2027届高三生物人教版一轮复习选择性必修3第3、4章基因工程、生物技术的安全性及伦理问题自测模拟卷

**基本信息** 聚焦基因工程全流程及生物技术伦理，以基础概念辨析与实验流程分析为核心，构建“工具-操作-应用-伦理”完整知识链，渗透结构与功能观及科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基因工程工具|单选1-4、17题|限制酶/载体特性辨析、双酶切优势分析|从分子结构（质粒标记基因/酶切位点）推导功能（运输/切割），体现结构与功能观| |操作流程|单选5-8、18题|PCR/逆转录/转化步骤判断、引物设计分析|按“目的基因获取-表达载体构建-导入检测”流程串联，强化科学思维的逻辑性| |技术应用|单选9-14、19-20题|乳腺生物反应器构建、蛋白质工程改造|从基因工程（抗虫棉）延伸至蛋白质工程（速效胰岛素），体现技术拓展| |伦理安全|单选15-16、21题|克隆技术/生物武器伦理判断|结合技术应用分析社会影响，渗透态度责任素养|

选择性必修3第3、4章基因工程、生物技术的安全性及伦理问题自测模拟卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（每小题3分，共48分） 1．质粒是基因工程中的“分子运输车”，其结构与功能相适应。下列说法错误的是（     ） A．质粒主要来自噬菌体或动植物病毒 B．质粒上有一个至多个限制酶切割位点，便于外源基因插入 C．被用作载体的质粒上常具有某些特殊的标记基因 D．质粒可以携带外源DNA片段，并可将其整合到受体DNA上 2．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（     ） A．新鲜的洋葱、香蕉、鸡肝、猪血都可作为实验材料 B．DNA不溶于95%的冷酒精，溶于2mol/L的NaCl溶液 C．过滤液沉淀过程在4℃温度下进行是为了防止DNA降解 D．用二苯胺试剂鉴定DNA时，沸水浴加热后呈蓝色 3．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是（     ） A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒 B．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 4．科研人员利用质粒载体培育抗虫水稻，质粒含启动子、终止子、氨苄青霉素抗性基因（标记基因）、多个限制酶切点。构建重组质粒时，选用两种不同限制酶切割目的基因和质粒。下列操作优势是（     ） A．保证目的基因单向插入质粒，避免自身环化和反向连接 B．无需 DNA 连接酶即可完成重组质粒构建 C．一定不会破坏质粒的标记基因和启动子 D．可大幅提高目的基因的复制效率 5．某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述，错误的是（     ） A．步骤①所代表的过程是逆转录 B．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，制备感受态细胞 C．检验Q蛋白是否生成，可用禽流感康复的鸡的血清进行抗原－抗体反应试验 D．可以在培养基中直接培养禽流感病毒 6．下列关于PCR扩增DNA片段及琼脂糖凝胶电泳的叙述，错误的是（     ） A．PCR扩增中，需要用解旋酶使双链DNA解聚 B．用于PCR扩增的Taq DNA聚合酶是一种耐高温的DNA聚合酶 C．DNA分子大小会影响DNA分子在凝胶中的迁移速率 D．DNA分子与核酸染料结合后可在紫外灯下观察到相应条带 7．某科研团队利用基因工程技术将人胰岛素基因导入大肠杆菌中，通过发酵生产人胰岛素。以下操作流程中，顺序正确的是（     ） A．获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→筛选转化菌→发酵生产 B．构建基因表达载体→获取目的基因→导入受体细胞→筛选转化菌→发酵生产 C．获取目的基因→导入受体细胞→构建基因表达载体→筛选转化菌→发酵生产 D．导入受体细胞→获取目的基因→构建基因表达载体→筛选转化菌→发酵生产 8．2025年，某研究团队利用基因工程技术，成功构建了能高效降解石油烃的工程菌，用于海洋石油污染的生物修复。他们将从假单胞菌中分离出的石油烃降解基因（alkB）插入质粒pET-28a中，转化到大肠杆菌BL21中表达。