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课时跟踪检测（五十九）蛋白质工程和生物技术的安全性与伦理问题
一、选择题
1.蛋白质的空间结构是生命科学研究领域的热点内容。某科研团队利用人工智能AI开发的AlphaFold2程序对大部分蛋白质结构的预测极为精准。下列叙述错误的是 (　 )
A.依据新蛋白质的氨基酸序列能推出唯一的基因序列
B.蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础
C.预测、设计并制造新蛋白质的技术属于蛋白质工程
D.结构预测能帮助揭示蛋白质分子间相互作用的机制
2.(2025·张掖模拟)下列有关转基因产品安全性的叙述错误的是 (　 )
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.生产转基因大豆加工成的食用油一定要进行标识
3.生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是 (　 )
A.高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动
B.只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用
C.动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强
D.外来入侵物种可能在增加本土食物来源的同时给自然生态造成破坏
4.(2025·杭州一模)当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法错误的是 (　 )
A.由于技术问题，生殖性克隆可能孕育出有严重生理缺陷的克隆人
B.为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果
C.对囊胚进行分割时，必须对整个胚胎结构进行均等分割
D.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
5.每出生5 000名婴儿就有1人患有线粒体有害突变引起的疾病，可通过如下技术培育“三亲婴儿”，实现线粒体替代疗法阻断线粒体病的遗传，但这是一个充满了争议的技术。据此推测，下列叙述正确的是 (　 )
A.该技术涉及动物细胞核移植、动物细胞培养、体外受精等技术
B.利用该技术培育“三亲婴儿”属于无性生殖
C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能遗传给“三亲婴儿”
D.此技术之所以存在较大争议仅仅是因为孩子同时拥有自己父亲、母亲和卵母细胞捐献者的部分基因的伦理问题
6.(2025·长沙模拟)苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍；将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对舞毒蛾的毒性提高了7倍。下列叙述正确的是 (　 )
A.对Cry蛋白改造需要重新合成新的基因
B.通过测定DNA的序列确定定点突变是否成功
C.根据Cry蛋白的氨基酸序列只能推测出一种相应的mRNA序列
D.经改造后的苏云金芽孢杆菌中的Cry蛋白毒性提高这一性状不可遗传
二、非选择题
7.(15分)(2024·河北高考)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题：
(1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为　　　　　　　　　　　启动子。Nos为终止子，其作用为　　　　　　　　　　　。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶　　　　和　　　　对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。(4分)
(2)利用　　　　方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测　　　　　　　　　　　　　　　　　，通过　　 　技术检测是否翻译出r2HN蛋白。(4分)
(3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为　　　　　。选择纯合体进行后续研究的原因是__________________________________
　　　　　。(3分)
(4)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的　　　　免疫和　　　　免疫。(2分)
(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是　　　　　　　 　　(答出两点即可)。(2分)
4 / 4课时跟踪检测（五十九）蛋白质工程和生物技术的安全性与伦理问题
一、选择题
1.蛋白质的空间结构是生命科学研究领域的热点内容。某科研团队利用人工智能AI开发的AlphaFold2程序对大部分蛋白质结构的预测极为精准。下列叙述错误的是 (　 )
A.依据新蛋白质的氨基酸序列能推出唯一的基因序列
B.蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础
C.预测、设计并制造新蛋白质的技术属于蛋白质工程
D.结构预测能帮助揭示蛋白质分子间相互作用的机制
解析：选A　由于一种氨基酸可能有多种密码子，因此依据新蛋白质的氨基酸序列推出的基因序列不止一种，A错误。
2.(2025·张掖模拟)下列有关转基因产品安全性的叙述错误的是 (　 )
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.生产转基因大豆加工成的食用油一定要进行标识
解析：选C　转基因农作物产品的安全性还尚未得到确定结论，故转基因农作物产品不一定可以增进人类健康，C错误。
3.生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是 (　 )
A.高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动
B.只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用
C.动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强
D.外来入侵物种可能在增加本土食物来源的同时给自然生态造成破坏
