2026《金版教程》高考复习方案生物创新多选版-小单元3 第38讲 基因工程的应用和蛋白质工程和生物技术的安全性和伦理问题

第38讲基因工程的应用和蛋白质工程和生物技术的安全性和伦理问题1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。2.概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。3.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。4.举例说出日常生活中的转基因产品。5.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。6.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。7.分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。8.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害。9.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。1．(2021·辽宁选择性考试)腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是()A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一B．加入连接肽需要通过改造基因实现C．获得N1的过程需要进行转录和翻译D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境答案：D解析：在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)，则N1与N0氨基酸序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A正确；蛋白质工程的操作对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确；N1为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，C正确；酶具有高效性，为保证实验数据的准确性，检测N1的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。2．(2023·浙江1月，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：试管婴儿属于有性生殖，合理范围内，试管婴儿技术是可以使用的，A错误；治疗性克隆要在严格监管下进行，B错误；生殖性克隆会引起严重的道德、伦理、社会和法律问题，C错误。考点一基因工程的应用和蛋白质工程1．基因工程的应用(1)农牧业方面(2)医药卫生领域[特别提醒]乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，乳腺生物反应器是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产。(3)食品工业方面①应用：利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。②实例：大规模生产天冬氨酸和苯丙氨酸，用于合成阿斯巴甜；批量生产凝乳酶；大量生产淀粉酶、脂肪酶。③优点：基因工程获得的工业用酶的纯度高，生产成本显著降低，生产效率较高。(4)其他方面2．蛋白质工程概念基础蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系手段eq\x(\s\up1(06))改造或合成基因目的改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求流程预期蛋白质功能→设计预期的eq\x(\s\up1(07))蛋白质结构→推测应有的eq\x(\s\up1(08))氨基酸序列→找到并改变相对应的eq\x(\s\up1(09))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应用①临床上：研发出速效胰岛素类似物产品。②医药工业方面：改变干扰素分子上的一个半胱氨酸，以延长干扰素的保存时间等。③其他工业方面：改进eq\x(\s\up1(10))酶的性能或开发新的工业用酶。④农业方面：改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用效率，增加粮食产量等[归纳总结]基因工程与蛋白质工程的比较比较项目基因工程蛋白质工程区别过程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实质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需要的生物类型或生物产品(基因的异体表达)定向改造或生产人类所需要的蛋白质结果生产自然界中已经有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质必须通过基因改造或基因合成来实现，蛋白质工程离不开基因工程，而基因工程中所用的某些酶也需要通过蛋白质工程进行修饰或改造，以提高其功能，因此两者是相互促进的[例1]利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是()A．