中最多分配有1个DNA分子,所以检测时,有多少单元有荧光信号,待测样品中起始就有多少DNA分子,所以数字PCR可实现对样品中目标分子的绝对定量分析,D正确。 9.(2分)为减少引物与模板之间的非特异性配对,人们在常规PCR技术的基础上进行了改良,发明了巢式PCR技术。其原理是利用两套PCR引物进行两次PCR扩增,首先利用第一对引物(外引物)对目的基因所在DNA进行15~30个循环的扩增;第二次扩增以第一次扩增产物为模板,利用第二对引物(内引物或巢式引物)进行15~30个循环扩增,具体过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.巢式PCR中加入的组分与常规PCR相同,但扩增产物比常规PCR特异性更强 B.两套引物需进行两次PCR,由于和两套引物都互补的靶序列较少,因此大大提高了扩增的特异性 C.内引物扩增的模板是外引物扩增后的产物,第二阶段反应能否进行,也是对第一阶段反应正确性的鉴定 D.如果第一次扩增产生了错误片段,则第二次能在错误片段上进行引物配对并扩增的概率将会增加 【解析】选D。巢式PCR中加入的组分与常规PCR相同,包括5种基本成分,依次为引物、耐高温的DNA聚合酶、dNTP(原料)、模板DNA、Mg2+,但扩增产物比常规PCR特异性更强,A正确。巢式PCR通过两轮PCR反应,使用两套引物扩增特异性的DNA片段,第二对引物的功能是特异性的扩增位于首轮PCR产物内的一段DNA片段。第一次扩增中,外引物用以产生扩增产物,此产物在内引物的存在下进行第二次扩增,从而提高反应的特异性,获得的产物特异性更强,B正确。内引物扩增的模板是外引物扩增后的产物,第二阶段反应能否进行,也是对第一阶段反应正确性的鉴定:如果利用外引物扩增产生了错误片段,再利用内引物在错误片段上进行引物配对并扩增的概率减小,C正确,D错误。 10.(2分)(2026·湛江模拟)不对称PCR 是一种常见的单链DNA探针制备方法,其原理是反应体系中加入一对数量不相等的引物,其中少的称为限制性引物,多的称为非限制性引物。现有如图所示的DNA分子n个,已知a链是所需的单链DNA探针,限制性引物仅可供前10轮扩增。以下相关叙述合理的是(　　) A.PCR体系中必须加入ATP 提供能量 B.扩增所选的限制性引物为引物A C.若进行20轮扩增,最终得到的产物大多为双链DNA D.若进行20轮扩增,则一共需要非限制性引物数为10n 【解析】选B。PCR 体系中不需要加入 ATP 提供能量,需要的原料是dNTP,A 错误;由于子链的延伸方向是5'→3',且a链是所需的单链DNA 探针,因此,扩增所选的限制性引物为引物A,引物A数量限制了a链为模板的扩增,因而在后续的DNA复制过程中可获得较多的单链a,B正确;若进行20 轮扩增,则前10轮可获得双链DNA,后续的10轮复制过程由于引物A的缺失,因而能获得更多的单链a,即最终得到的是较多的单链a,C错误;后10次循环以前10次循环的DNA产物的b链为模板,前10次循环得到的b链的数目为210个,其中带有引物C的数目为(210-1)个,此后以这些b链为模板进行后续的10次循环获得单链a,此时的单链a均带有引物C,则后续的10次循环需要非限制性引物C个数为10×(210)个,则进行20 轮扩增,则一共需要非限制性引物数为210-1+10×(210)=(11×210-1),则n个图示DNA完成20次循环需要引物C的数目为n(11×210-1),D错误。 11.(16分)(2025·黑吉辽内蒙古高考)香树脂醇具有抗炎等功效,从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇。回答下列问题。 (1)可从__基因数据库或序列数据库__中查询基因N的编码序列,设计特定引物。如图1所示,a链为转录模板链,为保证基因N与质粒pYL正确连接,需在引物1和引物2的5'端分别引入__ XhoⅠ__和__ XbaⅠ__限制酶识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用__ DNA连接酶__连接DNA片段,构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变。  【解析】(1)可从序列数据库或基因数据库中查询基因N的编码序列,设计特定引物。为保证基因N与质粒pYL正确连接,需要使用双酶切法,为了目的基因能正确表达,目的基因需要插入质粒的启动子和终止子之间,且质粒和目的基因需要使用相同的酶或能产生相同黏性末端的酶;分析图1可知,质粒pYL应该选用SpeⅠ和XhoⅠ酶切,由于目的基因N含有SpeⅠ识别序列,故N基因不能使用SpeⅠ酶切,但XbaⅠ与其具有相同的黏性末端,基因N酶切时可以用XbaⅠ替换SpeⅠ,即N基因两端应该含有XbaⅠ和XhoⅠ识别序列;题干信息:N基因a链为转录模板链,且引物合成子链的方向是5'→3'端,所以N基因的启动子位于右侧,结合质粒pYL上的启动子和终止子方向,可知应该在引物2的5'端添加XbaⅠ、引物1的5'端添加XhoⅠ识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用DNA连接酶连接DNA片段,构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变。 (2)进一步筛选构建的质粒,以1~4号菌株中提取的质粒为模板,使用引物1和引物2进行PCR扩增,电泳PCR产物,结果如图2。在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应中是否有__试剂(模板)__的污染。初步判断实验组__1__(从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N,理由是__目的基因N大小为2.3 kb __。  【解析】(2)构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变,而质粒pYL本身7.2 kb,可知目的基因N大小为2.3 kb;分析电泳图可知,初步判断实验组1的质粒中成功插入了基因N。在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应体系是否存在污染,即检验PCR反应中是否有试剂污染。 (3)为提高香树脂醇合酶催化效率,将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列,丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同。据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有__ GCC __。  a:5'-…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…-3' b:5'-…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…-3' c:5'-…GCC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…-3' d:5'-…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…-3' 【解析】(3)a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),a引物序列为:5'-…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…-3',其中GCA对应第240位诱变后的丙氨酸密码子,序列中的密码子顺序对应氨基酸位置:GCA(240位)、CCC(241位)、GAG(242位)、TTC(243位)、TGG(244位)、CTG(245位)、TTT(246位),b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同,分析题图b、c、d序列可知,引物c中GCC(243位)、TGG(244位)、CTG(245位)、TTT(246位),所以c是诱变第243位苯丙氨酸的引物,故据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有GCC。 (4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的___香树脂醇__含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。  【解析】(4)题干研究目的是通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇;由此可知,进一步检测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 - 3 - 学科网（北京）股份有限公司 $