解析：选B　转基因作为一项技术本身是中性的，如果有证据表明某转基因产品有害，就应该禁止该转基因产品的使用，而不是禁止转基因技术的应用，B错误。
4.(2025·杭州一模)当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法错误的是 (　 )
A.由于技术问题，生殖性克隆可能孕育出有严重生理缺陷的克隆人
B.为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果
C.对囊胚进行分割时，必须对整个胚胎结构进行均等分割
D.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
解析：选C　对囊胚进行胚胎分割时，必须对内细胞团进行均等分割，C错误。
5.每出生5 000名婴儿就有1人患有线粒体有害突变引起的疾病，可通过如下技术培育“三亲婴儿”，实现线粒体替代疗法阻断线粒体病的遗传，但这是一个充满了争议的技术。据此推测，下列叙述正确的是 (　 )
A.该技术涉及动物细胞核移植、动物细胞培养、体外受精等技术
B.利用该技术培育“三亲婴儿”属于无性生殖
C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能遗传给“三亲婴儿”
D.此技术之所以存在较大争议仅仅是因为孩子同时拥有自己父亲、母亲和卵母细胞捐献者的部分基因的伦理问题
解析：选A　据图分析可知，该技术涉及动物细胞核移植、动物细胞培养、体外受精、胚胎移植等技术，A正确；该技术存在精子和卵母细胞的融合过程，属于有性生殖，B错误；卵母细胞捐献者提供的是细胞质，而红绿色盲基因位于细胞核内的染色体上，因此卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给“三亲婴儿”，C错误；此技术之所以存在较大争议不仅是因为孩子同时拥有自己父亲、母亲和卵母细胞捐献者的部分基因的伦理问题，还存在技术尚不完备、仍需要更充足的检验等原因，D错误。
6.(2025·长沙模拟)苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍；将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对舞毒蛾的毒性提高了7倍。下列叙述正确的是 (　 )
A.对Cry蛋白改造需要重新合成新的基因
B.通过测定DNA的序列确定定点突变是否成功
C.根据Cry蛋白的氨基酸序列只能推测出一种相应的mRNA序列
D.经改造后的苏云金芽孢杆菌中的Cry蛋白毒性提高这一性状不可遗传
解析：选B　对Cry蛋白改造通过改造编码Cry蛋白的基因来实现，A错误；DNA中碱基的排列顺序代表遗传信息，因此，可通过测定DNA的序列确定定点突变是否成功，B正确；由于密码子的简并性，根据Cry蛋白的氨基酸序列可以推测出多种mRNA序列，C错误；对编码Cry蛋白的基因进行定点突变，其遗传物质发生改变，故经改造后的苏云金芽孢杆菌中的Cry蛋白毒性提高这一性状是可以遗传的，D错误。
二、非选择题
7.(15分)(2024·河北高考)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题：
(1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为　　　　　　　　　　　启动子。Nos为终止子，其作用为　　　　　　　　　　　。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶　　　　和　　　　对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。(4分)
(2)利用　　　　方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测　　　　　　　　　　　　　　　　　，通过　　 　技术检测是否翻译出r2HN蛋白。(4分)
(3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为　　　　　。选择纯合体进行后续研究的原因是__________________________________
　　　　　。(3分)
(4)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的　　　　免疫和　　　　免疫。(2分)
(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是　　　　　　　 　　(答出两点即可)。(2分)
解析：(1)根据题意可知，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP(启动子)应为在水稻胚乳中特异表达的基因的启动子。Nos为终止子，其作用为终止转录过程。由图1可知，GtP内部含有KpnⅠ的酶切位点，用KpnⅠ酶切会破坏启动子，Nos的上游和下游都含有SacⅠ的酶切位点，用SacⅠ酶切会使重组基因表达载体缺失终止子，故构建基因表达载体时，可选择限制酶Hind Ⅲ和EcoRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切。(2)可用农杆菌转化法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN基因表达情况，可用PCR技术检测r2HN基因是否转录出mRNA，若要检测r2HN基因是否翻译出r2HN蛋白，可用抗原—抗体杂交技术。(3)选择单一位点插入目的基因的植株进行自交一代，根据分离定律，r2HN纯合体植株占1/4。由于纯合体植株遗传性状稳定，故选择r2HN纯合体植株进行后续研究。(4)通过体液免疫，机体可产生较多相应抗体，通过细胞免疫，机体可产生较多细胞毒性T细胞。据题图2可知，实验组的抗体和CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)明显高于对照组，因此获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗，有生产成本低、产量高、生物安全性较高、提取和处理目标产物简易等优点。
答案：(1)在水稻胚乳中特异表达的基因　终止转录过程　Hind Ⅲ　EcoR Ⅰ　(2)农杆菌转化　r2HN是否转录出mRNA　抗原—抗体杂交　(3)1/4　遗传性状稳定　(4)体液　细胞　(5)成本低、生物安全性较高(答案合理即可)
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