应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体B．通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代C．通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞D．山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶答案：C解析：要得到转基因山羊乳腺生物反应器，在构建基因表达载体时需要山羊乳腺中特异表达的基因的启动子，使目的基因只在乳腺细胞中表达，A正确；通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵，C错误；山羊乳腺细胞中含有内质网和高尔基体，可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶，D正确。[例2]胰岛素用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。下图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是()A．新的胰岛素的产生是依据基因工程原理完成的B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则C．新的胰岛素产生过程中最困难的一步是由胰岛素分子结构推测氨基酸序列D．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌答案：D解析：新的胰岛素的产生是依据蛋白质工程原理完成的，A错误；新的胰岛素生产过程中涉及转录、翻译的过程，其涉及中心法则，B错误；新的胰岛素产生过程中最困难的一步是设计新的胰岛素分子的空间结构，C错误；把目的基因导入大肠杆菌，常用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，利于重组质粒的进入，D正确。[例3](2022·湖南，22)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是____________________，物质b是________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是____________________。(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有________________________________、____________________________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是____________。(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的________(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是____________________________________________________________________________。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)多肽链mRNA密码子的简并性(2)从基因文库中获取目的基因通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成DNA半保留复制(3)种类提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏(4)取4支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、经酶甲处理的水蛭蛋白酶解产物、经酶乙处理的水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3、4号4支试管中，相同条件下静置相同时间，统计4支试管中血液凝固时间解析：(1)蛋白质工程流程图中物质a是多肽链，物质b是mRNA。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。[例4](多选)研究发现，为心梗患者注射适量t­PA蛋白会诱发颅内出血，但若将t­PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血等副作用，改良后的t­PA蛋白成为心梗和脑血栓的急救药。下图所示，通过基因工程大量制备改良药物t­PA蛋白，下列说法错误的是()A．制备改良t­PA蛋白的过程属于蛋白质工程B．利用重组pCLY11质粒可获得牛乳腺生物反应器C．选用限制酶SmaⅠ和BglⅡ切割质粒pCLY11，构建重组质粒D．成功导入重组质粒的受体细胞在含有新霉素的培养基上能存活，且呈现蓝色答案：CD解析：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。依题意，改良后的药物t­PA蛋白由t­PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸改良而来，因此，制备改良t­PA蛋白的过程属于蛋白质工程，A正确；科学家将药用蛋白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，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。因此，利用重组pCLY11质粒也可获得牛乳腺生物反应器，B正确；t­PA改良基因的黏性末端如题图所示，则所选的限制酶所获得的切口应与t­PA改良基因的黏性末端相同，因此需选用限制酶XmaⅠ和BglⅡ切割质粒pCLY11，C错误；结合图示可知，限制酶XmaⅠ和BglⅡ会破坏质粒pCLY11上的mlacZ，但不会破坏新霉素抗性基因，导入重组质粒的大肠杆菌具有新霉素抗性，但由于mlacZ基因被破坏，没有相应产物，因而菌落呈现白色，D错误。考点二生物技术的安全性和伦理问题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、优质的基因工程菌来生产氨基酸；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.转基因产品的安全性(1)对转基因产品安全性的争论(2)理性看待转基因技术①正确态度：理性看待转基因技术要以完备的相关科学知识为基础，即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程；看到人们的观点受到许多复杂的eq\x(\s\up1(03))政治、经济和文化等因素的影响；要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。②我国方针：研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。3．关注生殖性克隆人(1)生殖性克隆与治疗性克隆的概念①生殖性克隆是指通过克隆技术产生eq\x(\s\up1(04))独立生存的新个体。②治疗性克隆是指利用克隆技术产生eq\x(\s\up1(05))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eq\x(\s\up1(06))治疗疾病的目的。(2)生殖性克隆和治疗性克隆过程(3)我国禁止生殖性克隆人我国禁止生殖性克隆人的四不原则是eq\x(\s\up1(07))不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。(4)试管婴儿和设计试管婴儿的比较项目试管婴儿设计试管婴儿不同点技术手段无须进行遗传学诊断进行遗传学诊断应用主要解决不孕夫妇的生育问题主要用于白血病、贫血症等遗传疾病的治疗相同点二者都是体外受精、体外进行早期胚胎培养，再经过胚胎移植，从生殖方式上都为有性生殖4.禁止生物武器[例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答案：D解析：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“入侵物种”，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；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。[例2]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．如将炭疽杆菌用于军事用途或恐怖活动，则属于生物武器D．将蜡状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。[例3](多选)生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指通过克隆技术获得重组胚胎，然后从早期胚胎中分离出胚胎干细胞，使之定向分化为特定的细胞、组织和器官，用于替代疗法。下列叙述正确的是()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：ABD治疗性克隆和生殖性克隆的比较[例4]阅读下列材料，回答(1)～(2)题。为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性，可采取如下措施：①基因策略：包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如，早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因，抗虫机制比较单一：现在经常将两种或两种以上Bt基因同时转入棉花。②田间策略：主要是为棉铃虫提供庇护所。例如我国新疆棉区，在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所；长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然的庇护所。③国家宏观调控政策：如实施分区种植管理等。(1)(2021·天津等级考)关于上述基因策略，下列叙述错误的是()A．提高Bt基因的表达量，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度B．转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律C．若两种Bt基因插入同一个T­DNA并转入棉花植株，则两种基因互为等位基因D．转入多种Bt基因能提高抗虫持久性，是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向答案：C解析：提高Bt基因表达量，使抗虫蛋白含量增加，可以使更多的棉铃虫被淘汰，所以可以降低棉铃虫的种群密度，A正确；在两种Bt基因都转入一条染色体上等情况下，其遗传不遵循自由组合定律，B正确；如果两种Bt基因插入同一个T­DNA并转入棉花植株，两个基因位于一条染色体上，不是等位基因，等位基因位于一对同源染色体的相同位置上，C错误；由于棉铃虫基因突变频率低且不定向，转入多种Bt基因可以降低棉铃虫抗Bt毒蛋白的能力，从而提高抗虫持久性，D正确。