下列关于该过程的叙述，正确的是（     ） A．获取alkB基因的方法只有从假单胞菌中提取基因组DNA后采用PCR技术扩增这一种 B．为了目的基因与载体正向连接，最好用同一种限制酶切割质粒和alkB基因 C．将重组质粒导入大肠杆菌时，常用Ca2+处理法使大肠杆菌处于感受态 D．为筛选含有重组质粒的受体细胞，通常需在培养基中添加胰岛素作为选择标记 9．乳腺生物反应器是动物基因工程的重要应用方向，利用一系列的技术手段，培育出泌乳期可分泌药用蛋白的转基因动物。我国科研人员成功培育出能分泌人凝血因子Ⅷ的转基因牛，为血友病治疗提供了新思路。关于乳腺生物反应器培育的叙述，错误的是（     ） A．该技术需要将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子等元件重组在一起 B．可通过显微注射法将表达载体导入牛的受精卵构建乳腺生物反应器生产人凝血因子 C．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和发育阶段的限制，收集更便捷 D．若在转基因母牛的乳腺细胞中检测到人凝血因子Ⅷ基因，说明目的基因成功表达 10．抗虫棉、基因工程药物属于基因工程应用，下列叙述简单易操作的是（     ） A．将抗虫基因直接喷洒在棉花叶片即可获得抗虫性状 B．乳腺生物反应器需要将目的基因与乳腺蛋白基因启动子结合 C．基因工程生产干扰素只能选用植物细胞作为受体 D．转基因抗虫棉会使害虫直接全部灭绝 11．人的血清白蛋白在临床上需求量很大。科学家培育出一种转基因山羊，其膀胱上皮细胞可以合成人的血清白蛋白并分泌到尿液中。下列叙述正确的是（    ） A．可从人体成熟的红细胞中获取血清白蛋白基因 B．应选用膀胱上皮细胞作为目的基因的受体细胞 C．转基因山羊的血清白蛋白基因只存在于膀胱上皮细胞中 D．转基因山羊将血清白蛋白分泌到尿液中有利于该蛋白的收集 12．MT是工业化生产海藻糖必需的酶，但天然MT热稳定性差。研究者将MT第216位的丙氨酸变为苏氨酸，获得热稳定性高的MT，提高了海藻糖生产效率。下列叙述错误的是（     ） A．对MT结构的改造属于蛋白质工程 B．MT的催化活性会受到温度和pH的影响 C．第216位的丙氨酸的改变会影响MT的专一性 D．为筛选热稳定性高的MT，应在较高温度下测定酶活性 13．下列关于基因工程与蛋白质工程的叙述，正确的是（     ） A．基因工程可定向改造生物性状，蛋白质工程不能定向改造蛋白质结构 B．限制酶和DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，作用效果相同 C．蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程 D．基因工程和蛋白质工程均可直接改造生物的蛋白质序列 14．枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具有重要的应用价值，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的天冬氨酸（99）和谷氨酸（156）改成赖氨酸，可使其在一定条件下的活性提高。下列说法正确的是（     ） A．完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现 B．枯草杆菌蛋白酶活性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类和数量发生了改变 C．经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传 D．蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息 15．下列关于生物工程技术的叙述，错误的是（    ） A．设计试管婴儿时，需在胚胎移植前进行遗传学诊断，以降低个体遗传病风险 B．克隆牛的诞生证明了动物体细胞核具有全能性，电刺激法可激活重构胚 C．乳腺生物反应器属于转基因动物，需将基因表达载体导入乳腺中特异性表达 D．工厂化生产植物次生代谢物时，需在MS培养基上添加比例适宜的植物激素 16．下列关于转基因安全、生殖性克隆和生物武器的叙述，正确的是（     ） A．我国对转基因农作物实行强制标识制度，根本目的是警示该产品潜在的毒性风险 B．