2026版《金版教程》高考总复习生物不定项版终新第九单元 考点37 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题

高考总复习首选用卷生物学(不定项版)考点37基因工程及生物技术的安全性与伦理问题题号12345678难度★★★★★★★★对点基因工程的工具基因工程的基本操作程序DNA粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳膀胱生物反应器基因工程的成果及应用生物技术的安全性和伦理问题PCR蛋白质工程题号910111213141516难度★★★★★★★★★★★★★★对点基因工程基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序蛋白质工程基因编辑技术基因工程1．(2024·甘肃高台一中开学考)某研究小组拟用限制酶和DNA连接酶为基本工具，对目的基因和质粒进行切割、连接，以构建含目的基因的重组表达载体。下列有关叙述正确的是()A．构建重组表达载体时，目的基因和质粒均用酶3切割，用E.coliDNA连接酶连接成功率最高B．构建重组表达载体时，目的基因用酶2切割，质粒用酶4切割，用T4DNA连接酶连接成功率最高C．目的基因和质粒均用酶1切割，用T4DNA连接酶连接构建重组表达载体既方便操作又容易成功D．酶1和酶3属于同尾酶，切割产生相同的黏性末端，但不适宜使用二者来构建重组表达载体答案：D解析：构建重组表达载体时，使用同一种限制酶切割目的基因和质粒，容易造成二者自身环化，也容易造成目的基因和质粒反向连接，成功率不高，A错误；酶2和酶4切割产生的末端不相同，无法连接成新的片段，B错误；酶1会破坏目的基因，C错误；酶1和酶3属于同尾酶，二者切割产生相同的黏性末端，但酶1会破坏目的基因，不适宜使用二者来构建重组表达载体，D正确。2．如图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取Bt毒蛋白基因“放入”棉花细胞中发挥作用的过程。以下说法正确的是()A．转化就是指将Bt毒蛋白基因导入受体细胞内的过程B．图中Ⅱ是含目的基因的重组Ti质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞C．可用含有四环素的培养基筛选含重组Ti质粒的农杆菌D．检验转基因棉的抗虫性状，常用的方法是抗原—抗体杂交技术答案：C解析：转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，A错误；图中Ⅱ是含目的基因的重组Ti质粒，步骤②是将含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌，步骤③是导入棉花细胞，B错误；含重组Ti质粒的农杆菌中含有四环素的抗性基因，可以在含有四环素的培养基上生存，故可以用含有四环素的培养基筛选含重组Ti质粒的农杆菌，C正确；检测转基因抗虫棉的抗虫性状，常用的方法是通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗虫程度，D错误。3．(2024·山西运城阶段练习)下列关于DNA粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定的原理的叙述正确的是()A．利用DNA溶于酒精，但蛋白质不溶于酒精的原理，可分离DNA与蛋白质B．将白色丝状物加入二苯胺试剂后沸水浴，待试管冷却后观察颜色变化C．PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的，可在引物的3′端添加限制酶识别序列D．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理答案：D解析：DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可将DNA与蛋白质分离，A错误；将白色丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂沸水浴，待试管冷却后观察颜色变化，B错误；由于引物的序列具有特异性，所以PCR扩增的特异性一般是由引物的特异性决定的，可在引物的5′端添加限制酶识别序列，C错误。4．W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某学习小组利用膀胱生物反应器制备W的过程如图，下列有关说法不正确的是()A．步骤①构建的重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子B．步骤②可使用显微注射技术将重组表达载体导入受精卵C．膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比，具有不受年龄和性别限制等优点D．W基因只在转基因动物膀胱细胞中存在并表达答案：D解析：启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因的转录，重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子，目的是使目的基因只能在膀胱组织中表达，A正确；步骤②是将重组表达载体导入受精卵，显微注射技术常用于将重组表达载体导入动物细胞，B正确；乳腺生物反应器要求性别是雌性、处于哺乳期，膀胱生物反应器不限制动物性别且可以从动物出生时即开始收集产物，C正确；重组表达载体的受体细胞是受精卵，故在所有体细胞中都有W基因，但只在转基因动物膀胱细胞中表达，D错误。5．(2024·湖北襄阳月考)下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是()A．基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用B．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物C．基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗的目的D．利用基因工程技术，将人的胰岛素基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同答案：D解析：利用基因工程技术，将人的胰岛素基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不相同，因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体等细胞器，不能对胰岛素进行加工，D错误。6．生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述不正确的是()A．应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质B．当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆C．反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿D．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力答案：D解析：生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，干扰素为细胞因子，不属于生物武器，D错误。7．(不定项)RT­PCR是将RNA逆转录(RT)成cDNA(与mRNA互补的DNA单链)和聚合酶链式反应(PCR)相结合的技术，具体过程如图所示。下列叙述正确的是()A．过程Ⅰ获得cDNA的过程与DNA复制过程中存在的碱基配对方式相同B．图中A、B两种引物的核苷酸序列不同，但参与子链合成的酶均相同C．图中子链的合成均是以四种核糖核苷酸为原料从引物的5′端开始延伸的D．过程Ⅱ中，若进行6轮循环，则共需要加入引物的数量为63个答案：D解析：过程Ⅰ是以四种脱氧核糖核苷酸为原料，以mRNA为模板逆转录合成DNA的过程，催化该过程的酶是逆转录酶，存在的碱基配对方式是U—A、A—T、C—G、G—C；过程Ⅱ是DNA单链复制过程，是以四种脱氧核糖核苷酸为原料，以DNA单链为模板合成DNA单链的过程，催化该过程的酶为耐高温的DNA聚合酶，该过程中存在的碱基配对方式是T—A、A—T、C—G、G—C，且子链延伸的方向是从引物的3′端开始延伸的，A、B、C错误；过程Ⅱ开始是一条DNA单链，经6轮循环后，产生25＝32个DNA分子，共32×2＝64条单链，新合成的子链数为63条，则进行6轮循环，共需要加入引物的数量为63个，D正确。8．(不定项)(2024·广东韶关阶段练习)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。蛋白质工程流程如图所示。下列关于蛋白质工程叙述正确的是()A．蛋白质工程是在分子水平上对DNA分子直接进行操作，定向改变分子的结构B．图中的b为mRNA，a为蛋白质，b和a对应的单体序列都是唯一的C．通过蛋白质工程改造的水蛭蛋白是自然界已有的蛋白质D．蛋白质工程改造水蛭蛋白过程中涉及中心法则答案：AD解析：据图可知，物质a是具有氨基酸序列的多肽链，物质b是mRNA，在生产过程中，物质b可能不同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能对应几种密码子，B错误；通过蛋白质工程改造的水蛭蛋白是自然界没有的蛋白质，C错误；根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列，涉及到了中心法则，D正确。9．(2022·河北，24)蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPin1A)的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题：(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是___________________________________________________。(2)__________________________是实施基因工程的核心。(3)利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入质粒的________上，此方法的不足之处是________________________________。(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有____________________________(写出两点即可)。(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的________以鉴定其抗性程度。图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析________(填“NaPI”“StPin1A”或“NaPI＋StPin1A”)转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是____________________________________。(6)基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生________，导致昆虫朝着一定的方向不断进化。据此推测，被蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些昆虫具有了抗蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。答案：(1)抑制害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的(2)基因表达载体的构建(3)T－DNA该方法一般不适用于单子叶植物(4)PCR技术、抗原—抗体杂交技术(5)接种试验NaPI＋StPin1ANaPI＋StPin1A的转基因棉花的虫体质量最低且每株棉铃数最多(6)定向改变害虫基因突变，产生了可与蛋白酶抑制剂竞争性结合的蛋白质；或表达出不与蛋白酶抑制剂结合的、具有水解蛋白质的功能的新蛋白酶；或作物蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码蛋白酶抑制剂解析：(1)蛋白酶抑制剂可与害虫消化道内的蛋白酶结合形成复合物，从而阻断或降低蛋白酶的活性，使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质，从而达到抗虫的目的。(2)基因工程的核心是基因表达载体的构建。(3)农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，可将Ti质粒上的T－DNA转移至受体细胞，并将其整合到受体细胞的染色体DNA上。故利用农杆菌转化法时，需将目的基因插入Ti质粒的T－DNA上。但农杆菌一般只感染双子叶植物和裸子植物，故其不足之处是该方法一般不适用于单子叶植物。(4)在分子水平上可通过PCR技术检测目的基因是否导入受体细胞染色体DNA上或检测目的基因是否转录出了mRNA；是否翻译出相应的蛋白质则需要使用抗原—抗体杂交技术。(5)抗虫基因导入植物细胞后，要鉴定其是否赋予植物抗虫特性，需要做抗虫接种试验。题图中，NaPI＋StPin1A转基因棉花的虫体质量最低，每株棉铃数最多，故其抗虫效果最佳。(6)昆虫种群本来就存在抗虫性强或弱的变异，在抗虫剂(蛋白酶抑制剂)的选择作用下，昆虫种群的基因频率会发生定向改变，使昆虫朝着一定的方向不断进化。蛋白酶抑制剂通过与害虫消化道内的蛋白酶结合使害虫不能消化蛋白质而死亡。昆虫具有抗蛋白酶抑制剂的能力可能是因为害虫的蛋白酶基因突变，表达出的新蛋白酶不能与蛋白酶抑制剂结合，但仍具有水解蛋白质的能力；或者是害虫基因突变，产生了某种蛋白质可与蛋白酶抑制剂结合；或者是导入作物中的蛋白酶抑制剂基因突变，不能合成蛋白酶抑制剂。10．载体是基因工程中携带目的基因进入受体细胞的重要工具，常见的载体类型主要有基因克隆载体和基因表达载体，下图是利用细菌生产人胰岛素的基本流程示意图，下列相关叙述正确的是()A．重组载体A、重组载体B分别是基因克隆载体和基因表达载体B．载体B必须含有限制酶切割位点、复制原点和标记基因，而载体A可以没有C．重组载体B需要有起始密码子和终止密码子序列，而载体A可以没有D．培养细菌A和细菌B的培养基在营养成分和功能上没有明显差异答案：A解析：重组载体A导入受体菌后随着受体菌的繁殖而扩增，因此是基因克隆载体，而重组载体B导入受体菌后，表达产生胰岛素，因此是基因表达载体，A正确；作为载体必须要具备的条件有：含有限制酶的切割位点(便于目的基因的插入)、复制原点(便于目的基因的扩增)及标记基因(便于筛选含有目的基因的受体细胞)等，因此载体A和载体B都必须含有限制酶切割位点、复制原点和标记基因等，B错误；起始密码子和终止密码子序列位于mRNA上，重组载体B为环状DNA分子，其上不含起始密码子和终止密码子，C错误；培养细菌A的目的是扩增目的基因，培养细菌B的目的是获得胰岛素，因此培养两者的培养基在营养成分和功能上有区别，D错误。11．(2025·辽宁开学考试)图甲、乙中标注了相关限制酶的酶切位点。下列关于培育转基因大肠杆菌的叙述错误的是()A．若通过PCR获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙B．图中质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需选用Ca2＋转化法D．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可能同时表达答案：D解析：引物是根据目的基因两侧序列获得，需要与目的基因两端互补，故若通过PCR技术大量扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物丙，A正确；图甲中BamHⅠ会破坏两种抗性基因，不能选用，故图乙中目的基因左侧只能选BclⅠ，而质粒上没有目的基因右侧Sau3AⅠ的酶切位点，两者都有HindⅢ的酶切位点，故质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切，B正确；若将基因表达载体导入受体细胞大肠杆菌时，需用钙离子等处理，使其处于易于吸收外源DNA的状态，C正确；在受体细胞中，插入目的基因时氨苄青霉素抗性基因被破坏，不能和目的基因同时表达，D错误。12．(不定项)(2024·北京海淀一模改编)双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，研究人员构建了下图所示的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析正确的是()A．可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞B．为连入GUS基因，需用SalⅠ和SphⅠ酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒C．在培养基中添加潮霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞D．可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用答案：ACD解析：将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，A正确；如果用SphⅠ酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒时就会破坏LUC基因，B错误；如果成功导入含有潮霉素抗性基因的基因表达载体，受体细胞就具有抗潮霉素的能力，在含有潮霉素的培养基上能生存，因此可以筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞，C正确；双向启动子如果正常表达，就会合成荧光素酶和β­葡萄糖苷酶，催化底物分别产生荧光和生成蓝色物质，从而确定双向启动子的作用，D正确。13．(2025·八省联考内蒙)在人胰岛素A链基因前端加入甲硫氨酸编码序列，置于β－半乳糖苷酶基因(不含终止编码序列)末端，插入到质粒中，并转化大肠杆菌(缺失内源性β－半乳糖苷酶基因)，经培养、切割和纯化等得到成熟胰岛素A链，回答下列问题：(1)使用限制酶________和________对质粒和插入DNA片段进行切割。(2)在转化大肠杆菌前，一般先用________处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收重组DNA分子的生理状态。(3)重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是________。(4)将经过转化的大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素和X－gal的培养基中培养，若观察到________色菌落，可以确定大肠杆菌成功表达胰岛素A链，原因是______________________________________________________________________________________________________________。另一种颜色的菌落中可能不含重组DNA分子，在不考虑突变的情况下，这些菌落不含重组DNA分子的原因是______________。(5)溴化氰可以在甲硫氨酸残基C端切割肽链，成熟的人胰岛素A链不含甲硫氨酸残基。使用溴化氰在甲硫氨酸残基C端切割的目的是__________________________________________________________________________。答案：(1)HindⅢBamHⅠ(2)Ca2＋(3)启动子(4)蓝大肠杆菌缺失内源性β－半乳糖苷酶基因，而导入成功后含有内源性β－半乳糖苷酶基因，表达出的β－半乳糖苷酶分解X－gal产生蓝色导入的是普通质粒(5)切割β－半乳糖苷酶和胰岛素A链结合而成的融合蛋白，获得成熟的人的胰岛素解析：(1)据图分析，EcoRⅠ和EcoRⅤ都会破坏目的基因，故不能选择，且SacⅠ不在启动子和终止子之间，也不能选择，则目的基因左侧只能选择BamHⅠ，右侧应选择HindⅢ，故使用限制酶BamHⅠ和HindⅢ对质粒和插入DNA片段进行切割。(3)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可用于驱动基因的转录，故重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是启动子。(4)大肠杆菌缺失内源性β－半乳糖苷酶基因，若导入成功，则重组质粒中含有β－半乳糖苷酶基因，表达出的β－半乳糖苷酶分解X－gal产生蓝色；由于导入率并非100%，另一种颜色(白色)的菌落中导入的是普通质粒。14．(2024·武汉调研)FⅧ基因主要在肝脏中表达，控制合成凝血因子(FⅧ)。若将FⅧ第309位的丙氨酸替换为丝氨酸，可增加FⅧ的分泌。A型血友病是由FⅧ基因突变使FⅧ含量降低或功能异常引起的。下列叙述错误的是()A．上述得到高分泌量的FⅧ的操作过程属于蛋白质工程B．构建基因表达载体时应将编辑后的FⅧ基因连接于肝脏细胞特异性启动子下游C．以腺病毒为载体将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗D．为了检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达，不能从血液中提取蛋白质进行抗原—抗体杂交答案：D解析：通过改造编码FⅧ基因得到高分泌量的FⅧ的操作过程属于蛋白质工程，A正确；由题意知，FⅧ基因主要在肝脏中表达，且目的基因应位于启动子下游，故构建基因表达载体时应将编辑后的FⅧ基因连接于肝脏细胞特异性启动子下游，B正确；由题意可知，以腺病毒为载体将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗，C正确；编辑后的FⅧ基因表达的凝血因子可存在于血浆中，因此可以从血液中提取蛋白质进行抗原—抗体杂交，以检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达，D错误。15．(不定项)(2024·广东佛山期末)我国科研人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了水稻香味抑制基因Badh2，获得了有香味的水稻，机理如图所示。下列叙述正确的是()注：潮霉素能抑制植物细胞生长。A．sgRNA的识别序列过短可能会导致编辑对象出错B．Cas9蛋白功能类似于限制酶，可以识别并剪切特定DNA片段C．在培养基中加入潮霉素，可用于筛选导入基因敲除载体的植物细胞D．构建好的基因敲除载体可用农杆菌转化法导入水稻细胞答案：ACD解析：由图可知，sgRNA能识别靶基因的特定序列，引导Cas9蛋白去切割特定序列，sgRNA的识别序列过短可能会导致编辑对象出错，A正确，B错误；由图可知，基因敲除载体中有sgRNA基因、Cas9基因和潮霉素抗性基因，使转基因水稻也带有潮霉素抗性基因，所以在培养基中加入潮霉素进行选择，C正确。16．(2024·湖北部分高中联考)多不饱和脂肪酸(PUFAs)是人体必需脂肪酸，猪肉是我国主要的肉类消费品，提高其PUFAs含量对居民健康具有重要意义。为解决猪肉中PUFAs含量不足的问题，研究者从线虫中获得控制PUFAs合成的必需酶基因fat－1，培育转fat－1基因猪，操作过程如下图所示，图中GFP基因表达出绿色荧光蛋白。请回答下列问题：(1)利用PCR扩增fat－1基因时，为了将目的基因与质粒定向连接，应在两种引物的一端分别加上限制酶__________________识别与切割的序列；PCR产物经电泳结果符合预期，但仍需通过基因测序进一步确认，原因是_____________________________________________________________________________________________