2024屆高考生物一輪總復習課時驗收評價五十二全面落實“基因工程及生物技術(shù)的安全性與倫理問題”的主干知識

課時驗收評價（五十二）全面落實“基因工程及生物技術(shù)的安全性,與倫理問題”的主干知識1．若要使目的基因在受體細胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，其原因不包括()A．目的基因無法插入受體細胞DNAB．目的基因無法復制C．目的基因無轉(zhuǎn)錄所需的啟動部位D．目的基因與受體細胞遺傳信息傳遞方式不同解析：選D不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是目的基因無復制原點，無表達所需的啟動子。2．下列有關(guān)生物技術(shù)與倫理的說法錯誤的是()A．生命科學的發(fā)展必須受倫理的規(guī)范和制約B．實施生命科學研究必須遵循：自主、不傷害、善行和公正的原則C．關(guān)注倫理問題，就是完全限制生命科學的發(fā)展D．對于生物技術(shù)應(yīng)科學地控制，合理地使用，使它的發(fā)展對人類最有益解析：選C關(guān)注倫理問題，并不是完全限制生命科學的發(fā)展。對于生物技術(shù)，人類所面臨的關(guān)鍵問題是如何科學地進行控制，并合理地使用，使它的發(fā)展對人類最有益。3．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，有廣闊的發(fā)展前景。下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述正確的是()A．由于需要對蛋白質(zhì)直接改造，因此操作更難B．由于蛋白質(zhì)不能遺傳，因此蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)物不能大量生產(chǎn)C．蛋白質(zhì)工程也需要設(shè)計出相應(yīng)的基因D．蛋白質(zhì)工程發(fā)展得已經(jīng)非常成熟，在各個領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用解析：選C蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，是在分子水平上對基因分子直接進行操作，使其遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，可以遺傳給下一代，A、B錯誤；蛋白質(zhì)工程對基因分子直接進行操作，需要推測出應(yīng)有的氨基酸序列，設(shè)計出相應(yīng)的基因，C正確；蛋白質(zhì)工程的發(fā)展并不成熟，仍需一段時間提升，其目前并不能在各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，D錯誤。4．幾丁質(zhì)是許多真菌細胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化其水解。將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入菊花體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．將幾丁質(zhì)酶基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上構(gòu)建表達載體B．可通過顯微注射法將農(nóng)桿菌導入菊花受體細胞C．可用PCR等技術(shù)檢測目的基因是否成功導入D．可用真菌接種實驗檢測轉(zhuǎn)基因菊花對真菌的抗性程度解析：選BTi質(zhì)粒的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細胞中，并且整合到受體細胞染色體DNA上，根據(jù)這一特點，構(gòu)建表達載體時，應(yīng)該將目的基因即幾丁質(zhì)酶基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，A正確；可通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將農(nóng)桿菌導入菊花受體細胞，顯微注射法常用于將目的基因?qū)雱游锸芫阎?，B錯誤；可用PCR等技術(shù)檢測目的基因是否成功導入受體細胞，C正確；根據(jù)題干信息“幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入菊花體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力”，故可用真菌接種實驗檢測轉(zhuǎn)基因菊花對真菌的抗性程度，D正確。5．限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識別序列及其切割位點分別為：—AATTG—和—AATTC—。如圖表示某一目的基因片段與質(zhì)粒拼接形成重組質(zhì)粒的過程，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．用限制酶EcoRⅠ切割目的基因，同時用限制酶MunⅠ切割質(zhì)粒B．兩種限制酶切割后形成的黏性末端的堿基可以互補配對C．限制酶能使特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開D．將重組質(zhì)粒同時用2種限制酶切割則會形成2種DNA片段解析：選D由圖可知，目的基因兩側(cè)都是限制酶EcoRⅠ的切割位點，因此應(yīng)選用限制酶EcoRⅠ切割含有目的基因的外源DNA分子；質(zhì)粒中含有限制酶MunⅠ和EcoRⅠ的切割位點，但EcoRⅠ的切割位點位于標記基因中，用其切割會破壞標記基因，因此為保證重組質(zhì)粒表達載體的準確構(gòu)建，應(yīng)選用限制酶MunⅠ切割質(zhì)粒，A正確。將重組質(zhì)粒同時用2種限制酶切割，則會形成3種DNA片段，D錯誤。6．利用人胰島B細胞構(gòu)建cDNA文庫，然后通過核酸分子雜交技術(shù)從中篩選目的基因，篩選過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．該文庫保存的人類基因沒有完整的基因結(jié)構(gòu)B．探針通常用熒光或者放射性同位素進行標記C．不能用PCR技術(shù)從該文庫篩選出目的基因D．該基因文庫還可能存在呼吸酶的相關(guān)基因解析：選C由于cDNA文庫是以mRNA為模板，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄酶催化，在體外逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，所以形成的cDNA中只包含基因結(jié)構(gòu)中編碼區(qū)的部分序列，即該文庫保存的人類基因沒有完整的基因結(jié)構(gòu)，A正確；探針是可以與被檢測的目的基因序列進行堿基互補配對的帶標記的單鏈DNA片段，標記可以是熒光或者放射性同位素，B正確；凡是在胰島B細胞內(nèi)表達的基因，都可以用PCR技術(shù)從該文庫篩選出目的基因，C錯誤；由于呼吸酶基因在胰島B細胞內(nèi)能夠表達，所以該基因文庫還可能存在呼吸酶的相關(guān)基因，D正確。7．OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四個基因分別編碼四種不同的酶，研究人員將這些基因分別與葉綠體轉(zhuǎn)運肽(引導合成的蛋白質(zhì)進入葉綠體)基因連接，構(gòu)建多基因表達載體(載體中部分序列如圖所示)，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化水稻，在水稻葉綠體內(nèi)構(gòu)建了一條新代謝途徑，提高了水稻的產(chǎn)量。下列敘述正確的是()A．可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測四種酶在轉(zhuǎn)基因水稻中的表達量B．四個基因轉(zhuǎn)錄時都以DNA的同一條單鏈為模板C．應(yīng)選用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選被農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的水稻細胞D．四個基因都在水稻葉綠體內(nèi)進行轉(zhuǎn)錄翻譯解析：選A可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測四種酶在轉(zhuǎn)基因水稻中的表達量，雜交帶相對量越多，表明目的基因翻譯成的蛋白質(zhì)含量越高，A正確；由題圖可知，在同一個TDNA中OsGLO1啟動子啟動轉(zhuǎn)錄的方向與其他三個基因的不同，四個基因轉(zhuǎn)錄時并不都以DNA的同一條單鏈為模板，B錯誤；卡那霉素抗性基因不在TDNA中，而潮霉素抗性基因在TDNA中，應(yīng)選用含潮霉素的培養(yǎng)基篩選被農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的水稻細胞，C錯誤；由題意知，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化水稻，可使目的基因插入到水稻細胞中染色體的DNA上，所以與葉綠體轉(zhuǎn)運肽基因連接的四個基因，在水稻細胞核內(nèi)進行轉(zhuǎn)錄，在核糖體中進行翻譯，D錯誤。8．矮牽?；ò曜仙纳顪\由花青素的含量高低決定，花青素由查耳酮合酶(CHS)催化合成。為獲得紫色更深的矮牽牛，科研人員將CHS基因?qū)胍吧妥匣ò珷颗Ｈ~肉細胞中，得到的轉(zhuǎn)基因植株花色反而出現(xiàn)了淺紫色。下列敘述正確的是()A．可以從矮牽牛的幼嫩葉肉細胞中用逆轉(zhuǎn)錄酶和PCR技術(shù)相結(jié)合，獲取CHS基因B．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法都可以將獲得的CHS基因直接導入葉肉細胞中完成轉(zhuǎn)化過程C．可以用同位素標記的CHS基因檢測目的基因是否成功導入葉肉細胞D．轉(zhuǎn)基因植株花色為淺紫色的原因可能是CHS基因與載體反向連接，轉(zhuǎn)錄出的mRNA與內(nèi)源基因的mRNA互補解析：選DCHS基因只在花瓣細胞中表達，因此可以從矮牽牛的花瓣細胞中用逆轉(zhuǎn)錄酶和PCR技術(shù)相結(jié)合，獲取CHS基因，A錯誤；將目的基因?qū)胧荏w細胞前都需要先構(gòu)建基因表達載體，因此農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法都不可以將獲得的CHS基因直接導入葉肉細胞中完成轉(zhuǎn)化過程，B錯誤；葉肉細胞本身就含有CHS基因，因此不可以用同位素標記的CHS基因檢測目的基因是否成功導入葉肉細胞，C錯誤。9．科學研究發(fā)現(xiàn)Notch基因編碼一類高度保守的細胞表面受體，通過與其相應(yīng)的配體結(jié)合調(diào)控細胞增殖、分化和凋亡等。為了研究Notch基因表達產(chǎn)物的功能，科學家構(gòu)建含Notch基因的重組質(zhì)粒，并在大腸桿菌中表達。下列相關(guān)分析錯誤的是()A．可以用逆轉(zhuǎn)錄的方法和PCR技術(shù)獲得Notch基因B．利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，高溫代替了解旋酶的功能C．可通過核酸分子雜交的方法判斷導入的基因是否成功表達D．基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的核心解析：選C獲取目的基因的方法有從基因文庫中獲取、利用PCR擴增、人工合成等，故可以用逆轉(zhuǎn)錄的方法和PCR技術(shù)獲得Notch基因，A正確；利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，高溫變性可以將DNA雙鏈打開，代替解旋酶的功能，B正確；判斷導入的基因是否成功表達，需要用抗原—抗體雜交技術(shù)，C錯誤。10．構(gòu)建基因表達載體時，可利用堿性磷酸單酯酶催化載體的5′P變成5′OH，如圖所示。將經(jīng)過該酶處理的載體與外源DNA連接時，由于5′OH與3′OH不能連接而形成切口(nick)。下列說法錯誤的是()A．經(jīng)堿性磷酸單酯酶處理的載體不會發(fā)生自身環(huán)化B．外源DNA也必須用堿性磷酸單酯酶處理C．T4DNA連接酶可連接黏性末端和平末端D．重組DNA經(jīng)過2次復制可得到不含nick的子代DNA解析：選B將經(jīng)過該酶處理的載體與外源DNA連接時，由于5′OH與3′OH不能連接而形成切口(nick)，因此經(jīng)堿性磷酸單酯酶處理的載體不會發(fā)生自身環(huán)化，A正確；外源DNA不能用堿性磷酸單酯酶處理，如用堿性磷酸單酯酶處理，載體與外源DNA不能連接形成重組DNA，B錯誤；T4DNA連接酶可連接黏性末端和平末端，C正確；DNA是半保留復制，重組DNA經(jīng)過2次復制，可得到2個不含nick的子代DNA，D正確。11．B基因存在于水稻基因組中，其僅在體細胞(2n)和精子(n)中正常表達，在卵細胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達對卵細胞的影響，設(shè)計了如下圖實驗(Luc基因表達的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光，融合基因表達的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．由于DNA聚合酶不能合成導致B基因在水稻卵細胞中不能轉(zhuǎn)錄B．過程①中T-DNA以雙鏈形式整合到受體細胞的染色體DNA上C．過程②轉(zhuǎn)化篩選水稻愈傷組織時，需在培養(yǎng)基中加入潮霉素D．可通過檢測加入熒光素的卵細胞中是否發(fā)出熒光來鑒定B基因是否表達解析：選A轉(zhuǎn)錄過程不需要DNA聚合酶，需要RNA聚合酶，A錯誤；由圖可知，過程①中T-DNA以雙鏈形式整合到受體細胞的染色體DNA上，B正確；由圖可知，T-DNA上含有潮霉素抗性基因，因此過程②轉(zhuǎn)化篩選水稻愈傷組織時，需在培養(yǎng)基中加入潮霉素，C正確；由圖可知B基因與Luc基因連接形成B-Luc融合基因，因此可通過檢測加入熒光素的卵細胞中是否發(fā)出熒光來鑒定B基因是否表達，D正確。12．(2022·湖南高考)水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉栴}：(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是________，物質(zhì)b是________。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是__________________。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有____________________、____________________和利用PCR技術(shù)擴增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是_________________________________________________________________。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如圖所示。推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的__________(填“種類”或“含量”)有關(guān)，導致其活性不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡要寫出實驗設(shè)計思路__________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)據(jù)題圖分析可知，物質(zhì)a是氨基酸序列(多肽鏈)，物質(zhì)b是mRNA。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是密碼子的簡并性，即一種氨基酸可能有幾種密碼子。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有從基因文庫中獲取目的基因、通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成和利用PCR技術(shù)擴增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是DNA雙鏈復制。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，據(jù)圖可知，水解產(chǎn)物中的肽含量隨著酶解時間的延長均上升，且差別不大；而抗凝血活性有差異，經(jīng)酶甲處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先上升后相對穩(wěn)定，經(jīng)酶乙處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性最終高于經(jīng)酶乙處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性，差異明顯，據(jù)此推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關(guān)，導致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解時間和酶的種類不同，導致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞。(4)實驗設(shè)計思路見答案。答案：(1)氨基酸序列(多肽鏈)mRNA密碼子的簡并性(2)從基因文庫中獲取目的基因通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成DNA雙鏈復制(3)種類提取的水蛭蛋白的酶解時間和處理的酶的種類不同，導致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞(4)取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一只動物(如家兔)的血液，立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中，靜置相同時間，統(tǒng)計三支試管中血液凝固情況13．幽門螺桿菌是一種很容易傳染的細菌，尤其是家庭內(nèi)部成員之間，發(fā)生交叉感染的概率很高。幽門螺桿菌感染與胃炎、消化道潰瘍、胃癌等主要上消化道疾病密切相關(guān)。某高校研發(fā)的幽門螺桿菌疫苗為基因工程疫苗，其有效成分是該菌表面的一種蛋白質(zhì)。請回答下列有關(guān)問題：(1)細菌表面的蛋白質(zhì)可作為________，刺激人體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生相關(guān)生理反應(yīng)。(2)在疫苗的制備過程中，可通過細菌表面蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測出目的基因的______________序列，人工合成該目的基因，再利用__________技術(shù)對目的基因進行擴增。(3)基因工程的核心步驟是________________的構(gòu)建，該過程構(gòu)建的產(chǎn)物中除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子和____________。(4)目的基因進入受體細胞，并在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定維持并表達的過程，稱為________。利用動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)該疫苗時，需用____________技術(shù)將目的基因?qū)雱游锏氖芫阎?，再利用胚胎工程將受精卵培育成轉(zhuǎn)基因動物，若該轉(zhuǎn)基因動物的乳腺細胞沒有分泌出目標蛋白質(zhì)，其原因可能是_______________________________________________(答出兩點即可)。解析：(1)細菌表面的蛋白質(zhì)可作為抗原，刺激人體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生相關(guān)特異性免疫。(2)在疫苗的制備過程中，可通過細菌表面蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測出目的基因的脫氧核苷酸序列，人工合成該目的基因，再利用PCR技術(shù)對目的基因進行擴增。(3)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建，必須含有目的基因、啟動子、終止子和標記基因。(4)目的基因進入受體細胞，并在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定維持并表達的過程，稱為轉(zhuǎn)化。利用動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)該疫苗時，需用顯微注射技術(shù)將目的基因?qū)雱游锏氖芫阎校倮门咛スこ虒⑹芫雅嘤赊D(zhuǎn)基因動物，若該轉(zhuǎn)基因動物的乳腺細胞沒有分泌出目標蛋白質(zhì)，其原因可能是目的基因未導入受體細胞、目的基因不能在轉(zhuǎn)基因生物的乳腺細胞內(nèi)表達。答案：(1)抗原(2)脫氧核苷酸PCR(3)基因表達載體標記基因(4)轉(zhuǎn)化顯微注射目的基因未導入受體細胞、目的基因不能在轉(zhuǎn)基因生物的乳腺細胞內(nèi)表達14．長期高血糖可引發(fā)血管細胞衰老?？蒲腥藛T為研究S蛋白在因高血糖引發(fā)的血管細胞衰老中的作用，以腺病毒為載體將編碼S蛋白的S基因?qū)胙芗毎?，實現(xiàn)S蛋白在血管細胞中的大量表達。(1)腺病毒的遺傳物質(zhì)為DNA，其復制需要E1、E2、E3基因共同完成。為將S基因?qū)胂俨《荆蒲腥藛T首先構(gòu)建了含S基因的重組質(zhì)粒，如圖1所示。在構(gòu)建含S基因的重組質(zhì)粒時，通過________________________的方法可鑒定重組質(zhì)粒是否插入了S基因。將圖1中含S基因的重組質(zhì)粒用__________酶切割后，獲得改造后的腺病毒DNA；將其導入A細胞(A細胞含有E3基因，可表達E3蛋白)，如圖2所示。腺病毒DNA在A細胞內(nèi)能夠____________________________________________，從而產(chǎn)生大量重組腺病毒，腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上。(2)綜合上述信息，從生物安全性角度分析重組腺病毒載體的優(yōu)點：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(寫出2點)。(3)用含S基因的重組腺病毒分別感染正常人及糖尿病患者的血管細胞，