《禁止生物武器公约》规定在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器 C．治疗性和生殖性克隆没有本质区别，我国政府均“不赞成、不允许、不支持、不接受” D．基因工程改造后的“超级细菌”必然会导致生态系统中生物多样性的增加 二、非选择题（共52分） 17．（除标注外，每空1分，共10分）图1和图2分别表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。请思考回答问题： (1)EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的化学本质是________，其单体是________。 (2)重组DNA技术的基本工具有________。 (3)EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是________，EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的识别序列不相同，说明限制酶具有_____性。 (4)由图2可知，当限制酶在它识别序列的_____切开时，产生的末端是平末端；要将图1中的末端再连接起来，需要用_____酶，该酶形成________键。 (5)1970年，阿尔伯（W．Arber）等在细菌中发现了第一个限制酶，而该细菌中没有此限制酶的识别序列，可推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是________（2分）。 18．（每空1分，共10分）注射胰岛素是目前治疗Ⅰ型糖尿病（胰岛素依赖型糖尿病）最有效的手段，而利用基因工程技术获得人胰岛素是常用胰岛素最主要的来源。科研人员利用大肠杆菌生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构如下图所示。已知β-半乳糖苷酶能分解β-半乳糖苷（无色）产生蓝色物质。 回答下列问题： (1)基因工程技术的基本步骤包括：目的基因的筛选与获取、___________、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 (2)研究人员提取人________细胞中的总RNA，________形成cDNA，再设计引物PCR扩增人胰岛素基因。在设计引物时，引物1需能与胰岛素基因________（填“A”或“B”）链的左侧序列互补配对，且需在引物1的________端（填“5'”或“3'”）添加脱氧核苷酸序列5'-________-3'，使PCR扩增的人胰岛素基因能与上图中质粒正确连接。 (3)启动子包括组成型启动子（不需要诱导物，目的基因即可持续表达）、组织特异性启动子（使目的基因只在特定的器官或组织中表达）、诱导型启动子（当诱导物存在时，目的基因才能表达）等，为优化人胰岛素基因在大肠杆菌中的表达效果，持续高效生产人胰岛素，研究人员应选择________型启动子。 (4)研究人员将基因表达载体导入用________处理大肠杆菌细胞，并将上述大肠杆菌转入含有________的培养基中，从培养基上挑选呈________（填“无色'”或“蓝色”）的菌落，进行工业发酵培养，从而生产人胰岛素。 19．（每空2分，共12分）基因工程是新品种花卉培育中的一种重要技术手段。研究发现普通矮牵牛因缺乏蓝色色素合成所需的转座酶而不能开蓝色花，研究人员尝试将从蔷薇花瓣细胞中分离提取的转座酶F35H基因转入普通矮牵牛中，以期获得蓝色矮牵牛新品种，该过程所用质粒与含转座酶F35H基因的DNA片段上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示。限制酶BamHI、Sau3AI、HindIII识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓GATCC、↓GATC、A↓AGCTT。请回答下列问题： (1)图1质粒中没有显示的结构是____________，启动子的功能是____________。 (2)若只用HindIII切割含目的基因的DNA片段，有可能会带来的不良影响是____________。在用图1和图2中质粒和转座酶F35H基因构建基因表达载体时，最好选用____________限制酶来切割质粒和含目的基因的DNA片段。 (3)将构建好的重组质粒转入土壤农杆菌，最终成功导入蓝色素基因的农杆菌，在含氨苄青霉素培养基、含四环素培养基、同时含氨苄青霉素和四环素的培养基上的生存状况应该是____________。 (4)检测转座酶F35H基因是否在普通矮牵牛细胞中成功表达，常采用的检测技术是____________。 20．（除标注外，每空1分，共10分）天然胰岛素制剂易形成二聚体或六聚体，皮下注射后往往需要经历逐渐解聚的过程，这在一定程度上延缓了其疗效。科研人员研制出了速效胰岛素，研发流程如图所示。回答下列问题： (1)据图可知，速效胰岛素的研发流程遵循蛋白质工程的基本思路，即从预期的蛋白质功能出发→_______→_______→_______→获得所需要的蛋白质。速效胰岛素的生产过程遵循_______法则。 (2)研制速效胰岛素的过程中，科研人员的直接操作对象是_______。在大肠杆菌中表达的新的胰岛素_______（填“有”或“没有”）生物活性，理由是_______（2分）。 (3)若想通过乳腺生物反应器来实现速效胰岛素的批量生产，则需要将新的胰岛素基因与_______等调控组件重组在一起，用_______的方法，导入哺乳动物如羊的受精卵中，培育出转基因动物，待其进入泌乳期，其乳汁中即含速效胰岛素。 21．（除标注外，每空1分，共10分）为研究多种血糖调节因子的作用，我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得iPS细胞，继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠，具体步骤如图所示。请回答下列问题： (1)图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为 iPS 细胞的过程与植物组织培养中的______过程类似。该过程结束后，细胞的全能性______（填“提高”或“降低”）。 (2)图中灰鼠形成的受精卵，经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚，可对灰鼠注射激素，使其超数排卵。图中的重构胚在进行①前需要对供体和受体进行______处理。 (3)图中用特殊方法使囊胚的内细胞团失活的目的是______.为了提高胚胎的利用率，还可以采用______技术处理重构胚，而它的最终技术环节仍是______（2分）。 (4)重构胚发育成的X鼠的体色为______；图中各鼠可以为雄鼠的是______（填图中相关鼠的名称）。 (5)若以图示方法进行人体医学实验，重构胚经孕育后形成一个新个体，此技术称为______（填“治疗性”或“生殖性”）克隆，我国政府对此坚持“四不原则”的态度。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《选择性必修3第3、4章基因工程、生物技术的安全性及伦理问题自测模拟卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A B A D A A C D B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 D C C A C B 1．A 【详解】A、基因工程中常用的载体包括质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒三类，质粒是独立于真核细胞核或原核细胞拟核外的环状双链DNA，主要来源于细菌等原核生物，并非来自噬菌体或动植物病毒，A错误； B、质粒作为基因工程载体的必备条件之一是具有一个至多个限制酶切割位点，便于外源目的基因的插入，B正确； C、用作载体的质粒通常带有抗生素抗性基因等特殊标记基因，用于筛选成功导入重组DNA的受体细胞，C正确； D、质粒可携带外源DNA片段进入受体细胞，如农杆菌的Ti质粒可将携带的目的基因整合到受体植物细胞的染色体DNA上，D正确。 2．A 【详解】A、新鲜洋葱、香蕉的植物细胞，鸡肝的肝细胞均含有细胞核，存在大量DNA，都适合作为该实验的材料，但猪的成熟红细胞没有细胞核和细胞器，不含DNA，不能作为实验材料，A错误； B、DNA不溶于95％的冷酒精和0.14mol/L的NaCl溶液，而溶于2mol/L的NaCl溶液，B正确； C、低温可抑制DNA酶的活性，4℃条件下进行过滤液沉淀操作，能降低DNA被降解的概率，C正确； D、DNA遇二苯胺试剂的显色反应需要沸水浴加热的条件，沸水浴冷却后呈蓝色，D正确。 3．