(2)(2021·天津等级考)关于上述田间策略，下列叙述错误的是()A．转基因棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率B．混作提高抗虫棉的抗虫持久性，体现了物种多样性的重要价值C．为棉铃虫提供庇护所，可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例D．为棉铃虫提供庇护所，可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓答案：A解析：基因突变可以自发发生，且具有不定向性，突变频率与环境没有直接关系，所以在转基因棉田周围种植非抗虫棉，不能降低棉铃虫抗性基因的突变率，A错误；采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作，可以使敏感型个体存活，同时具有抗毒蛋白的棉铃虫生存空间变小，提高了抗虫棉的抗虫持久性，保护了环境，同时也具有经济价值，所以体现了物种多样性的直接和间接价值，B正确；在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供庇护所，使敏感型的个体可以生存，种群中维持一定比例，C正确；混作使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存，由于二者之间存在种内竞争，因此使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓，D正确。课时作业题号123456789难度★★★★★★★★★★对点基因工程的应用蛋白质工程基本思路治疗性克隆过程及应用蛋白质工程生物武器基因工程、发酵工程综合转基因技术的安全性生物技术综合基因工程的应用题号10111213141516难度★★★★★★★★★★★★★★★对点基因工程的安全性与伦理问题(基因编辑)转基因植物对生态环境的影响实验探究基因编辑的安全性基因工程的应用转基因技术的安全性蛋白质工程、遗传规律基因工程的应用1．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．人的血清白蛋白基因只存在于转基因山羊的膀胱上皮细胞中D．转基因山羊将人的血清白蛋白分泌到尿液中有利于该蛋白的收集答案：D解析：人体成熟的红细胞中无细胞核和细胞器，不含血清白蛋白基因，A错误；应选用受精卵作为目的基因的受体细胞，B错误；人的血清白蛋白基因几乎存在于转基因山羊的所有细胞中，但该基因只在转基因山羊的膀胱上皮细胞中表达，C错误。2．下图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述错误的是()A．代表蛋白质工程操作思路的过程是④⑤B．代表中心法则内容的是①②C．①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计，⑤代表DNA合成D．蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子设计，通过基因合成或改造实现答案：D解析：代表蛋白质工程操作思路的过程是④⑤，A正确；①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计，⑤代表DNA合成，B、C正确；蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计，通过基因合成或改造实现，D错误。3．治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程图如下，相关叙述错误的是()A．重组细胞C的获得利用了体细胞核移植技术B．胚胎干细胞通过分裂和分化产生移植所需的器官C．获得的组织器官移植给个体B不发生免疫排斥反应D．治疗性克隆属于无性生殖，生殖性克隆属于有性生殖答案：D解析：因为个体B是供核的一方，和克隆的组织器官的细胞核遗传物质相同，因此获得的组织器官移植给个体B一般不发生免疫排斥反应，C正确；克隆是无性生殖，治疗性克隆和生殖性克隆都属于无性生殖，D错误。4．纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的相应氨基酸替换后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法，正确的是()A．改造后的纤维素酶的较高热稳定性不可遗传B．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础C．改造纤维素酶无需构建基因表达载体D．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的答案：B解析：由于是对细菌进行了基因改造，所以改造后的纤维素酶的较高热稳定性是可遗传的，A错误；对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，B正确；改造纤维素酶同样需构建基因表达载体，C错误；对纤维素酶的改造是通过改造控制合成纤维素酶的基因来实现的，D错误。5．下列关于生物武器的叙述中，错误的是()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、核武器和化学武器相比成本造价低廉，容易获得，A错误；这些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到敌方，对军队和平民造成大规模的杀伤后果，C、D正确。