【生物2年模拟】专题28 基因工程、安全性和伦理问题.doc

专题28 基因工程、安全性和伦理问题一、基础题组（选择题4道，非选择题6道）1对基因组文库的描述，不正确的是A含有某种生物的全部基因 B基因中含有启动子和内含子C文库的基因是通过受体菌承载的 D文库中的全部基因可以在物种间交流答案D解析基因文库的含义是指将含有某种生物不同基因的许多的DNA片段，导入受体菌的群体中通过克隆而储存，这样含有这种生物有不同基因受体菌群体便构成了基因文库。如果一个基因文库中包含了一种生物所有的基因，这种基因文库叫做基因组文库。由于基因文库中的基因都是将基因导入受体菌内，所以不能在物种间交流。评析本题考查基因组文库的理解，属于理解层次，试题难度较小。2下列关于限制酶的说法不正确的是A限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B限制酶的作用是用来提取目的基因C不同的限制酶切割DNA的切点不同D一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列答案A解析限制酶主要存在于各种微生物中，而高等生物中则很少。评析本题考查限制酶的分布、作用，属于理解层次，试题难度较小。3基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是A结构简单，操作方便B繁殖速度快C遗传物质含量少、简单D性状稳定，变异少答案B解析目的基因导入受体细胞后，随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌等微生物繁殖速度非常快。在很短的时间内就能获得大量的目的基因。评析本题考查基因工程的受体细胞，属于理解层次，试题难度较小。4下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患A转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质B转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏源C某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫力D某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变答案C解析转基因生物可引发食物安全的主要理由如下：对食物的安全性检测不够；担心出现滞后效应；担心出现新的过敏源；担心营养成分改变等。因此A、B、D三项都属于转基因食物潜在的安全隐患，只有C项不是，它是转基因技术在制药方面的应用。评析本题考查转基因食物的安全性问题，属于理解层次，试题难度较小。5人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质，请根据下面的示意图回答下列问题：获得甲生物合成该蛋白质的信使RNA目的基因与质粒DNA重组导入乙生物细胞获得甲生物的蛋白质 （1）操作过程需加入的四种核苷酸是 。此外，还必须加入 酶。（2）质粒是常用的运载体，它存在于许多细菌及酵母菌等生物中。最常用的质粒是 的质粒，它常含有 基因，这种基因有助于对受体细胞是否导入了目的基因进行检测。过程首先要用 酶切断质粒DNA，再用 酶将目的基因与质粒DNA连接重组在一起。C T T A AG （3）在操作过程中，若目的基因的黏性末端为 ，则其运载体（质粒）与之相对应的黏性末端是 。（4）经过过程导入受体细胞的质粒是否能够自主复制？ 。（5）是目的基因的表达过程，此过程包括 。答案（1）腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸逆转录（2）大肠杆菌抗药（答出具体抗菌素的抗性也可）限制性核酸内切 DNA连接AATTCG（3） （4）能 （5）遗传信息的转录和翻译解析分析图解可知，由信使RNA合成目的基因，需要加入四种脱氧核苷酸和逆转录酶；质粒是一种裸露的、结构简单、独立于拟核DNA之外，并且具有自我复制能力的环状DNA分子。基因工程中最常用的运载体是大肠杆菌的质粒，它常带有抗药基因（标记基因）。要将目的基因导入受体细胞，先需要“分子手术刀”限制性核酸内切酶，切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒DNA连接重组在一起。目的基因导入受体细胞后，通过转录和翻译表达其遗传特性。评析本题考查基因工程操作步骤中的有关问题，属于理解层次，试题难度一般。6在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。据图回答：（1）A 过程需要的酶有 。（2）图中获得抗虫棉的核心步骤是 。（3）如果利用 DNA 分子杂交原理检测抗虫基因是否转录出 mRNA， D过程应该用 作为探针；对转基因抗虫棉是否赋予了抗虫特性进行个体生物学水平的鉴定，可采用的方法是 。答案（1）限制酶和DNA连接酶（2）基因表达载体的构建（或A）（3）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因抗虫接种实验解析用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA（运载体），使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子（重组质粒）。基因表达载体的构建是基因工程的核心。其中心内容是使目的基因与运载体结合，形成重组运载体，最后通过重组运载体将目的基因导入受体细胞。如果利用 DNA 分子杂交原理检测抗虫基因是否转录出 mRNA， 可以选用放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因作为探针。在个体水平检测上，检测特定性状是否表现。例如，一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了该植物抗虫或抗病特性，需要做抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。评析本题考查基因操作的过程，属于理解层次，试题难度一般。7请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题：（1）糖尿病在现代社会中的发病率越来越高，主要是由于患者胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足引起的。对此，某同学根据所学知识提出了用转基因动物生产胰岛素治疗方法。基本程序：获取目的基因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。其中和的操作中需要相同的工具酶是 ，该酶的作用是 ，暴露出相同的黏性末端。利用PCR技术扩增目的基因的过程中，目的基因受热形成单链并与引物结合，在 酶的作用下延伸形成DNA。 （2）蛋白质工程的基本途径是：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有氨基酸的序列找到相对应的 序列。答案（1）限制性核酸内切酶（或限制酶）是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂DNA聚合酶（2）脱氧核苷酸解析和的操作中都需要用到同一种限制酶；限制酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。DNA模板与引物结合后，在DNA聚合酶的作用下，温度控制在72左右，以四种脱氧核苷酸为原料，以靶序列为模板，按碱基互补配对的方式和半保留复制的原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链。蛋白质工程的基本途径是：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相对应的核糖核苷酸序列（RNA）找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA）。评析本题考查限制酶的作用、PCR技术和蛋白质工程的基本途径，属于理解分析层次，试题难度适中。8一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时,发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米,这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好。杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除可直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请完成下列问题：（1）一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁，如果你同意这种观点，请列出三条理由：A ；B ； C 。（2）转基因玉米的加工食品被摆在超市的货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护 ；在有关标识中，应该注“ ”或“ ”；如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分,应标注为“本产品为 ，但本产品中 。答案（1）A玉米与其他植物之间存在生殖隔离 B玉米花粉的传播距离有限C玉米花粉的存活时间有限（或其他理由） （2）消费者的知情权 转基因玉米加工品 加工原料为转基因玉米 转基因玉米 已不再含有转基因成分 解析转基因生物尤其是转基因农作物，不大可能对生物多样性构成威胁的理由：扩散到种植区外的转基因农作物，会很快死亡；要表现出新性状，必需具有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；由于生殖隔离的存在，使它们很难与其他植物杂交；花粉传播的距离有限，且有许多农作物是自花传粉，另外花粉存活时间有限。评析本题考查转基因生物的生物安全性，属于分析层次，试题难度一般。9对番茄的研究发现，害虫损伤番茄叶后，叶上的细胞壁能释放一种类激素因子，这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动了蛋白酶抑制剂的基因，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟（一种玉米害虫）。试分析回答下列问题：（1）番茄的蛋白酶抑制剂基因的表达包括和两个过程；番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的 中合成的。（2）将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内，使玉米形成新的性状，这种变异属于 。（3）能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？说明理由。（4）有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧，你认为这种担忧有道理吗？试简要分析。答案（1）核糖体（2）基因重组（3）不赞成。转基因玉米能抵抗玉米螟，并不能抵抗所有的害虫。 （4）如：有道理，这种转基因玉米的果实中可能含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体内消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而患病。无必要。因为人与害虫消化酶结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人可能无影响。无必要。人类食用的通常是煮熟后的玉米食品，玉米蛋白酶抑制剂在高温下已经破坏，因此不会对人的消化造成不良影响。解析基因的表达包括转录和翻译两个生理过程，通过番茄的蛋白酶抑制剂基因表达的蛋白酶抑制剂属于蛋白质，蛋白质是在细胞质中的核糖体上合成的。将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内，使玉米形成新的性状，这种变异属于基因重组（人为的基因重组）。转基因玉米能抵抗玉米螟，并不能抵抗所有的害虫。关于转基因的安全性问题，可以多角度进行分析，只要合理即可。评析本题考查基因的表达、转基因生物的安全性问题，属于理解层次，试题难度一般。10如今，从土豆、草莓到西红柿，各种各样的转基因产品已经潜入寻常百姓家，更有资料显示，我国餐桌上有50以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来，有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如：1999年，美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因（苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因）玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脉金斑蝶4天后死亡率达44，而对照组无一死亡，研究者认为该转基因玉米对非靶生物有毒。（1）报道转基因作物大面积种植已达7年，食用转基因食品的人群至少已有10亿之多，至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食品是安全的，试分析原因。（2）自1983年转基因作物在美国问世以来，用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。2001年全球转基因作物的种植面积达到了5 000万公顷。试问：转基因产品到底有什么优势?（3）你是怎样理解转Bt基因（苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因）玉米花粉对非靶生物是有毒的。（4）有人认为转基因生物会造成基因污染，危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的?答案（1）转基因食物被煮熟之后，细胞就被破坏了，进人人肠胃系统后，基因被消化成小分子物质而失去遗传作用。我们所吃的非转基因改良谷物是长期人工选择的结果，人们食用后并未有不适和影响健康。转基因食品仅是农作物品种中加入一两个对人类无害的已知性状的基因等。（只要合理即可）（2）可缩短育种时间；可定向改造生物的性状；可提高粮食产量，解决粮食问题。（3）转Bt基因玉米在培育过程中没有对所有的生物进行毒性检测实验，在逻辑判断上属于不完全归纳。（4）转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传递，可能会由此产生的超级杂草、超级害虫以及其他超级动物等，使得生物多样性受到破坏等。（只要合理即可）解析可从正反两个方面分析利害关系。转基因育种转入的外源基因会不会对人体产生毒害，会不会富集，转基因产品中所含的外源基因是否会在环境中传递，如果会的话由此产生的超级杂草、超级害虫如何控制，生物多样性是否会被破坏，转基因食品的营养对原有食品营养会不会有影响等诸多问题被不断提出。如何对转基因食品进行安全性评价已经成为新的课题。评析本题综合考查转基因原理和操作问题，属于理解层次，试题难度适中。二、能力提升题组（选择题4道，非选择题6道）1（2009南京模拟）质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。某细菌质粒上的标记基因如右图所示，通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上生长情况也不同，右图示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析，其中分析正确的是实验现象实验推论在含青霉素培养基上生长情况在含四环素培养基上生长情况目的基因插入的位置A能生长能生长aB不能生长能生长bC能生长不能生长CD不能生长不能生长C答案B解析若质粒插入的位置在a点，那么抗四环素基因被破坏而抗青霉素基因没有被破坏，导入该重组质粒的细菌在含四环素的培养基上不能生长而在含青霉素的培养基上能生长。若质粒插入的位置在b点，那么抗四环素基因没有被破坏而抗青霉素基因被破坏，导入该重组质粒的细菌在含四环素的培养基上能生长而在含青霉素的培养基上不能生长。若质粒插入的位置在c点，那么抗四环素基因和抗青霉素基因都没有被破坏，导入该重组质粒的细菌在含四环素的培养基和含青霉素的培养基上均能生长。评析本题考查标记基因的特点和作用，属于理解分析层次，试题难度适中。2（2010合肥模拟）下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如图，已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamH或EcoR或Pst的酶切位点。现用BamH和EcoR两种酶同时切割该DNA片段（假设所用的酶均可将识别位点完全切开），下列各种酶切位点情况中，可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是A1 为BamH，2为EcoR，3为BamH，4为PstB1 为EcoR，2为BamH，3为BamH，4为PstC1 为Pst，2为EcoR，3为EcoR，4为BamHD1 为BamH，2为EcoR，3为Pst，4为EcoR答案A解析选项B、C中，2、3二处都被同一种限制酶切割，由同一种限制酶切割的DNA可以连接在一起；选项，3年不被切割，而2、4二处又是同时被EcoR切割，可以连接在一起。评析本题考查限制酶切点与特性，属于理解层次，试题难度较大。3（2010青岛模拟）基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对的，它们就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，即出现“反应信号”。下列说法中错误的是A基因芯片的工作原理是碱基互补配对B待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序C基因芯片技术可用来筛选农作物的基因突变D基因芯片技术将来可以制作“基因身份证”答案B解析从题干中的信息可知待测DNA分子需用特殊物质标记后才能进行检测，如果待测的DNA分子中正好有能与芯片上DNA配对的，它们就会自动结合起来，并在结合的位置出现“反应信号”。最终根据能否出现“反应信号”来判断待测DNA分子是能否与基因探针进行碱基互补配对。评析本题考查基因芯片的工作原理以及基因芯片技术的应用，属于分析应用层次，试题难度适中。4（2010厦门模拟）下列哪项不是解决基因歧视的正确方法A通过正确的科学知识传播和伦理道德教育 B杜绝基因检测 C保护个人遗传信息隐私权 D建立完善的法规，通过立法解决答案B解析基因检测有利人们的疾病的诊断和治疗，有利于某些疾病的发现和预防，是对人们有利的一面。但是，有的人对基因检测认识不够，因此需要正确的科学知识传播和伦理道德教育，有必要用法制手段来约束某些人的基因歧视行为。杜绝基因检测则限制了生物技术的发展和利用，是不正确的做法。评析本题考查生物技术的伦理问题，属于理解层次，试题难度一般。5（2009广州模拟）2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：请根据上述材料回答下列问题：（1）用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必需有启动子、 和 。图中过程常用的方法是 ；过程利用的生物技术是 ；在进行过程前，利用 技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠。（2）GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达，也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性作用，因此GFP基因可以作为基因表达载体上 。（3）目前科学家们通过 工程制造出了蓝色荧光蛋白，黄色荧光蛋白等，该工程是直接改造GFP分子，还是改造GFP基因？ 。请写出该工程的基本流程。 。答案（1）GFP基因 终止子 显微注射法 早期胚胎培养技术（细胞培养技术） 胚胎分割（2）标记基因（3）蛋白质 GFP基因（绿色荧光蛋白基因）预期蛋白质功能预期蛋白质结构推测氨基酸序列推知基因的核苷酸序列修饰（合成）相应基因表达出相应蛋白质解析基因表达载体由目的基因、启动子、终止子和标记基因等四部分组成。把目的基因导入动物受体细胞的常用方法是显微注射技术。由受精卵培养得到的早期胚胎，属于细胞培养技术，可以利用胚胎分割技术，由一个胚胎获得多个胚胎。GFP基因（绿色荧光蛋白基因）不影响目的基因控制合成的蛋白质的结构和功能，且对细胞无毒，又可以发出荧光，因此可以作为标记基因。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律以及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生活和生产要求。就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。蛋白质工程的基本流程是预期蛋白质功能预期蛋白质结构推测氨基酸序列推知基因的核苷酸序列修饰（合成）相应基因表达出相应蛋白质。评析本题主要是考查基因工程和蛋白质工程，全面考查基因工程的原理、工具、操作技术、基因操作的四部曲以及在农业生产、科研等方面的应用，蛋白质工程的基本流程，以及基因工程与基因工程的比较。属于理解分析层次，试题难度适中。6（2010福州模拟）降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图。在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：（1）Klenow酶是一种 酶，合成的双链DNA有 个碱基对。（2）获得的双链DNA经EcoR（识别序列和切割位点-GAATTC-）和BamH（识别序列和切割位点-GGATCC-）双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它 。设计EcoR和BamH双酶切的目的是 。要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有 。（3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是 。（4）上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是 。 答案（1）DNA聚合酶 126 （2）繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少 保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接）标记基因 （3）合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象（4）蛋白质工程解析每种限制酶特异识别专一DNA序列，并在切割位点将其准确切割。例如，EcoR1切割GAATTC序列，切割位点在G与A之间。细菌将自身的DNA甲基化修饰，防止了被自身核酸内切酶降解。这些甲基化基团被装到DNA大沟的腺嘌呤或胞嘧啶上（依细菌种类而定），使限制酶不能与DNA序列结合，但又不影响这些DNA序列上遗传信息的正常识别与表达。噬菌体DNA没有这些保护性的甲基化基团，所以会被降解。每种细菌都有一种或几种用来切割特异DNA序列的限制酶，还有与限制酶配对的甲基转移酶，用来防止限制酶降解细菌基因中的相应序列。评析本题综合考查基因工程的原理及操作技术，属于理解层次，试题难度适中。7（2010南京模拟）分析以下两则资料，回答相关问题：资料1美国宾夕法尼亚大学教授李斯威尼等人在份科学杂志上发表研究报告，显示将其它动物控制合成肌肉发育的蛋白质的基因，以特殊方法植入老鼠体内，能使其肌纤维变粗，肌肉功能提高1倍。资料2基因兴奋剂指通过改良遗传学成分来使机体产生某些天然物质，从而增强运动能力。基因兴奋剂的原理很简单，使用者注射的不是那些容易在尿液中检测出的药物，而是转入能使性状发生改变的基因。 （1）“控制合成肌肉发育的蛋白质的基因”必须与运载体形成重组DNA分子。基因能与运载体重组的原因是 ，运载体应具备的特点是： ； ； 。（2）基因兴奋剂的隐蔽性很强，其基因表达的产物仅在局部 组织中合成，且不进入血液循环。若要检测运动员是否使用基因兴奋剂，必须对运动员进行 检测。并请你写出一种检测方法 。（3）基因兴奋剂依据的生物学原理是 。答案（1）不同DNA分子的组成和结构相似至少有一个限制酶切点；能在宿主细胞中复制；带有标记基因（2）肌肉DNA用DNA探针（3）基因重组解析基因能与运载体重组的原因是不同DNA分子的组成和结构相似，即脱氧核苷酸的种类相同，且都具有双螺旋结构；作为运载体必须具备的条件有能在宿主细胞内复制并稳定地保存、具有多个限制酶切点、带有某些标记基因等。基因兴奋剂是利用基因技术在人体内产生的激素或蛋白质是内源性的，这些化学物质与正常的体内固有基因产物完全一样，仅在局部肌肉组织中合成，不进入血液循环，尿样和血样检测都无法查出，只有对运动员进行详细的DNA检测，否则不易被检测出来。基因兴奋剂依据的生物学原理是基因重组。评析本题考查基因兴奋剂的原理和实质，属于分析应用层次，试题难度适中。8（2010沈阳模拟）基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。“基因敲除细胞”的构建过程如下：第一步：从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞（ES），在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。第二步：构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因（同源臂），在同源臂上接入neoR（新霉素抵抗基因）等。由于同源臂与靶基因的DNA正好配对，所以能像“准星”一样，将表达载体准确地带到靶基因的位置。第三步：将表达载体导入胚胎干细胞，并与其内靶基因同源重组，完成胚胎干细胞的基因改造。第四步：基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如下图所示。请根据上述资料，回答下列问题：（1）在把与靶基因序列同源的目的基因导入受体细胞前，应首先完成 ，在这过程中所需要的工具酶是 。（2）如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是 ，原因是 。若用大肠杆菌储存目的基因，则需先将其处理为 细胞。（3）上述资料中neoR基因的作用最可能是 。（4）在（2）中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代是否都含该目的基因？ 。为什么？ 。（5）该项技术具有广阔的应用前景，请试举一例 。 答案 （1）表达载体的构建 限制性核酸内切酶和DNA连接酶（2）受精卵 动物受精卵具有全能性（动物不能象植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体） 感受态（3）作为标志基因，便于筛选 （4）否 在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离（5）基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等。解析（1）单独的DNA片段目的基因是不能稳定遗传的。构建表达载体的目的是为了使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能表达和发挥作用。因此在导入受体细胞前，应首先完成基因表达载体的构建。构建基因表达载体，须用限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，用DNA连接酶连接目的基因和运载体之间的磷酸二酯键。（2）动物受精卵具有全能性，能发育成完整个体，要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是受精卵。（3）作为标记基因的neoR（新霉素抵抗基因）的作用是为了编选基因表达载体（4）由于减数分裂产生配子时，基因的分离与自由组合是随机的，所以导入目的基因的个体有性生殖产生的后代不一定都还含有目的基因。（5）目前，基因工程有着广泛的应用，如基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等。评析本题综合考查转基因原理和操作问题，属于理解层次，试题难度较小。9（2010杭州模拟）阅读资料，分析回答：A有人把蚕的DNA分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取出一种叫“质粒”的DNA分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中，结果此细菌就有了生产蚕丝的本领。B法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入铁原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。C1991年，我国复旦大学遗传所科学家成功地进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临床实验。D江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将有关基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫的毒杀效果高达80%100%。（1）以上所有实验的结果，有没有生成前所未有的新型蛋白质？ 。基因工程的操作一般要经历四个步骤，其中第一步是： 。（2）资料A中的实验结果是细菌具有了生产蚕丝的本领，说明 。（3）资料B中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白为什么要加入铁原子？ 。植物中含有类似人类血红蛋白的基因，从进化上看，说明 。（4）人类基因组计划测定了人体中 条染色体的双链DNA分子的脱氧核苷酸序列，资料C中血友病基因疗法中有关的染色体是 染色体。（5）转基因抗虫棉抗害虫的遗传信息传递可以表示为 ，该项科技在环境保护上重要的作用是 ，科学家预言，此种转基因抗虫棉独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于 。答案（1）没有提取目的基因 （2）蚕的丝蛋白基因在细菌体内得以表达 （3）人类的血红蛋白是一种含铁的蛋白质不同生物之间具有一定的亲缘关系（4）24X （5）DNARNA蛋白质减轻农药对环境造成的污染基因突变解析（1）以上所有实验均借助转基因技术完成，没有产生新基因，所以也没有生成前所未有的新型蛋白质。（2）通过基因工程把目的基因导入受体细胞中，其成功表达的标志是得到目的基因控制合成的产物。（3）玉米、烟草中能成功表达人的血红蛋白基因，说明不同生物间具有一定的亲缘关系；转基因抗虫棉的使用可以减少农药对环境造成的污染；人类基因组计划测定的是人体24条双链DNA分子即：22+XY，血友病为X染色体上隐性基因控制的遗传病。评析本题是对基因工程原理及操作技术的考查，属于考纲理解层次，难度适中。10（2010天津模拟）根据实验原理和材料用具，设计实验确定细菌质粒的抗菌素基因所控制的抗菌素的类别。实验原理：作为运载体的质粒，需要有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。有抗性基因的质粒可用作运载体。材料用具：青霉素、四环素各10万单位溶液，菌种试管，灭菌的含细菌培养基的培养皿，酒精灯，接种环，一次性注射器，无菌水，恒温箱方法步骤：第一步：取3个含培养基的培养皿，分别编号为1、2、3号，用三支注射器分别向3个培养基中注入1ml无菌水，、青霉素液、四环素液，并使之均匀分布之整个培养基表面。第二步： 。第三步： 。结果预期： 。答案第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，在酒精灯旁用接种环挑取等量菌种，分别培养在三个不同的培养基上，置于恒温箱内，培养一段时间。第三步：将接种后的培养基放在37的恒温箱中培养24小时。预期结果：1号培养基内细菌正常生长，2、3号内的细菌死亡，说明细菌无抗青霉素基因，无抗四环素基因；1、2号培养基内细菌正常生长，3号培养基内细菌死亡，说明细菌有抗青霉素基因，无抗四环素基因；1、3号培养基内细菌正常生长，2号培养基内细菌死亡，说明细菌质粒无抗青霉素基因，有抗四环素基因；1、2、3号培养基内细菌都正常生长，说明细菌质粒既有抗青霉素基因，又有抗四环素基因。解析运载体中所携带的一些抗性基因（如氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因）及发光基因等，能控制一些特殊物质的合成，利用这些特殊物质可以筛选运载体或重组运载体，这些基因就叫做标志基因。目的基因中的标志基因最少要有2个，一个是用来检测运载体是否进入了受体细胞，另一个是用来检测目的基因是否被拼接到运载体上；第一个标志基因要保证其完整性，能够进行表达，若受体细胞表现出该基因所控制的性状，说明运载体已进入受体细胞；第二个标志基因是插入目的基因的部位，由于目的基因的插入破坏了起结构，不能表达其所控制的性状，若受体细胞没有表达出第二个基因所控制的性状，说明目的基因已进入受体细胞。评析本题综合考查基因工程的检测，属于理解分析层次，试题难度较大。三、备选试题（选择题4道，非选择题1道）1不属于目的基因与运载体结合过程的是（）A用一定的限制性核酸内切酶切割质粒露出黏性末端B用同种限制性核酸内切酶切断目的基因露出黏性末端C将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处D将重组DNA引入受体细胞中进行扩增答案D解析目的基因与运载体结合的过程包括：用一定的限制性核酸内切酶切割质粒露出黏性末端，用同种限制性核酸内切酶切断目的基因使之产生相同的黏性末端，将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处，加入DNA连接酶。评析本题考查基因工程的基本操作程序，属于理解层次，试题难度一般。2基因芯片的测序原理是DNA分子杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。先在一块基片表面固定序列已知的八核苷酸的探针，当溶液中带有荧光标记的靶核酸序列，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列TATGCAATCTAG（过程见图1）。若靶核酸序列与八核苷酸的探针杂交后，荧光强度最强的探针位置如图2所示，请分析溶液中靶序列为AAGCCTAGCTGAA BTCGGATCGACTT CATCGACTT DTAGCTGAA答案A解析观察图1发现探针之间有重复序列，观察图2探针，得出重组的互补序列是TCGGATCGACTT，因此可以推出靶序列为AGCCTAGCTGAA。评析本题考查基因芯片测序的相关知识，属于理解分析层次，试题难度较大。3科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述正确的是A虽然转基因马铃薯与普通马铃薯之间可以相互授粉并产生可育的种子，但两者不属于同一物种B人工种植的转基因马铃薯种群中，人奶蛋白基因的频率将不会发生改变C马铃薯的叶肉细胞不可作为受体细胞D处理质粒和含有目的基因的DNA时应使用同一种限制酶答案D解析转基因马铃薯与普通马铃薯之间可以相互授粉并产生可育的种子，二者不存在生殖隔离，实为一个物种；转基因马铃薯种群由于转入人奶蛋白基因，基因频率发生改变，进化既已产生；植物细胞因具有的较强的全能性，所以几乎所有活的植物细胞都可以作为受体细胞。评析本题综合考查转基因技术的实践意义及操