B 【详解】A、构建基因表达载体时，常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒，以产生相同的黏性末端，A正确； B、DNA连接酶和DNA限制酶是构建重组质粒的必要的工具，而不是RNA聚合酶，B错误； C、根据重组质粒上的标记基因，可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C正确； D、由于目的基因可能会反接等原因，导入大肠杆菌的目的基因不一定成功表达，D正确。 4．A 【详解】A、用两种不同限制酶切割目的基因和质粒时，二者两端会产生序列不同的黏性末端，既可以避免质粒自身环化、目的基因自身环化，也能保证目的基因单向插入质粒，避免反向连接，A正确； B、构建重组质粒时，无论采用单酶切还是双酶切，都需要DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，才能将目的基因和质粒连接为重组DNA分子，B错误； C、若选择的两种限制酶的酶切位点位于标记基因或启动子的序列内部，切割后就会破坏对应的结构，双酶切无法保证一定不破坏质粒的标记基因和启动子，C错误； D、目的基因的复制效率主要与质粒上的复制原点等序列有关，双酶切仅能优化目的基因与质粒的连接过程，无法提高目的基因的复制效率，D错误。 5．D 【详解】A、步骤①是以RNA为模板合成DNA的过程，该过程为逆转录，A正确； B、将重组质粒导入大肠杆菌时，可用CaCl2处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，便于吸收外源DNA分子，B正确； C、禽流感康复的鸡的血清中含有针对禽流感病毒蛋白的特异性抗体，可通过抗原—抗体特异性反应检测Q蛋白是否生成，C正确； D、病毒无细胞结构，营寄生生活，必须寄生在活细胞内才能完成增殖等生命活动，无法在普通培养基中直接培养，D错误。 6．A 【详解】A、PCR扩增过程中，双链DNA解聚依靠90℃以上的高温处理实现，不需要解旋酶参与，A错误； B、PCR的反应体系需要经历多次高温变性步骤，因此所使用的Taq DNA聚合酶是一种耐高温的DNA聚合酶，B正确； C、琼脂糖凝胶电泳中，DNA分子的迁移速率受分子大小、构象等因素影响，通常DNA分子越大，迁移速率越慢，C正确； D、DNA分子可以和核酸染料结合，结合后的复合物在紫外灯照射下会产生荧光，因此可观察到对应的条带，D正确。 7．A 【详解】该流程符合基因工程的操作顺序：首先获取人胰岛素基因（目的基因），再构建包含目的基因、启动子、标记基因等元件的基因表达载体，随后将重组载体导入大肠杆菌（受体细胞），之后筛选出成功导入载体的转化菌，最后通过发酵生产人胰岛素，A正确，BCD错误。 8．C 【详解】A、获取目的基因的方法包括从基因组DNA中PCR扩增、人工合成（逆转录法、化学直接合成法）等多种，A错误； B、用同一种限制酶切割质粒和目的基因时，二者两端黏性末端相同，易出现目的基因反向连接、载体自连的问题，要实现正向连接需选择两种不同的限制酶切割，产生不同的黏性末端，B错误； C、将重组质粒导入大肠杆菌等原核生物时，常用Ca2+处理使细胞处于易于吸收外源DNA的感受态，C正确； D、质粒上的选择标记通常为抗生素抗性基因，筛选时需在培养基中添加相应抗生素，胰岛素不是选择标记，D错误。 9．D 【详解】A、培育乳腺生物反应器时，需要将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组，保证目的基因仅在乳腺细胞中选择性表达，A正确； B、将基因表达载体导入动物细胞常用显微注射法，以受精卵作为受体细胞，发育而来的转基因母牛泌乳期可分泌含人凝血因子Ⅷ的乳汁，B正确； C、膀胱生物反应器的产物随尿液排出，不受动物性别、是否处于泌乳期的限制，产物收集更便捷，C正确； D、目的基因成功表达的标志是检测到对应的目的蛋白（人凝血因子Ⅷ），仅检测到人凝血因子Ⅷ基因只能说明目的基因成功导入受体细胞，不能说明其成功表达，D错误。 10．B 【详解】A、游离的抗虫基因无法自主进入棉花细胞，也不能稳定复制与表达，直接喷洒在叶片上不能让棉花获得抗虫性状，A错误； B、 启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，乳腺生物反应器需要目的基因仅在乳腺细胞中特异性表达，因此要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子拼接，依托该启动子调控目的基因在泌乳期乳腺细胞中表达，B正确； C、干扰素属于人体蛋白，基因工程生产干扰素的受体细胞可选用大肠杆菌等微生物、动物细胞，并非只能选用植物细胞，C错误； D、转基因抗虫棉仅对特定靶标害虫有毒害作用，同时害虫种群中存在抗性个体，种植后只会降低害虫种群数量，不会让害虫直接全部灭绝，D错误。 