【高考生物】2026步步高大一轮复习讲义第十单元　第56课时　生物技术的安全性与伦理问题含答案

【高考生物】2026步步高大一轮复习讲义第十单元第56课时生物技术的安全性与伦理问题含答案第56课时生物技术的安全性与伦理问题课标要求1.教学活动：搜集文献资料，就“转基因食品是否安全”展开辩论。2.教学活动：搜集关于设计试管婴儿的资料，并在小组内讨论“是否支持设计试管婴儿”。3.教学活动：搜集历史上使用生物武器的资料，并分析其严重危害。考情分析生物技术的安全性与伦理问题2024·浙江1月选考·T12023·浙江1月选考·T2考点一转基因产品的安全性1．转基因成果领域成果微生物方面①减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期；②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸；③用基因工程菌生产药物转基因动物方面①培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜；②培育抵抗相应病毒的动物新品种；③建立某些人类疾病的转基因动物模型转基因植物方面培育具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物2.对转基因产品安全性的争论[教材隐性知识]源于选择性必修3P102“相关信息”：我国科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。3．理性看待转基因技术(1)理性看待转基因技术的前提①清晰地了解转基因技术的原理和操作规程。②看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响。③要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。(2)我国对转基因技术的态度①研究上要大胆，坚持自主创新。②推广上要慎重，做到确保安全。③管理上要严格，坚持依法监管。(3)我国相关部门制定了一系列的政策、法规并成立相关机构①维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权。②保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性。③为保障农业转基因生物安全提供重要的技术支撑。考向一转基因产品的安全性1．(2024·安庆一模)下列关于转基因生物安全性的叙述，正确的是()A．转基因作物种植区应与传统农业种植区混合B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中C．种植转基因作物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性D．以转基因大豆为原料制成的大豆油在销售时不需要标注“转基因大豆”答案C解析科学家在培育转基因植物时，常通过农杆菌的转化作用使目的基因进入受体细胞，若转基因作物种植区与传统农业种植区混合，就容易经农杆菌的作用将相关基因转入传统作物，导致基因扩散，也可能会影响到野生植物的基因库，从而改变野生植物的遗传多样性，A错误，C正确；转基因作物被动物食用后，相关基因会被分解成核苷酸，因此不会转入动物体细胞中，B错误；我国为加强对农业转基因生物的标识管理，实行了相应标识制度，如以转基因大豆为原料制成的大豆油，需要标注为“转基因大豆加工品(制成品)”或者“加工原料为转基因大豆”，D错误。2．(2024·恩施期末)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答案D解析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。考点二关注生殖性克隆人和禁止生物武器1．生殖性克隆人面临的伦理问题(1)生殖性克隆和治疗性克隆的比较类型生殖性克隆治疗性克隆概念利用克隆技术获得胚胎，并将胚胎孕育成为人类个体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目的产生独立生存的新个体治疗疾病水平个体水平细胞或组织水平联系都属于无性生殖；产生新细胞、新组织或新个体，遗传信息相同(2)关于生殖性克隆人的态度我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。2．试管婴儿和设计试管婴儿的比较类型试管婴儿设计试管婴儿技术手段不需要进行遗传学诊断胚胎移植前需要进行遗传学诊断实践应用解决不孕不育问题用于白血病、贫血症等疾病的治疗联系二者都是体外受精，经体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，在生殖方式上都为有性生殖3.生物武器的种类和特点(1)种类(2)特点①致病性强；传染性强；人易感。②较隐蔽：不易被发现；易传播(如气溶胶)，发病有潜伏期，污染面积大、危害时间长。③易得到：制备容易，花费小。④传染途径多，治疗困难。⑤受自然条件影响大。(3)在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。考向二关注生殖性克隆人和禁止生物武器3．(2024·深圳一模)生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列相关叙述正确的是()A．转基因食品中的DNA会与人体细胞的DNA发生基因重组B．将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物，可防止转基因花粉的传播C．生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞D．试管婴儿必需的技术有体外受精、植入前的遗传编辑和胚胎移植等答案B解析一般转基因食品中的DNA不会与人体细胞的DNA发生基因重组，A错误；将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏而使花粉失去活性，因此可以防止转基因花粉的传播，B正确；生殖性克隆是通过克隆技术产生独立生存的新个体，C错误；试管婴儿对植入前的胚胎一般不需要进行遗传学诊断(或遗传编辑)，而设计试管婴儿往往为了避免后代患某种遗传病，需要进行遗传学诊断，故试管婴儿必需的技术有体外受精和胚胎移植等，D错误。4．下列关于生物武器的相关叙述，错误的是()A．生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌B．生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品等散布到其他地方C．经过基因重组的生物武器可能使受害国居民感染而施放者不易感染D．世界各国达成协议仅允许少数国家保存和使用生物武器答案D解析为了世界和平，各国共同努力达成协议，即不允许任何国家保存和使用生物武器，D错误。1．下列关于转基因生物安全性的叙述，不正确的是()A．转基因食品中的外源基因经过食用后会进入人体细胞并整合到人体的基因组中B．转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性C．α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏，使卵细胞失去活性，从而防止基因污染D．转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代，可避免造成基因污染E．只要严格依照转基因技术的原理和操作规程来生产转基因产品，就能保证转基因产品的安全性F．转基因技术如果被恐怖分子利用将可能导致人类灭绝，应停止转基因研究G．国家法规的制定维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权H．转基因微生物制成的生物武器杀伤力大于常规武器，可有选择地生产使用答案ACEFH解析转基因食品中的外源基因经过食用后会被消化分解，不会进入人体细胞并整合到人体的基因组中，A错误；科学家将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，可阻断淀粉储藏使花粉失去活性，从而防止转基因花粉传播造成基因污染，C错误；严格依照转基因技术的误。2．下列关于生物技术的安全性与伦理问题的叙述，正确的是()A．生殖性克隆和治疗性克隆都应用了体细胞核移植和胚胎移植技术B．试管婴儿和“设计试管婴儿”都需要对胚胎进行遗传学诊断C．我国政府允许通过生殖性克隆来解决一些夫妇不孕不育的问题D．用iPS细胞治疗疾病不存在伦理争议和安全性风险E．基因编辑技术可用于编辑完美婴儿和用于疾病预防领域研究F．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及抗生素等来形成杀伤力的G．与常规武器相比，生物武器具有传染性强、不易被发现、不受自然条件影响等特点H．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H解析治疗性克隆不需要进行胚胎移植，A错误；“设计试管婴儿”需要对胚胎进行遗传学诊断，试管婴儿不需要，B错误；我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，C错误；用iPS细胞治疗疾病也存在伦理争议和安全性风险，D错误；基因编辑技术允许用于疾病预防领域研究，但不能用于编辑完美婴儿，E错误；生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，不包括干扰素和抗生素，F错误；与常规武器相比，生物武器具有传染性强、不易被发现等特点，但容易受风速、气温等多种自然条件的影响，G错误。3．为避免人为遗传改造品种对自然鱼群基因库的干扰，通常需要将其培育成三倍体鱼后才能投放到自然水体中饲养，其原理是三倍体鱼在进行减数分裂时，染色体联会紊乱，几乎不能形成正常的生殖细胞，投放到自然水体中饲养不会因与其他鱼类杂交引起生态危机。4．“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在应用上的区别：前者主要用于解决不孕不育问题，后者可以用于治疗白血病、贫血症等疾病，也可以用于设计孕育不患某些遗传病的胎儿；在技术手段上的区别：与“试管婴儿”相比，“设计试管婴儿”在胚胎移植前需要进行遗传学诊断。现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德。课时精练选择题1～12题，每小题6分，13～14题，每小题7分，共86分。一、选择题1．近期，农业农村部根据国家生物育种产业化工作部署及有关法规标准规定，审定通过了部分转基因玉米、大豆品种，并向26家企业发放了转基因玉米、大豆种子生产经营许可证。同时明确，这些品种实际种植区域还要符合国家生物育种产业化有关安排。下列有关叙述错误的是()A．转基因产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能推广种植B．转基因食品可能是转基因生物本身或其加工产品C．转基因农作物产品一定可以增进人类健康D．使用转基因大豆加工成的食用油一定要进行标识答案C解析转基因农作物产品的安全性还尚未得到明确结论，故转基因农作物产品不一定可以增进人类健康，C错误。2．(2025·天门模拟)科学家们利用转基因技术培育出大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。下列有关说法错误的是()A．若转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题B．随着除草剂的大量应用，农田杂草对除草剂抗性逐渐增强C．在抗除草剂转基因作物农田中使用除草剂仍会影响农产品的食用安全性D．转基因抗虫农作物可减少杀虫剂的使用，提高产品的品质答案A解析即使转基因植物的外源基因来源于自然界，也可能存在安全性问题，A错误。3．(2024·广州联考)科学家将外源抗虫基因(Bt抗虫蛋白基因)转入某茄科植物细胞中，并整合到该植物的线粒体DNA上，获得了具有抗虫性状的转基因植物。下列叙述错误的是()A．Bt抗虫蛋白在线粒体中的成功合成与密码子的通用性有关B．叶肉细胞内有多个线粒体，这有利于增加该转基因植物的抗虫性C．将该转基因植物与同种非转基因植物进行正、反交，所得子代均有抗虫性D．该技术能有效避免或减少外源基因通过花粉向其他植物的转移答案C解析相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质利用了密码子的通用性的原理，A正确；叶肉细胞内有多个线粒体，则线粒体转化获得的抗虫基因数量多，其表达量远高于核转化的水平，有利于增加外源抗虫蛋白的含量，增加抗虫性，B正确；外源抗虫基因转入线粒体，只能通过母本卵细胞遗传给后代，若该转基因植物作为父本则不可遗传，C错误；植物受精卵的细胞质基因几乎全来自卵细胞，将外源基因转入线粒体中，可以防止外源基因通过花粉向其他植物的转移，D正确。4．(2024·河北正定中学质检)转基因食品存在“是否安全”的争议，有人认为转基因食品是有害的，比如抗“草甘膦”(除草剂)转基因农作物的种植，使喷洒除草剂的人患癌症。请用已学知识判断，下列说法正确的是()A．自古就有“吃啥补啥”的说法，所以吃了转基因食品，则其中的基因会整合到人的基因组中B.严格管理好目的基因和控制好目的基因的表达部位，则转基因食品的安全性可以得到保障C．若食用转基因大米，就一定会对人的健康造成危害D．抗除草剂植物生产的食品会导致人患癌症答案B解析吃了转基因食品，其中的基因会被消化分解，不会整合到人的基因组中，A错误；转基因大米经过严格鉴定后种植，不一定会对人的健康造成危害，C错误；抗除草剂植物生产的食品经过严格检验其安全性后方可作为食品，不会导致人患癌症，D错误。5．(2023·浙江1月选考，2)以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是()A．试管婴儿技术应全面禁止B．治疗性克隆不需要监控和审查C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验答案D解析我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但试管婴儿技术可在有效监控和严格审查下实施，A错误，D正确；我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，B错误；生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念，C错误。6．(2025·武汉调研)生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。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。下列叙述错误的是()A．生殖性克隆需将细胞核移植到去核卵母细胞中B．生殖性克隆需借助早期胚胎培养技术C．治疗性克隆需借助胚胎移植技术D．治疗性克隆需要的胚胎干细胞可来自囊胚答案C解析治疗性克隆不需要借助胚胎移植技术，C错误。7．(2024·衡阳一模)为有效防范由各类生物因子和生物技术误用、滥用等引起的生物性危害，生物安全已纳入国家安全体系。下列叙述正确的是()A．干细胞的研究可用于治疗很多疾病，有不涉及伦理和道德问题等优点B．克隆技术会导致社会伦理问题，治疗性克隆技术的应用也应禁止C．转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代，避免造成基因污染D．试管婴儿技术要对胚胎进行遗传学诊断，不能用于解决不孕不育问题答案C解析干细胞的研究可用于治疗很多疾病，但胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用，A错误；我国不反对治疗性克隆，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，B错误；子代受精卵中的细胞质几乎全部来自母方，因此转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代，从而避免造成基因污染，C正确；试管婴儿技术一般不需要对胚胎进行遗传学诊断，常用于解决不孕不育问题，D错误。8．(2025·盐城调研)下列有关生物技术的安全性与伦理问题的叙述，错误的是()A．人被带有生物战剂的昆虫叮咬后，会通过血液传染而患病B．我国政府的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆C．我国对农业转基因生物实行了标识制度D．设计试管婴儿可确定婴儿性别，通过此项技术可保证人口正常的性别比例答案D解析通过设计试管婴儿这种技术出生的人口占比较小，并不能保证人口正常的性别比例，D错误。9．(2024·张掖模拟)某生物实验室感染病毒的小白鼠逃出实验室，使得生物技术的安全性问题再次引发关注。下列叙述错误的是()A．对实验生物应该进行严格闭环管理B．通过治疗性克隆，可以解决人体移植器官短缺问题C．生物武器种类多样，包括病毒类、毒品类、致病菌类等D．生物安全防控应消除生物武器威胁、防止生物武器及其技术和设备的扩散答案C解析生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，不包括毒品类，C错误。10．(2024·湖北孝感中学质检)炭疽杆菌造成感染者死亡率极高的主要原因之一是它能产生两种成分为蛋白质的内毒素。有科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏，该菌仍能产生内毒素。据此判断，下列对炭疽杆菌的叙述，错误的是()A．炭疽杆菌合成的内毒素属于代谢产物B．控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的拟核中C．若将炭疽杆菌用于军事或恐怖活动，则属于生物武器D．将蜡样芽孢杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌需要通过转基因技术答案B解析大型环状DNA位于拟核，破坏大型环状DNA分子，该菌仍能产生内毒素，说明控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的质粒中，B错误。11．(2024·河北正定调研)下列关于生物武器的叙述，错误是()A．生物武器是造价昂贵，却具有大规模杀伤性的武器B．转基因技术的出现，使得利用这一技术制造各种新型致病菌成为可能C．生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布D．生物武器一旦使用，将对军队和平民造成大规模的杀伤后果答案A解析生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，与常规武器相比成本造价低廉，容易获得，A错误。12．(2024·北京东城一模)生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列叙述与我国政府相关法规或主张不符的是()A．禁止人的生殖性克隆和治疗性克隆B．禁止非医学需要的胎儿性别鉴定C．销售转基因农产品应有明确标注D．全面禁止和彻底销毁生物武器答案A解析我国政府不赞成、不允许、不接受、不支持任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆，A符合题意。13．(2024·哈尔滨模拟)人们利用生物技术对生物体进行不同层次的设计、控制、改造或模拟，产生巨大生产力的同时，也带来了多种涉及安全和伦理的问题。下列相关叙述正确的是()A．如果确实有证据表明某种转基因食品有害，就应该禁止转基因技术的应用B．利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，其原因之一是人体不会对它们产生免疫反应C．“设计试管婴儿”移植前可对胚胎进行遗传学诊断和基因改造D．要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题答案D解析转基因技术本身是中性的，如果确实有证据表明某种转基因食品有害，就应该禁止该转基因食品的使用，而不应该禁止转基因技术的应用，A错误；利用转基因技术制造的新型致病菌，致病能力和传染能力以及抗药能力等大幅度增强，因而具有极大的危害性，但人体会对它们产生免疫反应，B错误；“设计试管婴儿”移植前可对胚胎进行遗传学诊断，不涉及基因改造，C错误。14．(2024·白山检测)生物技术是以现代生命科学理论为基础，在个体、细胞及分子水平上研究及制造产品或改造动物、植物、微生物等，并使其具有所期望的品质和特性。下列叙述错误的是()A．干细胞培养在临床医学等领域前景广泛，但也可能面临安全性问题B．蛋白质工程是在基因操作水平上改造或创造新的蛋白质C．治疗性克隆的研究与应用必须受到相应法律法规的规范限制D．生物武器主要影响人畜健康，对植物的影响不大答案D解析生物武器对人畜、植物等均可能造成重大伤害，D错误。二、非选择题15．(14分)(2024·湖南衡阳八中模拟)转基因技术可以改善作物品质、提高作物产量，减少农药使用量，在解决粮食需求和保障农业可持续发展等方面发挥重要作用。但是转基因技术存在种子公司转基因技术的专利保护问题，还存在外源基因通过花粉和种子等途径在种群之间漂移扩散，带来生态安全隐患以及人们对转基因食品安全性担忧的问题。科学家采用叶绿体转基因、“终结者”种子、“外源基因清除”技术试图解决上述问题。回答下列问题：(1)转基因技术能按照人们的愿望，赋予生物新的______________，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，转基因技术是在DNA分子水平上进行的设计和施工，其核心步骤是____________________________________________________。(2)“终结者”种子技术是通过植入“终结者基因”，阻滞种子胚胎后期发育，最后得到成熟但不育的种子。“终结者”种子技术在一定程度上解决了转基因技术存在的____________________________________________________________________问题，但危害到了农民自行留种的权利，也不能消除人们对转基因食品安全性的担忧。(3)(8分)“外源基因清除”技术将“外源基因清除”调控组件与基因表达载体的必备组件重组后构建出新的基因表达载体，转入受体细胞中表达，待外源基因完成相应的功能后，“外源基因清除”调控组件将全部外源基因从花粉、种子和果实等特定器官中彻底清除。“外源基因清除”调控组件由特定器官特异启动子、重组酶(FLP)基因和融合识别位点(LF)构成，LF是利用噬菌体的Cre/LoxP系统和酵母的FLP/FRT系统创造出的融合识别位点。FLP基因在适当的时间和空间表达后，重组酶(FLP)可识别融合识别位点(LF)并在L与F之间完成切割，从而将两个融合识别位点之间的序列在特定时期从特定植物器官的细胞基因组中全部清除。其技术原理如图所示：图中基因表达载体的必备组件包括______________________________。通过插入不同的__________________，以决定在不同器官中表达重组酶，从而将相应器官中的某些基因序列从基因组中彻底清除，按需获得不含外源基因的种子、果实等。请在图示方框中填写重组酶发挥清除作用后剩余的序列组合。答案(1)遗传特性(或性状)构建基因表达载体(2)转基因技术的专利保护(或外源基因通过种子扩散，带来生态安全隐患)(3)启动子、目的基因、标记基因、终止子特定器官特异启动子如图所示LF植物基因组解析(2)“终结者”种子技术是通过植入“终结者基因”，阻滞种子胚胎后期发育，最后得到成熟但不育的种子，故外源基因不能通过该种子扩散，解决了生态安全隐患问题。(3)基因表达载体的必备组件包括启动子、目的基因、标记基因、终止子，特定基因只能在特定器官中表达，因此清除不同器官中的外源基因时需要插入不同的特定器官特异启动子。由题图可知，特异启动子驱动FLP基因表达产生重组酶，重组酶可以将两个融合识别位点之间的序列在特定时期从特定植物器官的细胞基因组中全部清除，故剩余的序列见答案。专题突破10综合PCR的基因工程问题课标要求阐明PCR的原理、反应条件、反应过程；用PCR扩增DNA片段并完成电泳鉴定。考情分析引物的选择和设计、PCR扩增结果的电泳鉴定与分析、PCR的应用2024·湖南·T152024·山东·T32024·黑吉辽·T72023·江苏·T222022·辽宁·T122022·江苏·T24类型一PCR引物碱基序列的设计1．土壤盐渍化影响水稻生长发育。将水稻耐盐碱基因OsMYB56导入不耐盐碱水稻品种吉粳88中，培育耐盐碱水稻新品种，过程①PCR扩增OsMYB56需要添加引物，应选用的引物组合为()A．5′－CTTGGATGAT－3′和5′－TCTGTTGAAT－3′B．5′－CTTGGATGAT－3′和5′－TAAGTTGTCT－3′C．5′－ATTCAACAGA－3′和5′－ATCATCCAAG－3′D．5′－ATTCAACAGA－3′和5′－GAACCTACTA－3′答案A解析图中所示碱基序列磷酸端为5′端，羟基端为3′端，在进行PCR操作时，引物应分别与基因两条链的3′端结合，根据图中两端的碱基序列，通常选择5′－CTTGGATGAT－3′(上面链的引物)和5′－TCTGTTGAAT－3′(下面链的引物)作为引物对，A符合题意。2．(2021·湖北，16)某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带(引物与模板完全配对)外，还有2条非特异条带(引物和模板不完全配对)。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是()A．增加模板DNA的量B．延长热变性的时间C．延长延伸的时间D．提高复性的温度答案D解析增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少反应非特异条带的产生，A不符合题意；延长热变性的时间不影响引物和模板配对，故不能有效减少反应非特异条带的产生，B不符合题意；一般根据待扩增片段的长度适当延长延伸的时间，但延伸时间过长可能会出现非特异性扩增，C不符合题意；复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少反应非特异条带的产生，D符合题意。3．以下两组引物设计的均不合理的原因是________________________________________________________________________________________________________________。答案引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效，引物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。引物设计的优劣对PCR反应的效率和特异性影响很大，引物设计的原则主要包括：(1)引物长度一般为20～30bp，可定位目的基因并为子链的延伸提供3′端。(2)引物中CG含量要适宜，CG含量越高，复性(退火)温度越高，产物特异性越高。(3)引物自身、引物之间不能有连续4个碱基互补，否则引物会折叠成发夹结构或二聚体，影响引物与模板的复性结合。(4)引物的5′端可以修饰(添加酶切位点、引入突变序列)，但3′端不可修饰(与模板DNA配对)。类型二利用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物4．(2024·黑吉辽，7)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是()A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来答案A解析在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，需根据待分离DNA片段的大小配制琼脂糖溶液，故琼脂糖凝胶浓度的选择需要考虑待分离DNA片段的大小，A正确；凝胶载样缓冲液指示剂通常是一种颜色较深的染料，可以作为电泳进度的指示分子，B错误；DNA片段的迁移速率与其大小成反比，且DNA在电场中从负极向正极移动，C错误；琼脂糖凝胶中的DNA分子可在波长为300nm的紫外灯(不是紫光灯)下被检测，并且需染色，D错误。1．DNA电泳鉴定中的“两液两剂”两液：电泳缓冲液与凝胶载样缓冲液。电泳缓冲液能维持整个电泳体系的pH稳定，提供导电介质；凝胶载样缓冲液可影响物质的电泳迁移速率，主要用于样品的稀释和保护，同时通过指示剂指示样品在凝胶中的位置。两剂：核酸染料与指示剂。核酸染料是用来染色DNA或RNA分子的一种化学物质，以便在紫外灯下观察和检测核酸条带，最常用的核酸染料是溴化乙锭。最常用的指示剂是溴酚蓝，它在电泳凝胶中的迁移速度与DNA或RNA分子的迁移速度相近。在电泳过程中，溴酚蓝通常位于样品的前沿，形成一个明显的蓝色条带，这有助于实验者判断电泳是否完成，以及何时停止电泳。2．DNA迁移速率的影响因素(1)凝胶浓度：凝胶浓度的高低影响凝胶介质孔隙的大小，浓度越高，孔隙越小，DNA迁移受到的阻力越大，速率越慢。(2)DNA分子的大小：DNA的分子量越大，迁移速率越慢。(3)DNA分子的构象：三种构象的质粒在琼脂糖凝胶电泳的前后顺序为环形超螺旋(DNA两条链都是完整的质粒)>线形>开环(DNA双链断了一条成为松弛的环)。类型三利用PCR技术鉴定目的基因的连接方式——正向连接和反向连接5．(2019·江苏，33节选)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是______。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是________________。答案乙、丙目的基因反向连接解析分析题图可知，理论上可以选择的引物组合有甲和丙、乙和丙两种情况。如果选择甲和丙这对引物，则无论目的基因是否正确插入，扩增的片段都是50＋300＋100＝450(bp)，不符合要求；如果选择乙和丙这对引物，正向连接和反向连接后所得结果不同，所以应选择乙和丙这对引物进行PCR鉴定。如果目的基因和质粒反向连接，则引物乙会出现在重组质粒的外侧，此时若加入引物甲和乙，则可以扩增出300＋100＝400(bp)的片段。检测目的基因在受体细胞内是否稳定存在是基因工程操作的重要步骤，可以借助载体上的标记基因、PCR技术和核酸分子杂交技术等方法鉴定受体细胞中是否转入了目的基因。在实际操作中，PCR技术不仅可以精准地鉴定受体细胞是否转入目的基因，还可以通过引物的巧妙设计鉴定目的基因的连接方式。类型四利用PCR技术引导基因定点突变及融合基因的重组构建——重叠延伸PCR6．水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。某科研团队运用重叠延伸PCR技术在水蛭素基因中的特定位点引入特定突变，使水蛭素第47位的天冬酰胺(密码子为AAC、AAU)替换为赖氨酸(密码子为AAA、AAG)，从而提高水蛭素的抗凝血活性。原理如图。注：图中的引物2和3的突起处代表与模板链不能互补的突变位点。(1)由以上事例可知，要对蛋白质的结构进行改造，需要通过________________来完成。(2)若拟突变位点的碱基对为A－T，则需要让其突变为______________才能达到目的。引物2的突变位点(突起处)应设计为______________(假设引物为单链DNA)。(3)在第一阶段获得2种具有重叠片段DNA的过程中，引物1、引物2组成的反应系统和引物3、引物4组成的反应系统中均进行一次复制，共产生____种DNA分子。该阶段必须将引物1、2和引物3、4置于不同反应系统中，这是因为_____________________________________________________________________________________________________________。(4)利用重叠延伸PCR技术还可以将两个不同来源的DNA片段拼接起来。有人想利用该技术把基因M和N拼接在一起，设计基因M的引物M1、M2，基因N的引物N1、N2。在设计这4种引物时，特别要注意的问题是________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)改造基因(或基因定点突变)(2)T－A或C－GA或G(3)3引物2和3中存在互补配对片段，置于同一反应系统时会结合而失去作用(4)M1、M2中的一种引物与N1、N2中的一种引物必须具有互补配对的片段解析(2)若拟突变位点的碱基对为A－T，则需要让其突变为T－A或C－G，对应的密码子由AAU变成AAA或由AAC变成AAG，可使天冬酰胺替换为赖氨酸。(3)若两个反应系统均进行一次复制，则会产生3种不同的DNA分子，因为引物1和4产生的DNA分子是一样的。(4)重叠互补引物的设计是重叠延伸PCR技术成功的关键。拼接基因M和N时，需要找到两种基因的重叠部分，即M1、M2中的一种引物与N1、N2中的一种引物必须具有互补配对的片段。重叠延伸PCR技术：采用具有互补配对片段的引物，分别进行PCR，获得有重叠链的两种DNA片段，再在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸获得想要的目的基因或将不同来源的任意DNA片段连接起来。类型五利用PCR技术扩增未知基因序列——反向PCR7．(2020·江苏，33节选)如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如图(以EcoRⅠ酶切为例)：请据图回答问题：(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种______________酶，它通过识别特定的________________切割特定位点。(2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′－羟基与5′－磷酸间形成________________；PCR循环中，升温到95℃是为了获得____________；TaqDNA聚合酶的作用是催化__________________________________________________________________。(3)若如表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是________(从引物①②③④中选择，填编号)。DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列)已知序列PCR引物①5′－AACTATGCGCTCATGA－3′②5′－GCAATGCGTAGCCTCT－3′③5′－AGAGGCTACGCATTGC－3′④5′－TCATGAGCGCATAGTT－3′答案(1)限制性内切核酸(或限制)核苷酸序列(2)磷酸二酯键DNA单链以DNA为模板的DNA链的延伸(3)②④解析(3)PCR过程中，根据已知的DNA序列合成两个引物，要注意模板链和引物的方向是相反的，引物的核苷酸序列要能够和相应模板的核苷酸序列发生碱基互补配对，环状DNA图中显示PCR过程是从已知DNA序列的两端分别向相反方向形成子链，一个引物是与已知DNA序列的第一条链的左端互补结合延伸形成子链，该引物是④，另一个引物是与已知DNA序列的第二条链的右端互补结合延伸形成子链，该引物是②。反向PCR是反向互补引物来扩增两引物以外的未知序列的片段。利用在已知序列内部没有切点的限制性内切酶对此段DNA进行酶切，在DNA连接酶作用下自连形成环状DNA分子，然后利用方向合适并与已知序列两端互补的引物，以连接成环的DNA为模板，经PCR扩增，得到已知序列的旁侧DNA片段。类型六利用PCR技术快速检测病原体——荧光定量PCR8．猴痘是由猴痘病毒(一种RNA病毒)感染所致的一种病毒性人畜共患病，临床上表现为发热、皮疹、淋巴结肿大等。猴痘病毒感染的常规检测方法是通过实时荧光PCR鉴定。(1)首先，从样本中提取病毒RNA，经________酶作用生成cDNA；然后以cDNA为模板进行实时荧光PCR扩增，测定样品中病毒核酸量。(2)通过实时荧光PCR扩增目的基因，需额外添加荧光标记探针(一小段单链DNA，可与目的基因中部分序列特异性结合)。当探针完整时，不产生荧光。在PCR过程中，与目的基因结合的探针被TaqDNA聚合酶水解，R与Q分离后，R发出的荧光可被检测到(如图1)。①当样本中有目的基因时，引物和探针与目的基因复性时，通过________________原则而特异性结合。②在PCR循环的延伸阶段，TaqDNA聚合酶催化子链的合成并水解探针。检测到的荧光强度与反应体系中DNA分子数呈__________(填“正相关”或“负相关”)。(3)通过实时荧光PCR检测猴痘病毒感染时，检测到的荧光强度变化如图2所示。①与指数增长期相比，线性增长期目的基因数量的增长率下降，原因可能有______________________________。②Ct值的含义：在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数。因此，当样本中初始模板越多时，Ct值就____________。③某新猴痘病毒核酸检测说明书标明，Ct≤37判定为阳性，Ct>40或无Ct值判定为阴性。图2所示猴痘病毒核酸检测结果应判定为____________。(4)阴性结果也不能排除猴痘病毒感染，可能产生假阴性的因素有____________(多选)。a．取样太早，样本中病毒量少，达不到实时荧光PCR检测阈值b．样本被污染，RNA酶将病毒RNA降解c．病毒发生变异答案(1)逆转录(2)①碱基互补配对②正相关(3)①TaqDNA聚合酶活性下降、引物浓度下降、原料dNTP浓度下降②越小③阳性(4)abc解析(1)由病毒RNA生成cDNA的过程属于逆转录，需要逆转录酶的催化。(2)②在PCR循环的延伸阶段，TaqDNA聚合酶催化子链的合成并水解探针。根据题干信息可知，荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步，检测到的荧光强度与反应体系中DNA分子数呈正相关。(3)②样本中初始模板越多时，达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数就越少，Ct值就越小。③Ct≤37判定为阳性，Ct>40或无Ct值判定为阴性。图2中荧光阈值大概是25，猴痘病毒核酸检测结果应判定为阳性。(4)阴性结果也不能排除猴痘病毒感染，可能产生假阴性的因素有取样太早，样本中病毒量少，达不到实验时荧光PCR检测阈值；样本被污染，RNA酶将病毒RNA降解，从而导致样本中病毒量少；病毒发生变异，检测不出来，从而出现假阴性，故选a、b、c。荧光定量PCR通过在反应体系中加入能够指示反应进程的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成，通过荧光信号的积累来监测扩增产物的积累。Ct值是荧光信号达到荧光阈值时PCR循环数，模板的Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在一定线性关系，起始模板量浓度越高，Ct值越小；起始模板量浓度越低，Ct值越大。课时精练选择题1～2题，每小题7分，3～8题，每小题8分，共62分。一、选择题1．(2024·武汉期末)基因工程中，通过PCR可以特异性地快速扩增目的基因，PCR产物常采用琼脂糖凝胶电泳实验进行鉴定。下列有关该实验的叙述，正确的是()A．在同一电场作用下，DNA片段越长迁移速率越快B．DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度无关C．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在红外灯下被检测出来D．如果引物特异性不强，扩增出来的条带可能不止一条答案D解析在同一电场作用下，DNA片段越长迁移速率越慢，A错误；凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移速率，B错误；琼脂糖凝胶中的DNA分子经过核酸染料染色后可在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，C错误；如果引物特异性不强，引物可能会与目的基因以外的其他的DNA片段结合，扩增出来的条带可能不止一条，D正确。2．(2025·武汉一模)油菜的绿叶对黄化叶为显性。与绿叶基因相比，黄化叶基因有一个碱基对发生了改变，从而出现一个限制酶B的酶切位点。为鉴定某绿叶油菜的基因型，提取其DNA进行了PCR和电泳。下列叙述正确的是()A．需设计能与目的基因结合的双链DNA作为PCR引物B．应在PCR扩增体系中添加Mg2＋，以激活DNA聚合酶C．可适当降低复性的温度，以减少PCR中非特异性条带的产生D．用限制酶B作用后进行电泳，若有2条电泳条带可判断为杂合子答案B解析引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，A错误；PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2＋用于激活DNA聚合酶，B正确；复性温度过低会导致引物与模板链的结合不牢固，会增加PCR中非特异性条带，C错误；与绿叶基因相比，黄化叶基因有一个碱基对发生了改变，从而出现一个限制酶B的酶切位点，用限制酶B作用后进行电泳，若有3条电泳条带可判断为杂合子，D错误。3．(2024·厦门质检)如图表示PCR过程中某个阶段反应体系的情况，①②③④表示相关物质，L、R表示方向。下列叙述正确的是()A．②链从L到R的方向为3′→5′，①②链均可作为子链合成的模板B．PCR过程需要通过解旋酶断开氢键，且为边解旋边复制C．以1个DNA为模板经3次循环需消耗8个引物③D．物质③的5′端添加了某序列，至少需经2次循环才可获得该序列的双链产物答案D解析根据DNA分子中两条链的反向平行关系及图示可判断，②链从L到R的方向为5′→3′，A错误；PCR过程是通过高温将双链DNA之间的氢键断开，并且是全部解旋之后才进行复制，B错误；以1个DNA为模板经3次循环产生的DNA分子数目为23＝8，需消耗7个引物③，C错误。4．(2024·重庆模拟)不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)的方法，如图所示。不对称PCR中加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物，含量较多的被称为非限制性引物，两者的比例通常为1∶100。PCR反应最初的若干次循环中，其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA)，但当限制性引物消耗完后，就会产生大量的ssDNA。下列相关说法错误的是()A．用不对称PCR方法扩增目的基因时，不需要知道基因的全部序列B．进行最初若干次循环的目的是增加模板DNA的量C．最后大量获得的ssDNA与图中乙链的碱基序列一致D．因为双链DNA和单链DNA的分子量大小不同，可通过电泳方法将其分离答案C解析不对称PCR中加入的一对引物中含量较多的被称为非限制性引物，非限制性引物与乙链结合，最后大量获得的ssDNA与图中甲链的碱基序列一致，C错误。5.反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列(图中L、R)进行扩增的技术，其过程如图所示。下列相关叙述不正确的是()A．过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割B．过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键C．过程③PCR体系需要添加耐高温的DNA聚合酶和解旋酶D．该技术可检测T－DNA整合到植物染色体DNA的位置答案C解析过程③即PCR扩增，PCR技术中DNA解旋是在高温下实现的，不需要加入解旋酶，C错误。6．(2024·无锡模拟)重叠延伸PCR可实现定点基因诱变，其操作过程如图所示(凸起处代表突变位点)。下列说法正确的是()A．过程①需要把两对引物同时加入一个扩增体系以提高扩增效率B．过程①需要2轮PCR才能得到图中所示PCR产物C．过程②的产物都可以完成延伸过程D．若过程④得到16个突变基因，则需要消耗15个通用引物RP2答案D解析两种突变引物能互补配对，因此过程①必须分两个反应系统进行，A错误；过程①至少需要3轮PCR才能得到图中所示PCR产物，B错误；过程②获得的产物不都可以完成延伸过程，因为子链只能从引物的3′端开始延伸，C错误；若过程④得到16个突变基因，由于模板中不含有通用引物，则产生16个突变基因共需要消耗16×2－2＝30(个)通用引物，而需要通用引物RP2的数量为30÷2＝15(个)，D正确。7.(2024·安顺调研)荧光定量PCR技术可定量检测样本中DNA含量，用于病毒检测。其原理是在PCR反应体系中加入引物的同时，加入与某条模板链互补的荧光探针。当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成(如图)。通过实时检测荧光信号强度，可得Ct值(荧光信号达到设定阈值时所经历的循环次数)。下列相关叙述错误的是()A．PCR每个循环包括变性、复性(引物和模板结合)、延伸3个阶段B．耐高温的DNA聚合酶在该反应中的作用是形成磷酸二酯键和水解磷酸二酯键C．最终监测的荧光强度与起始时反应管内样本DNA的含量呈正相关D．Ct值越大表示被检测样本中病毒数目越多，患者危险性更高答案D解析Ct值越小，说明所需循环的次数越少，被检测样本中病毒数目越多，D错误。8．(2025·成都期末)某科研小组采用PCR技术构建了红色荧光蛋白基因(dsred2)和α-淀粉酶基因(amy)的dsred2－amy融合基因，其过程如图所示，其中引物②和引物③中部分序列(灰色区域)可互补配对。下列说法错误的是()A．利用PCR技术扩增基因时不需要解旋酶来打开DNA双链B．不能在同一反应体系中进行dsred2基因和amy基因的扩增C．dsred2基因和amy基因混合后只能得到一种类型的杂交链D．杂交链延伸得到dsred2－amy融合基因的过程不需要加引物答案C解析利用PCR技术扩增基因时，高温变性使DNA双链解旋，不需要解旋酶来打开DNA双链，A正确；引物②和引物③中部分序列可互补配对，引物之间的结合会干扰引物和模板链的结合，从而影响PCR过程，因此不能在同一个反应体系中进行dsred2基因和amy基因的扩增，B正确；dsred2基因和amy基因混合可以得到两种类型的杂交链，C错误；杂交链延伸得到dsred2－amy融合基因的过程中，不需要加入引物，两条母链的起始位置的碱基序列即为引物，可以作为子链合成的引物，D正确。二、非选择题9．(12分)(2025·长沙模拟)水稻穗粒数可影响水稻产量。农杆菌Ti质粒的T－DNA可以转移并随机插入野生型水稻基因组中(可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点)，导致被插入的基因功能丧失，从而得到一系列水稻突变体。研究者从中筛选得到一株穗粒数异常突变体，为确定T－DNA插入植物细胞的染色体位置，可根据T－DNA序列，扩增其两侧未知序列比对，从而确定插入的染色体。(1)图1所示序列使用限制酶酶切后，将所得DNA使用__________酶连成环状(如图2)，再设计引物进行PCR扩增，其中复性过程的作用是____________________________。(2)请根据图1的T－DNA的一条链的碱基序列，选出PCR中使用的引物序列是______和______(填序号)。T－DNA序列引物序列5′－AACTATGCGC……CGTAGCCTAT－3′①5′－GCGCATAGTT－3′②5′－ATAGGCTACG－3′③5′－CGTAGCCTAT－3′④5′－AACTATGCGC－3′(3)由图2中环状DNA至少经过______轮循环才能得到图示链状PCR产物(如图3)。(4)经过与野生型水稻基因组序列比对，确定T－DNA插入2号染色体上的B基因中。研究发现，该突变体产量明显低于野生型，据此推测B基因可______(填“促进”或“抑制”)水稻穗粒的形成，从而控制高产性状。答案(1)DNA连接使引物通过碱基互补配对结合到模板链上(2)①③(3)3(4)促进解析(2)T－DNA序列引物序列5′—AACTATGCGC……CGTAGCCTAT—3′3′—TTGATACGCG……GCATCGGATA—5′5′—GCGCATAGTT—3′5′－CGTAGCCTAT－3′据上述分析，PCR中使用的引物序列是①和③。(4)该突变体产量明显低于野生型，而突变体内B基因由于插入了T－DNA功能丧失，据此推测B基因促进水稻穗粒的形成。10．(14分)(2025·安庆模拟)巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应，使用两组不同的引物实现对目标DNA片段的扩增。第一组外引物大小为25bp，复性温度较高(68℃)，扩增后得到中间产物；第二组内引物大小为17bp，复性温度较低(46℃)，内引物的结合部位在中间产物内部。具体过程如图一所示，回答下列问题：(1)巢式PCR反应体系中除模板、引物、Mg2＋外，还应加入____________________________(答出两点即可)等。(2)巢式PCR时，复性温度与引物长度呈________(填“正相关”或“负相关”)。若使用外引物进行第一次PCR扩增时产生了错误片段，则使用内引物进行第二次PCR扩增时，完成配对并扩增的概率会__________。由此可知，巢式PCR相较于常规PCR具有的优点是________________________________________________________________________。(3)家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增奶牛Y染色体上的雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1)，进行早期胚胎性别鉴定和胚胎移植，获得高