6．天然虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，还具有着色、提高免疫力等特性，被广泛应用在化妆品、饲料添加剂和医药等行业中。常用微生物发酵合成虾青素，已知红法夫酵母能够生产虾青素，但存在产量低、成本高等弊端，大规模工业化生产虾青素存在诸多挑战。下列叙述错误的是()A．虾青素可能具有延缓衰老、抑制肿瘤发生等生理作用B．培养基中碳氮源比例可能会影响到菌株发酵合成虾青素C．可通过基因工程改造野生型红法夫酵母提高虾青素产量D．工业化生产虾青素不需要考虑pH、溶氧量等对产量的影响答案：D7．下列关于转基因生物与安全性的叙述，正确的是()A．转基因培育的植物，理论上目的基因只存在于特定的组织中B．转基因技术与植物体细胞杂交技术均可打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育出杂种新物种C．种植转基因抗虫棉时，常间行种植普通棉花以供害虫取食，其主要目的是保护物种多样性D．转基因花粉中若有毒蛋白或过敏蛋白，则它有通过食物链传递而引发人类食品安全问题的可能答案：D解析：转基因技术培育的物种和原来的非转基因生物属于同一物种，B错误；种植转基因抗虫棉时，常间行种植普通棉花是为了降低害虫的抗性基因进化的频率，C错误。8．下列生物技术操作对遗传物质的改造，不能遗传给子代的是()A．将含胰岛素基因的表达载体转入大肠杆菌，筛选获得的基因工程菌B．通过植物体细胞杂交获得的番茄—马铃薯杂种植株C．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗D．将生长激素基因导入奶牛受精卵，培育出能分泌含生长激素乳汁的奶牛答案：C解析：将含胰岛素基因的表达载体转入大肠杆菌，筛选获得的基因工程菌可以通过二分裂的方式遗传给子代，A不符合题意；通过植物体细胞杂交获得的番茄—马铃薯杂种植株，遗传物质发生改变，可以遗传给子代，B不符合题意；将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后，只是淋巴细胞含有这个基因，其生殖细胞没有该基因，因此不能遗传给子代，C符合题意；将生长激素基因导入奶牛受精卵，受精卵含有生长激素基因，受精卵培育成的奶牛含有该基因，因此可以遗传给子代，D不符合题意。9．普通番茄细胞中含有PG基因，其能控制合成多聚半乳糖醛酸酶(简称PG)，PG能破坏细胞壁使番茄软化不耐储藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞，培育出了抗软化、保鲜时间长的转基因番茄。如图表示抗PG基因的作用原理，下列有关叙述正确的是()A．该转基因番茄具有抗软化、保鲜时间长的原理是抗PG基因能阻止PG基因表达的转录过程，使细胞不能合成PGB．采用PCR技术将抗PG基因进行体外扩增时，在该技术的反应体系中除模板、引物、原料外，还需要逆转录酶C．将抗PG基因插入Ti质粒的T­DNA上构建基因表达载体D．若将抗PG基因导入细胞核，可避免抗PG基因通过花粉传播进入其他植物而导致“基因污染”答案：C解析：据题图可知，抗PG基因与PG基因转录成的mRNA正好相互结合，阻止了PG基因表达的翻译过程，使细胞不能合成PG，A错误；PCR过程所需要的条件有：模板、引物、原料、TaqDNA聚合酶，B错误；将抗PG基因插入Ti质粒的T­DNA上构建基因表达载体，C正确；花粉中的雄配子几乎不含质基因，所以为避免抗PG基因通过花粉传播进入其他植物而导致“基因污染”，应将抗PG基因导入细胞质，D错误。10．研究人员利用CRISPR基因编辑技术成功修复了人类早期胚胎中与肥厚性心肌病相关的基因MYBPC3的突变，且定向非常精确，未出现“脱靶”效应。这项研究在攻克用基因组编辑技术治疗人类遗传病的若干技术问题的同时，也引起了一些伦理方面的争论。下列相关叙述错误的是()A．运用该技术编辑少量的细胞就可以对遗传病进行治疗B．运用该技术可能诱发基因歧视等诸多社会不公平现象C．要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上，讨论转基因技术的相关问题D．随着该技术的成熟，可以设计“完美婴儿”，促进人类发展和进步答案：D11．为了解转基因烟草对生态环境的影响，研究人员以TMV－cp烟草品种NC89为实验材料，对转基因烟草外源基因TMV－cp漂移到杂草上的可能性进行了研究。研究人员随机选取了5株NC89烟草，并在NC89烟草株系及周边随机选取各种杂草，提取DNA，根据TMV－cp基因设计引物进行PCR扩增，电泳结果如图。注：1为阳性对照，2为空白(阴性)对照，3～7为NC89烟草样品，8～18表示杂草样品。下列相关叙述正确的是()A．设置空白对照是为排除实验操作等对结果的影响B．电泳结果表明TMV－cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在C．电泳结果表明烟草中TMV－cp基因没有漂移至周边杂草D．将TMV－cp基因转入其他植物时不需要经过安全性评价答案：ABC解析：为了排除实验操作等对结果的影响，需要设置空白对照，A正确；3～7为NC89烟草样品，均存在TMV－cp基因条带，说明TMV－cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在，B正确；8～18表示杂草样品，都没有出现TMV－cp基因条带，则烟草中TMV－cp基因没有漂移至周边杂草，C正确；将TMV－cp基因转入其他植物时需要经过安全性评价，D错误。12．2018年11月，世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿诞生。这项研究用到了能够精确定位并修饰基因的基因编辑技术，即基因编辑时用约为头发二十分之一细的针把Cas9蛋白和特定的RNA引导序列注入受精卵中，对CCR5基因进行修改，预期婴儿出生后能天然抵抗人类免疫缺陷病毒，关于该技术的安全性问题，下列说法错误的是()A．基因编辑时，引导序列可能发生变异，导致剪切错误，造成不可预知的后果B．经过基因编辑的个体，有可能影响基因选择性表达，而导致其他疾病的产生C．将基因编辑技术应用于治疗性克隆，不符合人类伦理道德D．只要加强监管、完善法律法规、完善技术手段，不需担心基因编辑技术的安全性答案：CD13．红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种激素物质，是当今最成功的基因工程药物，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)。其简要生产流程如图，下列相关叙述正确的是()A．过程①用到的工具酶有DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶B．构建的重组表达载体中终止子的作用是终止转录过程C．检测重组细胞是否表达出rhEPO常用抗原—抗体杂交技术D．用乳腺生物反应器生产EPO可将人EPO基因导入哺乳动物体细胞获得答案：BC解析：过程①是基因表达载体的构建，需用限制酶切割目的基因和载体，并用DNA连接酶连接，该过程无需DNA聚合酶参与，A错误；终止子的作用是终止转录过程，B正确；检测重组细胞是否表达出rhEPO，可利用抗原—抗体特异性结合的原理，采用抗原—抗体杂交技术检测，C正确；将基因表达载体转入哺乳动物受精卵中，使EPO基因在转基因雌性动物的乳腺细胞中表达，通过分泌的乳汁来生产EPO，目前还不能直接用高度分化的体细胞克隆哺乳动物，D错误。14．叶绿体基因组为环状双链DNA分子，利用基因工程技术将目的基因插入叶绿体基因组的方法具有多种优点。下列叙述不正确的是()A．叶绿体内的双链DNA分子不能与蛋白质结合B．叶绿体具有母系遗传的特点，可有效防止转基因植物造成的花粉污染C．将目的基因插入叶绿体基因组，叶绿体基因组不会进入生殖细胞D．叶绿体基因组发生的基因突变无法遗传给后代，属于不可遗传变异答案：ACD解析：叶绿体内的双链DNA分子可与DNA聚合酶结合形成核酸—蛋白质复合体，A错误；叶绿体具有母系遗传的特点，利用叶绿体基因组进行转基因操作可使插入的目的基因不会随着花粉广泛传播，可有效防止基因污染，增加了转基因产品的生物安全性，B正确；将目的基因插入叶绿体基因组，改造后的叶绿体基因组随着细胞质遗传进入卵细胞，可遗传给后代，叶绿体基因组发生的基因突变属于可遗传变异，C、D错误。15．天冬氨酸激酶(AK)和二氢吡啶二羧酸合成酶(DHDPS)是玉米赖氨酸合成途径中的关键酶。野生型玉米赖氨酸含量很低，科学家将天冬氨酸激酶第352位苏氨酸替换为异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶第104位天冬酰胺替换为异亮氨酸，显著提高两种酶的活性，使玉米中赖氨酸含量提高数倍。若只提高一种酶的活性，赖氨酸的含量基本不变。回答下列问题：(1)以上获得高赖氨酸含量玉米植株的技术，属于__________(填生物工程技术)技术。用紫外线处理玉米种子也可能得到类似的结果，这种育种方法的原理为________。(2)将改造后的AK基因(记为基因A)和改造后的DHDPS基因(记为基因D)导入玉米细胞，经植物组织培养获得高赖氨酸含量的植株甲、乙、丙，已知三个植株中的每个细胞中仅导入一个基因A和一个基因D。(注：不考虑基因突变、染色体互换及致死情况。)①若植株甲自交后代中，高赖氨酸含量∶低赖氨酸含量＝________，说明甲中A、D基因位于非同源染色体上，独立遗传，遵循________定律。植株甲自交的子代中，稳定遗传的高赖氨酸含量植株占________。②若乙自交子代中高赖氨酸含量∶低赖氨酸含量＝3∶1，丙自交子代中高赖氨酸含量∶低赖氨酸含量＝1∶1，植株乙和植株丙进行杂交，所得子代中高赖氨酸含量玉米占________。为快速获得稳定遗传的高赖氨酸含量玉米，应取植株________________(填“乙”或“丙”)的________置于适宜培养基上培养，用________________处理幼苗，可得到所需植株。(3)分别提取野生型玉米和第(2)小题中植株甲的DNA，用下图所示引物1和引物2进行PCR扩增，用限制酶A充分切割扩增产物，之后进行凝胶电泳，已知图乙泳道1对应野生型玉米，请在图乙泳道2中画出植株甲对应的结果。答案：(1)蛋白质工程基因突变(2)①9∶7(基因)自由组合1/16②1/2乙花药秋水仙素(或低温)(3)解析：(2)①若甲中A、D基因位于非同源染色体上，独立遗传，遵循基因的自由组合定律，则植株甲的基因型为AaDd(将没有A、D基因的染色体上的基因表示为a、d)，子代中高赖氨酸含量的基因型为A_D_，低赖氨酸含量的基因型为AAdd、Aadd、aaDD、aaDd、aadd共5种，高赖氨酸含量∶低赖氨酸含量＝9∶7，高赖氨酸含量中只有AADD一种纯合子，纯合子植株占1/16。②乙自交子代中高赖氨酸含量∶低赖氨酸含量＝3∶1，由此可推断出乙中A、D位于一对同源染色体上，且A、D在一条染色体上，a、d在一条染色体上；丙自交子代中高赖氨酸含量∶低赖氨酸含量＝1∶1，由此可推断出丙中A、D位于一对同源染色体上，且A、d在一条染色体上，a、D在一条染色体上，植株乙产生的配子为AD∶ad＝1∶1，植株丙产生的配子为Ad∶aD＝1∶1，植