11．D 【详解】A、人体成熟的红细胞没有细胞核和各类细胞器，不存在核基因，无法从中获取血清白蛋白基因，A错误； B、培育转基因动物时，需要选择全能性高的受精卵作为目的基因的受体细胞，膀胱上皮细胞是高度分化的体细胞，全能性受限制，无法发育为完整个体，B错误； C、目的基因导入受精卵后，由受精卵分裂分化形成的转基因山羊的所有体细胞都含有血清白蛋白基因，该基因仅在膀胱上皮细胞中选择性表达，C错误； D、转基因山羊的血清白蛋白可直接随尿液排出，只需收集尿液即可获取该蛋白，无需对山羊进行创伤性操作，大幅降低了蛋白收集的难度，有利于该蛋白的收集，D正确。 12．C 【详解】A、蛋白质工程以蛋白质结构规律和功能关系为基础，通过改造或合成基因实现对现有蛋白质的改造，对MT的氨基酸序列进行定向改造属于蛋白质工程范畴，A正确； B、MT是具有催化作用的酶，酶的活性普遍受温度、pH等环境因素的影响，B正确； C、题干表明该氨基酸替换仅提高了MT的热稳定性，未改变酶与底物结合的活性中心结构，因此不会影响MT的专一性，C错误； D、筛选热稳定性高的MT时，较高温度下仍能保持较高活性的酶符合筛选要求，因此需要在较高温度下测定酶活性进行筛选，D正确。 13．C 【详解】A、基因工程可定向改造生物性状，蛋白质工程可根据人类需求定向改造蛋白质的结构，A错误； B、限制酶作用是断裂磷酸二酯键以切割DNA分子，DNA连接酶作用是形成磷酸二酯键以连接DNA片段，二者作用效果相反，B错误； C、蛋白质工程以基因工程为基础，通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造、或制造新的蛋白质，是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，C正确； D、基因工程和蛋白质工程均通过改造或合成基因实现功能，不能直接改造生物的蛋白质序列，且基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，D错误。 14．A 【详解】A、蛋白质的氨基酸序列由编码它的基因序列决定，要实现氨基酸的替换，需要通过改造对应的基因实现，A正确； B、题干中仅将2个氨基酸替换为其他种类的氨基酸，该酶的氨基酸数量并未发生改变，B错误； C、该改造是在基因水平进行的可遗传变异，改造后的性状可以通过复制的基因传递给子代，是可遗传的，C错误； D、蛋白质工程的最终目的是获得满足人类生产生活需求的蛋白质产品，获取编码蛋白质的基因序列只是中间操作环节，不是最终目的，D错误。 15．C 【详解】A、设计试管婴儿为了降低后代患遗传病的风险，需要在胚胎移植前进行遗传学诊断，筛选无目标遗传病的胚胎进行移植，A正确； B、克隆牛是通过动物体细胞核移植技术培育得到，该技术证明了动物体细胞核具有全能性，电刺激是激活重构胚的常用方法之一，B正确； C、乳腺生物反应器的制备，需要将携带乳腺特异性表达启动子的目的基因表达载体导入动物受精卵，待受精卵发育为成体后，目的基因仅在乳腺细胞中特异性表达，C错误； D、工厂化生产植物次生代谢物依赖植物组织培养技术，MS培养基是植物组织培养的常用基础培养基，添加比例适宜的生长素和细胞分裂素可诱导愈伤组织形成、增殖，满足细胞培养获取次生代谢物的需求，D正确。 16．B 【详解】A、我国对转基因农作物实行强制标识制度的根本目的是保障消费者的知情权和选择权，经严格安全评估上市的转基因产品不存在明确的毒性风险，A错误； B．《禁止生物武器公约》明确规定各缔约国在任何情况下都不发展、不生产、不储存生物武器，同时反对生物武器及其相关技术、设备的扩散，B正确； C、治疗性克隆以获取可用于疾病治疗的组织、器官为目的，生殖性克隆以获得完整克隆个体为目的，二者有本质区别；我国仅对生殖性克隆坚持“四不”原则，不反对合规的治疗性克隆研究，C错误； D、基因工程改造的“超级细菌”可能具有极强的抗药性或致病性，易威胁其他生物的生存，不一定会导致生态系统中生物多样性的增加，D错误。 17．(1) 蛋白质 氨基酸 (2)限制酶、DNA连接酶、载体 (3) GAATTC 专一 (4) 中轴线 DNA连接 磷酸二酯键 (5)切割外来DNA，起到防御作用 【详解】（1）EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的化学本质是蛋白质，蛋白质是生物大分子，其单体是氨基酸。 （2）基因工程（重组DNA技术）的核心操作包括目的基因的获取、载体的选择、目的基因与载体的结合以及导入受体细胞。完成这些操作需要三类基本工具：一是“手术刀”，即限制性核酸内切酶（限制酶），用于切割DNA；二是“缝合针”，即DNA连接酶，用于连接DNA片段；三是“运输工具”，即载体（如质粒），用于将目的基因运送到受体细胞内。 （3）分析题图1可知，EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC，SmaⅠ限制酶的识别序列是CCCGGG，EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的识别序列不相同，说明限制酶具有专一性。 （4）由图2可知，当限制酶在它识别序列的中轴线切开时，产生的末端是平末端；DNA连接酶可以连接两个DNA片段，要将图1中的末端再连接起来，需要用E·coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶。DNA连接酶的作用是将两个DNA片段相邻的脱氧核苷酸连接起来，具体是形成磷酸二酯键。 （5）细菌自身没有该限制酶的识别序列，意味着细菌自身的DNA不会被这种酶切割。限制酶通常存在于细菌体内，其主要生物学功能是作为一种防御机制，用于识别并切割侵入细菌的外源DNA，从而保护细菌免受感染。 18．(1)基因表达载体的构建（或构建基因表达载体） (2) 胰岛B 逆转录/反转录 B 5' GAATTC (3)组成 (4) Ca2+（或CaCl2或Ca2+处理法或感受态细胞法） β-半乳糖苷和氨苄青霉素 无色 【详解】（1）基因工程技术的基本步骤包括：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。 （2）胰岛素由胰岛B细胞合成、分泌，所以提取人胰岛B细胞的总RNA ，经逆转录得到cDNA。引物需要与模板链的3端结合，DNA分子中磷酸端为5'端，羟基(-OH)端为3'端，因此引物1与B链左侧序列互补配对。要使扩增的胰岛素基因与质粒正确连接需在引物1的5'端添加限制酶识别序列。在构建基因表达载体时，不能选择Mun Ⅰ，会破坏质粒的标记基因，由于Sal I和Nhe I会破坏目的基因(胰岛素基因)，因此不能选择Sal Ⅰ和Nhe Ⅰ。综上所述，需选择EcoR I和Xho I限制酶切割质粒，且根据启动子的位置和转录方向，需在引物1添加限制酶EcoR Ⅰ识别序列，引物2添加xho Ⅰ限制酶识别序列，即引物1的5“端添加核苷序列为5'-GAATTC-3'。 （3）为持续高效生产人胰岛素，需要目的基因在大肠杆菌中持续表达，组成型启动子（不需要诱导物，目的基因可持续表达）符合需求，所以选组成型启动子。 （4）将基因表达载体导入大肠杆菌，常用Ca2+（或CaCl2）处理细胞，使其处于感受态，便于吸收外源 DNA 。质粒上有lacZ基因（β-半乳糖苷酶基因），用限制酶切割质粒和目的基因构建载体时，若目的基因插入会破坏lacZ基因。培养基中加入β - 半乳糖苷 ，含重组质粒的大肠杆菌因lacZ基因被破坏，不能分解β-半乳糖苷产生蓝色物质，而含空质粒的会产生蓝色。但还需考虑质粒上的Ampr（氨苄青霉素抗性基因），实际应是含氨苄青霉素和β-半乳糖苷 （同时筛选抗性和利用lacZ基因筛选 ），不过根据题意及常见筛选，这里从lacZ基因功能看，培养基含β-半乳糖苷，成功导入重组质粒（含目的基因）的菌落，因lacZ被破坏，呈无色（未被破坏的分解底物显蓝色，被破坏的不能分解显无色）。 19．(1) 复制原点 RNA聚合酶识别和结合的部位，启动转录 (2) 自身环化，不利于与质粒连接或目的基因与质粒反向连接 HindⅢ和BamHI (3)能在含氨苄青霉素的培养基上生存，但是不能在含四环素培养基和同时含两种抗生素的培养基上生存 (4)抗原-抗体杂交技术 【详解】（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，基因表达载体上包括：目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因等，根据图1所示，质粒中含有标记基因、启动子、终止子，没有标注出来的结构是复制原点。启动子的作用是启动转录，是RNA聚合酶识别并结合的部位。 （2）若只用HindⅢ切割含目的基因的DNA片段，则可能导致目的基因自身环化，不利于与质粒连接；目的基因与质粒反向连接。由图1和图2可知，用图中质粒和转座酶F35H基因构建基因表达载体时，最好选用HindⅢ和BamHI限制酶来切割质粒和含目的基因的DNA片段，因为质粒上的Sau3AⅠ限制酶会将启动子切除。 （3）构建重组质粒时，四环素抗性基因会被插入的目的基因破坏，而氨苄青霉素抗性基因保持完整。因此在含氨苄青霉素培养基上能生存。 在含四环素培养基上不能生存。在同时含氨苄青霉素和四环素的培养基上不能生存。 （4）检测转座酶 F35H 基因是否成功表达（即是否合成了相应蛋白质），常采用抗原 — 抗体杂交技术。 20．(1) 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 中心 (2) （胰岛素）基因 没有 大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对合成的蛋白质进行加工 (3) 乳腺中特异表达的基因的启动子 显微注射 【详解】（1）改造蛋白质从根本上来说就是改造基因，蛋白质工程的基本思路，即从预期的蛋白质功能出发→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→获得所需要的蛋白质。速效胰岛素的生产过程遵循中心法则。 （2）要研制速效胰岛素，就需要研究胰岛素对应的基因。在大肠杆菌中表达的新的胰岛素没有生物活性，原因是大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对合成的蛋白质进行加工。 （3）为了让胰岛素基因在乳腺细胞中表达，因此需要将新的胰岛素基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，用显微注射的方法，导入哺乳动物如羊的受精卵中，培育出转基因动物，待其进入泌乳期，其乳汁中即含速效胰岛素。 21．(1) 脱分化 提高 (2)同期发情 (3) 为了使最终形成的 X 鼠的遗传物质全部来自黑鼠 胚胎分割 胚胎移植 (4) 黑色 黑鼠和X鼠 (5)生殖性 【分析】1、科学家通过体外诱导小鼠成纤细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为多能干细胞（简称iPS细胞）。 2、题图分析：分析图中操作过程，内细胞团细胞被iPS细胞取代，最终形成的X鼠细胞核来源于黑鼠，其遗传特性与黑鼠相同。 【详解】（1）图中黑鼠提供的体细胞是已分化的细胞，而诱导产生的iPS细胞类似于胚胎干细胞，所以将黑鼠的体细胞诱导成iPS细胞的过程类似于植物组织培养中的脱分化过程，脱分化是指高度分化细胞失去原有结构和功能的过程。该过程结束后，细胞的分化程度降低，细胞的全能性提高。 （2）双细胞胚取自于灰鼠，灰鼠为雌鼠，所以通过注射促性腺激素可以促进其超数排卵，胚胎移植前，需要对代孕白鼠进行同期发情处理，使之达到子宫能接受胚胎的生理状态。 （3）结合图示可知，由于接受iPS细胞的囊胚的内细胞团失活，X鼠的各种组织细胞都来自iPS细胞的增殖、分化，所以X鼠的细胞内遗传物质来自黑鼠，这也是使内细胞团失活的目的。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割2、4、8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术，可以提高胚胎利用率。任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，所以胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节。 （4）结合小问3，X鼠的细胞内遗传物质来自黑鼠，故其体色与黑鼠相同为黑色。图中提供胚胎的灰鼠和代孕白鼠都是雌鼠，雄鼠有黑鼠和X鼠。 （5）生殖性克隆是指通过克隆技术生产独立生存的新个体。治疗性克隆是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。两者有着本质的区别。题中形成的是新个体，故是生殖性克隆。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $