资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第42讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理性问题目录 01 课标达标练 【题型一】基因工程的工具 【题型二】基因工程的操作步骤 【题型三】基因工程的应用 【题型四】PCR与凝胶电泳 【题型五】蛋白质工程 【题型六】生物技术的安全性与伦理性问题 02 能力突破练(新角度+新情境+新考法) 03 高考溯源练(含2025年高考真题)题型一 基因工程的工具1.将外源基因导入受体细胞的过程中需要使用载体,下列有关载体的叙述错误的是( )A.载体应对宿主细胞无伤害,以免影响宿主细胞的正常生命活动B.载体应具有一个至多个限制酶切割位点,以便于目的基因的插入C.基因工程中被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上改造的D.将外源基因送人受体细胞的载体可以是切割DNA分子的酶【答案】D【解析】A、载体需和目的基因一起进入宿主细胞并与其共存,因此载体应对宿主细胞无伤害,以免影响宿主细胞的正常生命活动,A正确;B、载体应具有一个至多个限制酶切割位点,以便与目的基因拼接形成重组载体,B正确;C、天然的质粒往往存在不足,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,C正确;D、切割DNA分子的酶为限制酶,是基因工程的工具之一,但不是运载体,D错误。故选D。2.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a、b的识别序列和切割位点如图表所示。下列有关说法正确的是( )酶a切割产物长度(bp) 酶b再次切割产物长度(bp)2100; 1400; 1000; 500 1900; 200; 800; 600; 1000; 500A.酶a与酶b识别的序列不同,产生的黏性末端相同,因此无序列的特异性B.酶a与酶b切出的黏性末端不能用DNA连接酶连接C.该DNA分子中酶a与酶b的识别序列分别有2个和2个D.若酶b完全切割与该DNA序列相同的质粒,得到的切割产物有2种【答案】D【解析】A、酶a与酶b都切开特定部位的磷酸二酯键,切断的化学键相同;但酶a的识别序列为AGATCT,酶b的识别序列为GGATCC,两种酶的识别序列不相同,因此这两种酶具有专一性,A错误;B、酶a与酶b切出的黏性末端相同,均为GATC,能用DNA连接酶连接,B错误;C、由酶切产物可知,酶a单独切割后会形成4个片段,说明含有3个酶a的酶切位点;酶b再次酶切后,又新形成4种片段,说明有2个酶b的酶切位点,C错误;D、质粒为环状DNA分子,用酶b完全切割与该DNA序列相同的质粒,质粒上有2个酶b的酶切位点,用酶b得到的切割产物有2种,D正确。故选D。3.同尾酶是指一组识别序列不同,但切出的黏性末端相同的限制酶。下图为EcoR I、BamH I、Bgl II和Mbo I四种限制酶的识别序列及酶切位点。下列说法正确的是( )A.BamH I、Bgl II、Mbo I属于同尾酶,它们的识别序列相同B.当目的基因编码区内有BamH I识别序列时,使用Mbo I可避免目的基因被破坏C.选用上述任意两种不同的限制酶切割目的基因,就可以防止目的基因自身环化D.用DNA连接酶将BamH I和Bgl II形成的黏性末端连接后,仍可再被图中某种限制酶切开【答案】D【解析】A、BamH I、Bgl II、Mbo I识别序列不同,但切出的黏性末端相同,属于同尾酶,A错误;B、根据相关限制酶的识别序列和切割位点可知,由于BamH Ⅰ的识别序列包括Mbo Ⅰ的识别序列,所以当目的基因编码区内有BamH I识别序列时,使用Mbo I也会破坏目的基因,B错误;C、BamH I、Bgl II的识别序列不同,但会产生相同的黏性末端,若用二者切割目的基因,不能防止目的基因自身的环化,C错误;D、用DNA连接酶将BamH I和Bgl II形成的黏性末端连接后,不能被二者切开,但可再被限制酶Mbo I切开,D正确。故选D。4.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是( )A.用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口,有2个磷酸二酯键被断开B.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越小C.序列—C↓ATG—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D.T4DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接【答案】C【解析】A、限制酶切割DNA双链时,每个切口会断开2个磷酸二酯键(双链各1个)。若获得一个外源基因需切两次(两个切口),则共断开4个磷酸二酯键,A错误;B、限制酶识别序列越短,可能的组合数越少(如4碱基序列有4 种组合,6碱基有4 种),因此短序列在DNA中出现的概率更大,B错误;C、序列—C↓ATG—被切割后,黏性末端为单链“AT”的2个碱基;而—G↓GATCC—被切割后,黏性末端为单链“GATC”的4个碱基(如BamHI酶切),两者碱基数不同,C正确;D、T DNA连接酶可连接黏性末端和平末端,而E.coli DNA连接酶仅能连接黏性末端,不能催化平末端连接,D错误。5.限制性内切核酸酶可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。图为四种限制酶BamH I、EcoR I、Hind Ⅲ和Bgl Ⅱ的识别序列和切割位点,切割出来的黏性末端可以互补配对的是( )A.BamH I和EcoR I B.BamH I和Hind ⅢC.EcoR I和Hind Ⅲ D.BamH I和Bgl Ⅱ【答案】D【解析】DNA黏性末端可以互补配对需具备互补的碱基序列,即相同的黏性末端,根据图示可知BamH Ⅰ和Bgl Ⅱ切割形成的黏性末端都是-GATC,可以互补配对,D正确,ABC错误。故选D。题型二 基因工程的操作步骤6.如图是利用基因工程技术培育抗除草剂作物的部分过程,其中Pst I、Sma I、EcoR I、Apa I为四种限制酶,且切割DNA分子后形成的末端均不同。下列说法正确的是( )A.图示质粒分子在Sma I切割前后分别含有0或1个游离的磷酸基团B.培育抗除草剂作物的核心是将含bar基因的表达载体导入受体细胞C.可选用Pst I和EcoR I切割质粒和bar基因,确保目的基因正确插入D.利用PCR技术可从分子水平检测bar基因是否翻译出抗除草剂蛋白【答案】C【解析】A、质粒为环状DNA,Sma I切割后形成线性DNA,含2个游离磷酸基团,A错误;B、基因工程核心是构建基因表达载体,B错误;C、Pst I和EcoR I切割可避免质粒自身环化和目的基因反向连接,C正确;D、PCR检测目的基因是否导入,抗原-抗体杂交检测是否翻译,D错误。故选C。7.科学家利用动物乳腺生物反应器生产某病毒的N蛋白,用于制备病毒诊断试剂盒,基本流程如图。下列相关叙述错误的是( )A.采集的精子需经获能处理,卵细胞受精时透明带反应先于卵细胞膜反应发挥作用B.过程①需在目的基因首端连接乳腺蛋白基因启动子,甲为含目的基因的重组表达载体C.过程②进行早期胚胎培养时,培养液需无菌、无毒并保持95%空气+5%CO2的气体环境D.过程③胚胎移植前,可取内细胞团细胞通过DNA分析鉴定胚胎是否为转基因雌性羊【答案】D【解析】A、精子必须获能后才能与卵细胞结合,卵细胞防止多精入卵的两道屏障中,透明带反应(第一道)先于卵细胞膜反应(第二道)发生,A正确;B、过程①是基因表达载体的构建,为使目的基因在乳腺细胞中特异性表达,需在目的基因首端连接乳腺蛋白基因的启动子,甲为重组基因表达载体,B正确;C、早期胚胎培养需要无菌、无毒并维持95%空气(提供O2)和5%CO2(维持pH)的气体环境,C正确;D、胚胎移植前进行性别鉴定时,应取滋养层细胞而非内细胞团细胞(内细胞团发育为胚胎主体,取样会影响胚胎发育),且鉴定内容包括性别和目的基因是否导入,D错误。故选D。8.下列有关基因工程基本操作程序的叙述不正确的是( )A.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B.构建基因表达载体是基因工程的核心工作,唯一不需要进行碱基互补配对的过程是将目的基因导入受体细胞C.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D.应用PCR技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因是否存在和表达【答案】D【解析】A、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,用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸,A正确;B、构建基因表达载体是核心步骤,切割和连接过程依赖黏性末端的碱基互补配对(如限制酶处理后的黏性末端自然配对),而导入受体细胞(如农杆菌转化法)不涉及碱基配对,B正确;C、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,C正确;D、PCR技术仅能扩增特定DNA片段,检测目的基因是否存在,但无法检测基因是否表达(需通过检测mRNA或蛋白质),D错误。故选D。9.某小组将抗盐基因导入番茄细胞,培育转基因植株。下列操作错误的是( )A.将胚接种到含生长素和细胞分裂素的培养基上可诱导形成愈伤组织B.用Ca 处理番茄细胞后,可将重组质粒直接导入番茄细胞C.利用PCR技术可检测待测番茄细胞中是否含有抗盐基因D.将转基因番茄在盐碱地中种植,可检测其是否有抗盐性状【答案】B【解析】A、植物组织培养中,外植体(如胚)在含有生长素和细胞分裂素的培养基中可脱分化形成愈伤组织,A正确;B、Ca 处理常用于细菌(如大肠杆菌)感受态细胞的制备,而植物细胞导入重组质粒需通过农杆菌转化法或显微注射法,直接导入无法实现,B错误;C、PCR技术通过特异性引物扩增目的基因片段,可检测抗盐基因的存在,C正确;D、在盐碱地种植转基因番茄,通过观察其抗盐性状可直接验证目的基因的表达效果,D正确。故选B。10.应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品,提高了经济效益。如图表示培育生物新品种的过程,请据图判断下列叙述中正确的是( )A.图中①过程需要的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体B.图中⑤过程需要的培养基中只需加入无机营养和植物激素C.将prG导入细胞I,细胞I是B淋巴细胞D.可用相应抗原进行抗原—抗体杂交,检测抗虫基因是否成功表达【答案】C【解析】A、①表示基因表达载体的构建,该过程需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶,载体不是工具酶,A错误;B、⑤表示采用植物组织培养技术将转基因植物细胞培育成转基因植株,该过程需要的培养基中含有植物激素、无机营养、有机营养、琼脂等,B错误;C、将prG导入到细胞Ⅰ形成的重组细胞能产生单克隆抗体,prG能无限增殖,则Ⅰ是B淋巴细胞,能产生抗体,C正确;D、检测抗虫基因是否成功表达,应检测是否产生了相应的抗虫蛋白,可通过抗原—抗体杂交的方法,用相应抗体进行抗原—抗体杂交,D错误。故选C。题型三 基因工程的应用11.我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中,由该受精卵发育而成的羊所分泌的乳汁中含有人的凝血因子,可用于治疗血友病。下列叙述错误的是( )A.这项研究说明人和羊共用一套遗传密码B.人的基因是有遗传效应的DNA片段C.该羊的乳汁中含有人的凝血因子基因D.该羊能分泌人凝血因子的特性可能遗传给子代【答案】C【解析】A、遗传密码在生物界具有通用性,这是外源基因能在不同物种中表达的基础,A正确;B、基因是具有遗传效应的DNA片段,这是基因的本质,B正确;C、乳汁中的凝血因子是基因表达的产物(蛋白质),而基因位于羊的体细胞核DNA中,不会直接分泌到乳汁中,C错误;D、若外源基因成功整合到羊的生殖细胞中,该性状可通过生殖细胞遗传给子代,D正确;故选C。12.基因编辑技术是一种新兴的基因工程技术,可对生物体的基因组进行定点修饰。下列关于基因编辑技术的叙述,正确的是( )A.基因编辑技术只能改变生物体的单个基因B.基因编辑技术可用于治疗某些遗传性疾病C.基因编辑技术不会对生物体的其他基因造成影响D.基因编辑技术培育的生物个体不会产生新的性状【答案】B【解析】A、基因编辑技术通过特定工具(如CRISPR-Cas9)可对目标基因进行定点修饰,但技术上可设计多个向导RNA同时编辑多个基因,因此“只能改变单个基因”的说法错误,A错误;B、某些遗传性疾病是由特定基因缺陷引起的,基因编辑技术可通过定点修复缺陷基因,用于治疗这些遗传性疾病,B正确;C、基因编辑技术虽为定点修饰,但仍可能对生物体的其他基因或基因组结构造成一定影响(如脱靶效应等),C错误;D、基因编辑技术通过修饰基因,可能使生物体产生新的性状(如修复致病基因后获得正常性状,或引入新基因后产生新性状),D错误。故选B。13.生物的变异在育种中有重要作用,下列关于变异和育种的说法,不正确的是( )A.太空育种主要通过宇宙射线诱导基因突变和染色体变异,选育新品种B.杂交水稻的培育过程中,雄性不育株的出现可以简化育种流程C.多倍体育种利用秋水仙素在有丝分裂后期抑制纺锤体形成,使染色体加倍D.基因工程育种定向改造生物的性状,其原理是基因重组【答案】C【解析】A、太空育种利用宇宙射线诱导基因突变和染色体结构变异,属于诱变育种,A正确;B、雄性不育株可省去人工去雄步骤,简化杂交育种流程,B正确;C、秋水仙素通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,使染色体数目加倍,C错误;D、基因工程育种通过人为导入目的基因定向改变生物的性状,原理为基因重组,D正确。故选C。14.“低乳糖奶牛”的诞生有望给乳糖不耐受症患者提供“放心奶”。如图是“低乳糖奶牛”的培育过程,下列叙述正确的是( )A.重组细胞1培养后可以不取核,直接注入去核卵母细胞B.胚胎成纤维细胞分化程度高,核移植难度高于体细胞核移植C.犊牛的遗传物质全部来自黑白花奶牛和乳糖酶基因D.犊牛成年后与普通牛杂交,子代有1/2是低乳糖奶牛【答案】A【解析】A、据图可知,重组细胞1培养后可以不取核,直接注入去核卵母细胞,A正确;B、胚胎成纤维细胞分化程度低,核移植难度低于体细胞核移植,B错误;C、犊牛的核遗传物质来自黑白花奶牛提供的细胞核再加上导入的乳糖酶基因,犊牛的细胞质遗传物质来自卵母细胞,C错误;D、犊牛含有乳糖酶基因个数及基因位置不确定,普通牛不含乳糖酶基因,为隐性纯合子,故犊牛成年后与普通牛杂交,子代低乳糖奶牛无法确定,D错误。故选A。15.研究人员仿照制备乳腺生物反应器的思路,制备了一种膀胱生物反应器用其获得人体特殊功能蛋白W,基本过程如下图所示。下列有关叙述错误的是( )A.图中①和③过程代表的操作分别是显微注射和胚胎移植B.转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的遗传信息不同C.需用激素对代孕母体进行同期发情处理D.与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器不受转基因动物性别和年龄的限制【答案】B【解析】A、图中①表示将目的基因导入受体细胞,利用受精卵作为重组表达载体的宿主细胞常采用显微注射的方法将载体注入,③表示胚胎移植,A正确;B、转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是体细胞有丝分裂再经分化而来,遗传信息相同,B错误;C、对代孕母体进行同期发情处理,以使其子宫处于与供体相同的生理状态,C正确;D、由于只有雌性动物哺乳期才能产奶,因此与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器不受转基因动物性别和年龄的限制,D正确。题型四 PCR与凝胶电泳16.下列关于PCR扩增DNA片段及电泳鉴定的叙述,正确的有( )A.PCR扩增过程中双链DNA解旋是通过加热实现的B.用于PCR扩增的Taq酶是一种耐高温的逆转录酶C.PCR反应体系中需加入适量ATP溶液来驱动子链延伸D.扩增循环按顺序一般分复性、变性、延伸三步【答案】A【解析】A、PCR扩增中双链DNA解旋通过高温(约95℃)实现,称为变性,无需解旋酶,A正确;B、Taq酶是耐高温的DNA聚合酶,而非逆转录酶(逆转录酶用于以RNA为模板合成DNA),B错误;C、PCR反应中由dNTP提供原料和能量,无需额外添加ATP,C错误;D、PCR循环的正确顺序为变性→复性→延伸,D错误。故选A。17.与哺乳动物睡眠节律调控有关的基因PER2发生突变会导致睡眠紊乱,利用PCR技术可扩增PER2基因。下列叙述错误的是( )A.为了激活耐高温DNA聚合酶的活性,PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+B.变性过程中双链DNA的解开不需要解旋酶C.子链的延伸方向是3'端→5'端,新形成的子链与模板链之间将形成氢键D.若扩增PER2基因的过程中出现较多非目的基因片段,可能是引物过短造成【答案】C【解析】A、Mg2+可作为激活剂,PCR反应的缓冲液中需添加Mg2+,用于激活耐高温的DNA聚合酶,A正确;B、变性过程中,双链DNA的解开不需要解旋酶,该过程通过高温使DNA双链间的氢键断裂而解旋,B正确;C、子链的延伸方向是5'端→3'端,C错误;D、引物过短,引物的特异性差,可能会和非目的基因片段结合,导致PCR结果出现较多非目的基因片段,D正确。故选C。18.科学家将海鱼的抗冻蛋白基因用PCR技术扩增,如图1是扩增的目的基因的示意图。为寻找合适的载体,科学家对某质粒用EcoR I和Sma I两种限制酶进行酶切后,再利用琼脂糖凝胶电泳得到图2所示图谱(其中1号泳道是标准DNA样品的电泳结果,2号、3号、4号泳道分别是用EcoR I单独处理Sma I单独处理、两种酶共同处理后的电泳结果)。下列说法错误的是( )A.应选用引物2和引物3对目的基因进行扩增B.PCR过程每次循环分为3步,其中温度最低的一步是第二步C.由图2可知该载体DNA分子中两种限制酶的酶切位点各有两个D.DNA分子经过染色可在紫外灯下观察得到图2所示图谱【答案】C【解析】A、DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链,因此应选用引物2和引物3对目的基因进行扩增,A正确;B、PCR过程每次循环分为3步,分别为高温变性、低温复性、中温延伸,其中温度最低的一步是第二步,B正确;C、当仅用一种限制酶切割载体时,图中的2号、3号泳道仅产生一种长度的DNA片段,说明该载体DNA分子中两种限制酶的酶切位点各有一个,C错误;D、凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来,即获得图2的结果,D正确。故选C。19.甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质,某科研人员采用农杆菌转化法将甜蛋白基因(含有1178个碱基对)导入番茄,希望能提高番茄甜味,改善果实品质。甜蛋白基因和Ti质粒上限制酶切位点如图1、2所示;提取培育出的转基因番茄细胞中的DNA,依据甜蛋白基因两端的特异性序列设计引物,进行PCR扩增,对扩增产物进行电泳,结果如图3。下列叙述错误的是( )A.PCR扩增甜蛋白基因时,应该根据基因两端的3'端序列设计引物B.选择限制酶XbaI和EcoRI切割质粒和含有甜蛋白基因的DNA片段C.可用含有卡那霉素的培养基对成功导入表达载体的农杆菌进行筛选D.仅由图3电泳结果不能判断1、2、3、4号转基因番茄是否培育成功【答案】B【解析】A、PCR扩增时,引物需与模板链的3'端结合以启动子链沿延伸,因此应根据基因两端的3'端序列设计引物,A正确;B、若选择XbaⅠ和EcoRⅠ切割:甜蛋白基因会被完整切割(XbaⅠ切左侧,EcoRⅠ切右侧),但质粒中XbaⅠ和EcoRⅠ的切割位点位于启动子和终止子之间,切割后插入目的基因会导致目的基因反接,无法正常转录,正确选择应为XbaⅠ和HindⅢ,能使目的基因与载体正确连接,B错误;C、Ti质粒含卡那霉素抗性基因,可作为标记基因,成功导入表达载体的农杆菌能在含卡那霉素的培养基上存活,从而实现筛选,C正确;D、图3电泳结果仅能说明转基因番茄中含有甜蛋白基因片段,但无法证明该基因是否转录和翻译(即是否表达出甜蛋白),因此不能直接判断培育成功,D正确。20.目的基因和载体如果用同一种限制酶处理,连接时会出现正反接的情况,为鉴定筛选出的表达载体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后,结合电泳技术鉴定,图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,其中目的基因为长度300bp的片段。下列说法错误的是( )A.PCR复性温度不宜太低,避免引物错配和模板链形成双链B.DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象有关C.选取引物甲、丙,扩增出450bp长度片段时,可以说明目的基因正接D.选取引物乙、丙,可以判断目的基因是否反接【答案】C【分析】PCR是利用DNA在体外95℃高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'→3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。【解析】A、复性是在高温解旋后降低温度让引物与模板链结合,复性温度不宜太低,避免引物错配和模板链形成双链,A正确;B、电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小、带电量和构象有关,如电泳一段时间后,较大的DNA分子迁移距离小,离加样孔近,而较小的DNA分子迁移距离大,离加样孔远,B正确;C、由于使用的引物是甲和丙,没有与基因相应位置配对,因此不管基因正接还是反接,均为450bp,C错误;D、选取引物乙、丙,扩增出350bp长度片段时,可以说明目的基因正接,若反接,能扩增出400bp的片段,D正确。故选C。题型五 蛋白质工程21.利用蛋白质工程对干扰素进行改造,可在一定条件下延长其保存时间。下列叙述错误的是( )A.天然蛋白质合成的过程按照中心法则进行,蛋白质工程与之相反B.利用蛋白质工程对干扰素进行改造时,操作对象是干扰素C.经改造后的干扰素基因能通过工程菌的繁殖实现遗传D.对干扰素的改造遇到的最大难题是干扰素的高级结构十分复杂【答案】B【解析】A、天然蛋白质的合成遵循中心法则(DNA→RNA→ 蛋白质);蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发,反向推导基因序列(蛋白质→氨基酸序列→基因),与中心法则方向相反,A正确;B、蛋白质工程的操作对象是基因(通过修饰或合成基因来改造蛋白质),而非蛋白质(干扰素)本身。若直接操作蛋白质,无法实现可遗传的改造,B错误;C、经改造的干扰素基因可导入工程菌,工程菌繁殖时会复制该基因,从而实现基因的遗传(进而持续表达改造后的干扰素),C正确;D、蛋白质的高级结构(空间结构)十分复杂,而蛋白质工程需精准设计蛋白质的空间结构以实现预期功能,这是改造过程中面临的最大难题之一,D正确。故选B。22.研究人员将脂肪酶外环上的天冬氨酸定点突变为碱性赖氨酸,成功将其最适 pH 从 7.0 提高到 9.0,从而提高了其在碱性环境下的稳定性,该过程中直接操作的对象是( )A.蛋白质 B.氨基酸 C.基因 D.mRNA【答案】C【解析】研究人员将脂肪酶外环上的天冬氨酸定点突变为碱性赖氨酸,成功将其最适 pH 从 7.0 提高到 9.0,从而提高了其在碱性环境下的稳定性,该过程是通过蛋白质工程实现的,在生物体内蛋白质的合成是受到基因控制的,因此为了获得符合人类要求的蛋白质,需要设计蛋白质的结构,进而推测相应的氨基酸序列,进而获得相关基因的碱基序列,实现对基因的改造,通过对基因的修饰和改造可实现对蛋白质的改造,因而蛋白质工程被称为第二代基因工程,即上述蛋白质的改造需要直接对基因进行操作,C正确。故选C。23.随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展,蛋白质工程取得了很大的进展。下列有关蛋白质工程原理和应用的叙述中,错误的是( )A.通过蛋白质工程改造后获得的性状不能遗传给后代B.蛋白质工程不需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列C.利用蛋白质工程有效抑制胰岛素的聚合可研发出新型速效胰岛素D.蛋白质工程是一项难度很大的过程,主要是因为蛋白质的高级结构往往十分复杂【答案】A【解析】A、蛋白质工程通过改造基因来实现对蛋白质的修饰,若改造后的基因整合到生殖细胞或能遗传的载体中,性状可遗传,A错误;B、蛋白质工程通常仅针对特定功能区域的氨基酸序列进行修改,而非全部序列,B正确;C、分析题意可知,抑制胰岛素聚合可避免其形成多聚体,从而加快起效速度,C正确;D、蛋白质的结构决定其功能,蛋白质高级结构复杂,且其形成依赖一级结构,设计难度大,D正确。故选A。24.天然胰岛素易形成二聚体或六聚体,皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离为单体的过程,这在一定程度上延缓了疗效。科研人员发现,通过将胰岛素B28位的脯氨酸替换为天冬氨酸等方式,可有效抑制胰岛素的聚合,由此研发出的速效胰岛素类似物产品已经在临床上广泛应用。下列叙述正确的是( )A.该工程属于蛋白质工程,操作过程中需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶、质粒B.替换氨基酸时需要用特定的蛋白酶将特定部位的肽键水解C.可通过胰岛素基因定点诱变,替换特定碱基的方式改造D.必须使用同种限制酶处理胰岛素基因与质粒,二者才能连接【答案】C【解析】A、蛋白质工程通过改造基因来实现对蛋白质结构的修改,该工程是通过改造胰岛素基因从而达到改造胰岛素的目的,属于蛋白质工程,所需工具酶为限制酶和DNA连接酶,质粒是载体而非工具酶,A错误;B、替换氨基酸需通过改造基因从而改变对应的密码子,而非直接水解肽键,B错误;C、定点诱变技术可通过替换基因中特定碱基,改变对应氨基酸(如将脯氨酸密码子变为天冬氨酸密码子),C正确;D、不同限制酶处理基因和质粒后,若产生互补黏性末端仍可连接(如使用同尾酶),D错误;故选C。25.蛋白质工程是研究蛋白质结构和功能的重要手段,下列关于蛋白质工程的叙述,正确的是( )A.蛋白质工程不能够生产自然界中不存在的蛋白质B.通过蛋白质工程改造后获得的性状不能遗传给后代C.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术D.蛋白质工程可以通过增加酶内部二硫键数目提高酶的热稳定性【答案】D【解析】A、蛋白质工程通过改造或合成基因,能生产自然界不存在的新型蛋白质,A错误;B、蛋白质工程通过修改基因实现性状改变,若基因修饰发生在生殖细胞中,该性状可遗传,B错误;C、蛋白质工程需依赖基因工程技术对基因进行定向改造,并非完全摆脱基因工程,C错误;D、增加酶内部的二硫键可增强其空间结构的稳定性,从而提高热稳定性,D正确。故选D。题型六 生物技术的安全性与伦理性问题26.生物技术就像一把“双刃剑”,它既可以造福人类,也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列叙述错误的是( )A.反对设计试管婴儿的原因之一是避免有人滥用此技术选择性设计婴儿B.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C.转基因产品具有优良的品质,实验室培育的转基因产品可直接上市推广D.α-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播【答案】C【解析】A、设计试管婴儿涉及胚胎筛选,可能被滥用进行性别或基因选择,引发伦理问题,因此反对理由合理,A正确;B、生物武器危害极大,国际社会严格禁止,防控其扩散是生物安全的重要任务,B正确;C、转基因产品需通过安全性评估(如毒理学、生态影响等)才能上市,实验室成果不可直接推广,C错误;D、由于α-淀粉酶基因会导致花粉败育,故将α-淀粉酶基因和目的基因同时导入转基因植物,可以防止转基因花粉的传播,D正确。故选C。27.生物安全是国家安全体系的组成部分,下列选项中会给我国带来生物安全风险的是( )A.收集我国公民及生物资源的遗传信息B.通过基因筛查阻断试管婴儿遗传病的发生C.严格监管高风险实验室,避免病原微生物泄露D.及时防控人类及动植物中可能爆发的重大疫病【答案】A【解析】A、收集遗传信息可能涉及基因资源泄露或滥用,若被恶意利用可能威胁国家生物安全,A符合题意;B、基因筛查用于预防遗传病,属于医学进步,不构成生物安全风险,B不符合题意;C、严格监管实验室可防止病原体泄露,属于生物安全保护措施,C不符合题意;D、防控重大疫病是维护生物安全的必要手段,D不符合题意。故选A。28.随着生物技术的飞速发展,生物技术的安全性与伦理问题日益受到关注。下列相关叙述正确的是( )①基因编辑技术可能会引发“设计完美婴儿”等伦理争议,破坏人类遗传多样性②转基因作物的种植可能会导致基因污染,对生态环境造成潜在威胁③生殖性克隆人涉及伦理问题,而治疗性克隆不涉及伦理问题④生物武器具有传染性强、危害大等特点,被国际社会严格禁止A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④【答案】A【解析】①基因编辑技术若用于人类生殖细胞,可能通过人为选择特定基因改变后代遗传信息,导致基因库单一化,破坏遗传多样性,并引发伦理争议,①正确;②转基因作物的外源基因可能通过杂交扩散到野生植物中,造成基因污染,威胁生态系统的稳定性,②正确;③治疗性克隆虽以医疗为目的,但涉及胚胎的利用和销毁,仍存在伦理争议(如胚胎是否具有生命权),③错误;④生物武器具有强传染性和高危害性,国际社会通过《禁止生物武器公约》严格禁止其研发和使用,④正确。综上①②④正确,BCD错误,A正确。29.生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,不仅会引起人们对它安全性的关注,也会带来新的伦理困惑与挑战。下列叙述错误的是( )A.研究转基因作物时,应采取多种方法防止转基因花粉的传播,避免基因污染B.通过“设计试管婴儿”生下一个健康孩子的生殖方式属于有性生殖C.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D.转基因技术本身是中性的,对人类的影响关键在于利用它的人【答案】C【解析】A、转基因作物的花粉可能污染野生近缘种,可通过隔离、不育化等防止转基因花粉的传播,避免基因污染,A正确;B、“设计试管婴儿”实际上是指将在体外受精形成的胚胎植入母体前,根据人们的需要,将胚胎的细胞取出,进行特定基因的检测。当检测结果符合人们的需要时,再把胚胎植入母体。因此,通过“设计试管婴儿”生下一个健康孩子的生殖方式属于有性生殖,B正确;C、生物武器具有传染性强、作用范围广等特点,彻底销毁生物武器是大多数国家的共识,应严格禁止生产和使用,C错误;D、转基因技术本身是中性的,对人类的影响关键在于利用它的人,但转基因产品可能有利,也可能有害,因而需要进行安全性评价,D正确。故选C。30.生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,会引起人们对它安全性的关注,也会与伦理道德发生碰撞,带来新的伦理困惑与挑战。下列相关叙述错误的是( )A.我国制定了相应的法规以维护消费者对转基因产品的知情权和选择权B.设计试管婴儿只是在特定背景下的一种应急措施,要严防滥用C.生物武器包括病毒类、病菌类、干扰素及生化毒剂类等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】C【解析】A、我国对转基因产品实行标识制度,确保消费者知情并自主选择,符合法规要求,A正确;B、设计试管婴儿主要用于遗传病筛查,属于特定情况下的应急措施,需严格监管以防滥用,B正确;C、干扰素是细胞分泌的具有抗病毒作用的蛋白质,属于治疗药物,并非生物武器。生物武器包括致病菌、病毒及毒素类物质等,C错误;D、我国明确反对生殖性克隆人实验,相关法规和伦理准则均不支持此类行为,D正确。故选C。1.(2025·陕西西安·一模)人类某单基因遗传病,人群中存在该基因的三个复等位基因A1、A2和A3.图1为该遗传病的家系图谱,用限制酶M处理家系部分成员的该基因片段后进行电泳的结果如图2所示。下列说法错误的是( )A.该遗传病致病基因位于X染色体上B.致病基因上存在1个限制酶M的酶切位点C.三个复等位基因的产生可能是由于碱基的替换D.Ⅱ2和Ⅱ3生出患该遗传病男孩的概率为1/4【答案】D【解析】A、分析题图可知:图1中,与正常,患病,说明该病为隐性遗传病。若为常染色体遗传病,则与的电泳条带中应该都有6kb和4kb片段,但是结果显示只有5kb的条带,这与假设不符,据此可推测该遗传病为伴X隐性遗传病,A正确;B、若为伴X隐性遗传病,假定的基因型表示为(表型正常,只有5kb条带),的基因型表示为,假设A2为全长片段10kb,A3为致病基因,电泳条带为6kb+4kb,的基因型为,表型为患病,这种假设与电泳结果相符。该推测说明A2为该基因的全长片段有10kb,A1上有1个限制酶M的酶切位点,可以将10kb切成2个5kb,A3上也只有1个限制酶M的酶切位点,只是可以将10kb切成6kb和4kb,B正确;C、根据以上分析可以推测三个复等位基因的产生可能是由于碱基的替换导致的,C正确;D、根据以上假设,Ⅱ2为致病基因携带者的概率为1/2,她与正常男性Ⅱ3结婚,生患病男孩的概率是1/2×1/4=1/8,D错误。故选D。2.(2025·陕西西安·一模)科学家通过对相关基因进行改造,使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变成了半胱氨酸,于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,T4溶菌酶的耐热性得到了提高。下列说法错误的是( )A.若利用微生物生产T4溶菌酶,可采用显微注射技术将重组质粒导入受体细胞B.该技术需要从预期的蛋白质功能出发,推测应有的氨基酸序列C.该技术属于蛋白质工程,合成的蛋白质不是自然界中已存在的D.改造后T4溶菌酶的氨基酸序列和空间结构都不同于天然溶菌酶【答案】A【解析】A、利用微生物生产T4溶菌酶,可以使用处理的方法将目的基因导入受体细胞,A错误;B、该技术需要从预期的蛋白质功能出发,推测应有的氨基酸序列,属于蛋白质工程,B正确;C、该技术属于蛋白质工程,合成的蛋白质不是自然界中已存在的,C正确;D、改造后T4溶菌酶的氨基酸序列与天然溶菌酶不同,由于新形成了二硫键,其空间结构也不同于天然蛋白质,D正确。故选A。3.(2024·四川广安·一模)某研究小组构建了能表达ACTA1-GFP融合蛋白的重组质粒,该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是( )注:F1和F2表示上游引物,R1和R2表示下游引物A.ACTA1基因转录的模板链是a链,引物F1与a链的部分序列相同B.仅用F2和R1一对引物,即可确定ACTA1基因插入方向是否正确C.RNA聚合酶与启动子结合,调控ACTA1基因和GFP基因的表达D.该重组质粒还应该具备标记基因,复制原点等结构【答案】A【解析】A、转录时子链的延伸方向是5'→3',据图可知,ACTA1基因转录的模板链是a链,引物F1与b链均可以和a链互补配对,二者部分序列相同,A错误;B、据图可知,引物F2和R1,结合部位包含ACTA1基因的碱基序列,因此推测为了确定ACTA1基因连接到质粒中且插入方向正确,进行PCR检测时,若仅用一对引物,可选择图甲中的F2和R1,B正确;C、据图可知,ACTA1基因和GFP基因位于启动子和终止子之间,故RNA聚合酶与启动子结合,调控ACTAI基因和GFP基因的表达,C正确;D、重组质粒包含目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等结构,D正确。故选A。4.(2025·河北·三模)在基因中插入某一个基因导致被插入基因不能表达,或直接替换某一基因是基因敲除技术常用的方法。图1、图2为不同染色体上的片段,图3为一小段DNA片段。下列叙述错误的是( )A.图1中基因1中的两条链在减数第一次分裂时会移向细胞同一极B.图2中的基因3插入图1的②位置引起的变异,属于染色体结构变异C.图3片段插入图1的位置①引起的变异,属于基因突变D.PCR技术可让基因3的两端具有基因1两端的同源序列,使基因3能替换基因1【答案】B【解析】A、图1中基因1对应的两条链属于同一个DNA分子,在减数第一次分裂后期移向细胞同一极,A正确;B、图2中的基因3插入图1的②位置,与基因1和基因2位于同一个DNA分子上而引起的变异,属于基因重组,B错误;C、图3片段插入图1的位置①,导致基因1的碱基对增添,引起的变异属于基因突变,C正确;D、通过设计特定的引物,使用PCR技术可让基因3的两端具有基因1两端的同源序列,从而使基因3能替换基因1,D正确。故选B。5.(2025·浙江·一模)黄瓜花叶病毒能感染多种植物。研究人员欲培育具有抗黄瓜花叶病毒感染能力的番茄植株,下图为主要过程示意图,最终对再生番茄植株进行鉴定和筛选后获得抗黄瓜花叶病毒番茄植株。下列叙述错误的是( )A.农杆菌经①接种至液体培养基,培养基中含有分化程度相对较低的番茄组织B.浸泡番茄外植体的培养基中含有特定的抗生素用以去除转化番茄细胞的农杆菌C.③接种的培养基中含适宜浓度的Kan,目的是杀死没有导入重组质粒的番茄细胞D.图示愈伤组织再分化形成抗Kan再生番茄植株经器官发生途径和体细胞胚发生途径均可【答案】C【解析】A、农杆菌可以将重组质粒导入到这些分化程度低的组织细胞中,以便后续进行基因转化等操作,A正确;B、抗生素的作用分析浸泡番茄外植体的培养基中含有特定的抗生素,其目的是去除转化番茄细胞的农杆菌。因为农杆菌在完成基因转化后,如果不将其去除,可能会继续在培养体系中生长繁殖,影响后续番茄细胞的生长和发育,B正确;C、含Kan培养基的作用分析③接种的培养基中含适宜浓度的Kan(卡那霉素),由于重组质粒中含有Kan(卡那霉素抗性基因),只有导入了重组质粒的番茄细胞才能在含Kan的培养基上生长,而没有导入重组质粒的番茄细胞会因缺乏抗性基因而被杀死,因此③接种的培养基中含适宜浓度的Kan,目的是筛选出导入重组质粒的番茄细胞,而不是杀死没有导入重组质粒的番茄细胞,C错误;D、愈伤组织再分化形成再生植株,有两种途径:器官发生途径(先分化出芽、根等器官); 体细胞胚发生途径(形成类似胚的结构,再发育成植株)。因此愈伤组织再分化形成抗Kan再生番茄植株经器官发生途径和体细胞胚发生途径均可,D正确。故选C。6.(2025·宁夏吴忠·二模)多重PCR是指在同一PCR反应体系里加上2对以上引物,同时扩增出2个以上目的片段的PCR反应,其反应原理、反应试剂和操作过程与一般PCR相同。下列关于多重PCR的叙述,错误的是( )A.多重PCR的反应步骤是变性→复性→延伸B.设计引物序列时,要避免引物自身及引物之间互补配对C.与常规PCR相比,多重PCR中非特异性DNA片段数可能增多D.为了减少非特异性条带的产生,PCR过程复性阶段的温度要尽量调低【答案】D【解析】A、PCR反应步骤均为变性(高温使DNA解链)→复性(引物与模板结合)→延伸(合成新链),多重PCR步骤相同,A正确;B、引物自身或引物间互补配对会导致引物二聚体,干扰目标片段扩增,设计时必须避免,B正确;C、多重PCR使用多对引物,若引物特异性不足或反应条件不佳,可能增加非特异性扩增产物,C正确;D、复性温度过低会降低引物与模板结合的特异性,导致非特异性扩增,应适当提高复性温度以减少非特异性条带,D错误。故选D。7.(以AI蛋白质为情境)2024诺贝尔化学奖颁给“AI蛋白质设计和结构预测”,利用AI算法快速模拟、预测和优化的蛋白质结构与已知的蛋白质完全不同,但它们与天然蛋白质同样具有活性,并且最终设计出的蛋白质,是通常需要数百年才能进化出来的高活性蛋白质。下列关于蛋白质工程的叙述,错误的是( )A.进行蛋白质工程研究的原因是基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质B.蛋白质工程是基因水平上对蛋白质进行改造或制造C.大肠杆菌常用于蛋白质工程中产物的生产,这离不开其繁殖速度快,能对分泌蛋白进行复杂加工、遗传背景清晰等生理特点D.“AI蛋白质设计和结构预测”解决了蛋白质工程中,序列-结构-功能关系难以准确预测的问题【答案】C【解析】A、蛋白质工程的研究目的是生产自然界不存在或现有蛋白质无法满足需求的蛋白质,而基因工程只能生产天然存在的蛋白质,A正确;B、蛋白质工程通过修改基因的碱基序列来改变蛋白质结构,属于基因水平的定向改造,B正确;C、大肠杆菌为原核生物,缺乏内质网和高尔基体,无法对分泌蛋白进行复杂加工(如糖基化),其优势在于繁殖快、遗传背景清晰,C错误;D、AI技术通过模拟和预测蛋白质结构,解决了传统方法中序列-结构-功能关系难以准确预测的难题,D正确。故选C。8.(2025·江苏徐州·二模)马铃薯在生长期易受多种病毒侵染而严重减产。科研人员通过农杆菌介导法,将4种病毒CP融合基因导入马铃薯,获得多抗转基因马铃薯,有效解决了多种病毒的侵染问题。其转化中所涉及的CP融合基因、Ti质粒部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )注∶ClaⅠ、BamHⅠ、HindⅢ、KpnⅠ、SacⅠ为相应限制酶的识别位点,Kan片段为卡那霉素抗性基因片段A.具体操作过程中CP融合基因需先经PCR扩增,再进行凝胶电泳加以分离和鉴定B.为了使CP融合基因能在马铃薯叶细胞中表达,可从马铃薯任何部位细胞中获取启动子1C.应选择BamHⅠ和SacⅠ同时处理CP融合基因所在的DNA分子和Ti质粒D.若经限制酶处理的CP融合基因与Ti质粒反向连接,会导致CP融合基因不能正常表达【答案】B【解析】A、将4种病毒CP融合基因导入马铃薯前,需要对CP融合基因进行扩增,即进行PCR扩增,再进行凝胶电泳加以分离和鉴定,A正确;B、为了使CP融合基因能在马铃薯叶细胞中表达,启动子1应为来源于叶细胞中特异性表达的启动子,B错误;C、在构建重组质粒时为了避免目的基因自身环化等,通常采用两种限制酶,根据题图可知,应选择BamHⅠ和SacⅠ同时处理CP融合基因所在的DNA分子和Ti质粒,C正确;D、经限制酶处理的CP融合基因虽然带有相应的启动子1,但要利用T-DNA的终止子,若与Ti质粒反向连接,可能因缺失相应的终止子或相关的终止子位置改变,导致CP融合基因不能表达或不能正确表达出相应的mRNA,D正确。故选B。9.(2025·江苏徐州·一模)酵母菌是高中生物学实验中常用的材料,如图所示,下列相关叙述错误的是( )A.实验①中,若0.1%溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,则酵母菌进行有氧呼吸B.实验②中,通过显微计数法统计酵母菌数量时应遵循随机取样原则C.实验③中,应将实验装置置于约28℃的环境中且将吸管长臂插入水中制造无氧环境D.实验④中,利用外力破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁以释放DNA分子作为模板【答案】A【解析】A、探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,0.1%溴麝香草酚蓝溶液用于CO2的检测,由蓝变绿再变黄说明有CO2产生,但酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2产生,A错误;B、通过显微计数法统计酵母菌数量实验中,随机取样可以有效降低因微生物分布不均匀带来的误差,B正确;C、运用酒精发酵制作果酒的实验中,28℃左右是酵母菌生长繁殖的适宜温度,该温度下酵母菌生长速度快,代谢活性高,能够快速繁殖和发酵,且将吸管长管插入水中可阻止O2进入而制造无氧环境,C正确;D、酵母菌具有细胞壁和细胞膜,需要利用外力破坏它们,DNA才能释放出来,故PCR扩增酵母菌DNA片段时,需要先利用外力破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁,释放的DNA分子可作为PCR的模板,D正确。故选A。10.(以化疗为情境)化疗会造成癌症病人血小板减少,血小板生成素(TPO)可促进血小板产生。研究人员将含人TPO基因的表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞中,获得有生物活性的TPO并应用于临床。下列叙述不正确的是( )A.构建表达载体需要解旋酶和DNA聚合酶B.用PCR技术可获取和扩增人TPO基因C.表达载体包括TPO基因、标记基因、启动子和终止子等D.用抗原—抗体杂交技术可检测TPO基因的表达情况【答案】A【解析】A、构建表达载体需要限制酶切割目的基因和载体,并用DNA连接酶连接,不需要解旋酶和DNA聚合酶。解旋酶用于DNA复制时解开双链,而构建载体时无需此过程,A错误;B、PCR技术可通过体外扩增快速获取大量人TPO基因,B正确;C、表达载体必须包含目的基因(TPO基因)、标记基因、启动子(启动转录)和终止子(终止转录)等结构,C正确;D、抗原—抗体杂交技术通过特异性结合检测TPO蛋白(基因表达的产物),D正确。故选A。11.(2025·湖南长沙·一模)科学家通过蛋白质工程改造绿色荧光蛋白(GFP)的氨基酸序列,成功开发出能发出不同颜色的荧光蛋白。荧光蛋白的荧光颜色主要由其核心生色团决定,非生色团区域的改变一般不改变光谱特性。下列叙述中正确的是( )A.改变GFP的氨基酸种类或数目必然会导致荧光颜色发生变化B.荧光蛋白的荧光颜色差异的直接原因是控制其合成的基因碱基序列不同C.若在GFP氨基酸序列的中间插入一个氨基酸,肽键数目会增加1个D.改造GFP的过程需破坏氨基酸之间的肽键以替换特定氨基酸【答案】C【解析】A、改变氨基酸种类或数目若发生在非生色团区域,可能不会影响荧光颜色,A错误;B、荧光颜色差异的直接原因是荧光蛋白结构不同,而基因碱基序列不同是根本原因,B错误;C、插入一个氨基酸会增加1个肽键,原肽链有n个氨基酸时含n-1个肽键,插入后变为n+1个氨基酸,肽键数为n,增加1个,C正确;D、蛋白质工程通过修改基因指导新蛋白质合成,而非直接破坏肽键,D错误。故选C。12.(2025·山东青岛·三模)科研工作者利用生物技术培育出转基因低乳糖奶牛。如图为转基因低乳糖奶牛的培育流程。下列说法正确的是( )A.若想得到更多转基因低糖奶牛,可在胚胎发育任何阶段利用胚胎分割技术将胚胎进行分割B.扩增目的基因时,目的基因在PCR仪中经过4次循环,需要32个引物C.从分子水平上检测转基因牛细胞中LCT基因是否表达的方法是核酸分子杂交技术D.在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中,可检测到的物质有LCT基因、LCTmRNA、LCT【答案】D【解析】A、若想得到更多转基因低糖奶牛,可在胚胎发育到桑葚胚或囊胚利用胚胎分割技术将胚胎进行分割,A错误;B、PCR技术大量扩增目的基因时,缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2n+1-2,因此若一个该DNA分子在PCR仪中经过4次循环,需要24+1-2=30个引物,B错误;C、LCT基因表达产生的乳糖酶(LCT)为蛋白质,故从分子水平上检测转基因牛细胞中LCT基因是否表达的方法是抗原-抗体杂交,C错误;D、由于通过基因工程把LCT基因导入牛胎儿成纤维细胞,再通过胚胎工程获得了转基因低乳糖奶牛,故牛胎儿成纤维细胞以及转基因低乳糖奶牛乳腺细胞都含有LCT基因,但是由于基因的选择性表达,只是在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中含有LCTmRNA与LCT,在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中,可检测到的物质有LCT基因、LCT mRNA和LCT,D正确。故选D。1.(2025·江西·高考真题)为了获得抗白叶枯病的水稻品种,研究人员构建了含有抗病基因D的重组Ti质粒(如图),通过农杆菌转化法将D基因导入水稻种子诱导的愈伤组织,最终获得抗病植株。下列叙述正确的是A.水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶无法识别U6启动子B.在含重组Ti质粒的农杆菌中U6启动子不能驱动卡那霉素抗性基因表达C.农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入卡那霉素D.愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗属于抗病植株【答案】B【解析】A、将T - DNA整合到水稻愈伤组织的染色体DNA后,若要使D基因表达并使水稻植株表现出抗病性状。那么D基因上游的U6启动子需被水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶识别, A错误;B、启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,它是RNA聚合识别和结合的部位,并能够驱动基因转录出mRNA,最终表达出蛋白质。由图得出,上述重组Ti质粒中的U6启动子并非位于卡那霉素抗性基因的上游,因而不能驱动卡那霉素抗性基因的表达, B正确;C、愈伤组织多指将植物体的某一组织、器官置于特定培养基中培养,诱导产生的无定形的组织团块,当农杆菌侵染愈伤组织后,T - DNA整合到水稻细胞染色体的DNA中 ,通常情况下,若D基因能表达,那么T - DNA上的潮霉素抗性基因也能表达,从而使得导入T - DNA的水稻愈伤组织具有潮霉素抗性基因;卡那霉素抗性基因不位于T - DNA上,不会发生上述生理过程。因此,在农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入潮霉素, C错误;D、 检测是否成功获得转基因品种一般需要经历两个阶段,首先是分子水平的检测,包括检测目的基因是否导入宿主细胞、检测在宿主细胞中目的基因是否转录出mRNA或最终表达出蛋白质,其次,还需要进行个体生物学水平的鉴定。因此愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗不一定是抗病植株, D错误。故选B。2.(2025·全国卷·高考真题)琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析,样品1~4的电泳结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙,甲只有限制酶R的一个酶切位点,样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是( )A.配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液B.该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷C.甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同D.据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物【答案】D【解析】A、配制琼脂糖凝胶时选用适当缓冲溶液,可维持电泳过程中体系的pH稳定,保证核酸分子正常泳动,A正确;B、电泳时,样品向+极移动,说明在该实验条件下甲、乙两种 DNA 分子均带负电荷,符合核酸分子在电泳中的带电特性,B正确;C、电泳中,DNA分子的迁移速率与分子大小、电荷的多少等多种因素有关。甲、乙电泳条带位置虽然相同,但影响DNA分子的迁移速率的因素很多,所以碱基对的数量可能不同,C正确;D、甲只有限制酶R的一个酶切位点,若被酶R完全酶切,只会得到2种DNA片段(2个条带),这两个条带的碱基数量比甲要少,电泳跑的距离要比甲更远,所以据图推测样品4才是甲被酶R完全酶切后的产物,D 错误。3.(2025·全国卷·高考真题)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是( )A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质【答案】A【解析】A、二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键,属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂,会破坏蛋白质的空间结构,导致其功能丧失,A错误;B、蛋白质的功能依赖其特定的空间结构,若空间结构改变(如高温、强酸强碱导致的变性),其功能通常也会受到影响,B正确;C、乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键,导致其空间结构改变而变性,C正确;D、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,或合成一种新的蛋白质,因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质,D正确。4.(2025·四川·高考真题)下列以土豆为材料的实验描述,错误的是( )A.土豆DNA溶于酒精后,与二苯胺试剂混合呈蓝色B.向土豆匀浆中加入一定量的碘液后,溶液会呈蓝色C.利用土豆匀浆制备的培养基,可用于酵母菌的培养D.土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响【答案】A【解析】A、DNA的鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色,题目中未提及沸水浴步骤,无法显色,A错误;B、碘液可以将淀粉染成蓝色,所以向土豆匀浆中加入一定量的碘液后,溶液会呈蓝色,B正确;C、利用土豆匀浆制备的培养基,含有碳源、氮源、水、无机盐和其他酵母菌生长需要的物质,所以可用于酵母菌的培养,C正确;D、过氧化氢酶的活性受到pH的影响,所以土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响,D正确。故选A。5.(2025·广东·高考真题)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中,DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的( )A.1'-碱基 B.2'-氢 C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团【答案】C【解析】已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′,原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基,可以结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团,故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基,使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团,C正确。6.(2025·山东·高考真题)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法错误的是( )A.对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞B.卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行C.培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液D.可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛【答案】B【解析】A、对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵,目的是收集更多数量的卵母细胞,以便后续进行核移植操作,A正确;B、卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行,B错误;C、在培养动物体细胞时,需要定期更换培养液,防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害,C正确;D、PCR技术可以扩增特定的DNA片段,通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA片段,就可以鉴定犊牛丁是否为转基因牛,D正确。7.(2025·安徽·高考真题)质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因,将该质粒导入大肠杆菌细胞后,其编码的酶可分解X-gal,产生蓝色物质,进而形成蓝色菌落,如图所示。科研小组以该质粒作为载体,采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是( )A.使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率,可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数B.如果筛选平板中仅含卡那霉素,生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株C.因质粒K中含两个标记基因,筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株D.若筛选平板中蓝色菌落偏多,原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌【答案】C【解析】A、使用氯化钙处理大肠杆菌,可使其处于感受态,提高转化效率,即更多的大肠杆菌能吸收质粒,无论吸收的是含目的基因的重组质粒(可能形成白色菌落)还是未重组的质粒K(形成蓝色菌落),都可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数,A正确;B、由于仅含卡那霉素,未添加X-gal,无论导入的是重组质粒还是空白质粒,因不含X-gal,无法产生蓝色物质,故生长出的菌落均为白色,B正确;C、筛选平板中长出的白色菌落,可能是导入了重组质粒(含目的基因),但也可能是虽然导入了质粒但目的基因没有成功表达目标蛋白,不能仅仅因为是白色菌落就判定为表达目标蛋白的菌株,C错误;D、若筛选平板中蓝色菌落偏多,原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌,因为自身环化的质粒K中β - 半乳糖苷酶基因完整,能表达活性β - 半乳糖苷酶,分解X - gal形成蓝色菌落,D正确。故选C。8.(2024·天津·高考真题)胰岛素的研发走过了:动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是( )A.动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞B.氨基酸是化学合成胰岛素的原料C.用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子D.利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物【答案】C【解析】A、胰岛素在动物体内由胰岛B细胞合成后,经过胞吐作用释放出细胞,A正确;B、胰岛素属于蛋白质激素,所以化学合成胰岛素的原料是氨基酸,B正确;C、用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素不需要使用相同的启动子,因为两者属于不同的表达系统,大肠杆菌是原核生物表达系统,而乳腺生物反应器属于真核生物表达系统,启动子要求不同,C错误;D、利用蛋白质工程技术可以对胰岛素进行改造,生成具有不同作用特性的胰岛素类似物,包括速效胰岛素,D正确。9.(2024·福建·高考真题)中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式,不仅周期长、产率低、花色单调,还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是( )A.用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率B.利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育C.选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗D.通过基因工程技术引入外源基因改变花色【答案】B【解析】A、用水仙鳞片进行植物组织培养可以在短期内得到大量植株,可以提高产率,A正确;B、中国水仙是一种三倍体观赏花卉,其在形成配子是联会紊乱,不能形成正常的配子,不能进行单倍体育种,B错误;C、幼嫩组织几乎不含病毒,可选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗,C正确;D、生物的性状受基因的控制,可通过基因工程技术引入外源基因改变花色,D正确。故选B。10.(2024·贵州·高考真题)生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是( )A.稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数B.进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割C.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养D.使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端【答案】B【解析】A、稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌,A正确;B、在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,B错误;C、马铃薯顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,所以可以选取马铃薯茎尖进行组织培养获得脱毒苗,C正确;D、不同的限制酶识别的DNA序列不同,但使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端,D正确。故选B。11.(2024·湖南·高考真题)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时,发现DNA完全没有被酶切,分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是( )A.限制酶失活,更换新的限制酶B.酶切条件不合适,调整反应条件如温度和酶的用量等C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失,更换正常质粒DNAD.酶切位点被甲基化修饰,换用对DNA甲基化不敏感的限制酶【答案】B【解析】A、限制酶失活会使DNA完全不被酶切,此时应更换新的限制酶,A正确;B、酶切条件不合适通常会使切割效果下降,调整反应条件如温度和PH等,调整酶的用量没有作用,B错误;C、质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失,进而造成限制酶无法进行切割,此时应更换为正常质粒,C正确;D、质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰,会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切,此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶,D正确。故选B。12.(2024·安徽·高考真题)下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNAC.DNA在不同浓度NaC1溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质【答案】D【解析】A、研磨液有利于DNA的溶解,换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低,A正确;B、DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可分离DNA,B正确;C、DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变,因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取,C正确;D、在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,二苯胺试剂用于鉴定DNA,D错误。故选D。13.(2024·广东·高考真题)关于技术进步与科学发现之间的促进关系,下列叙述正确的是( )A.电子显微镜的发明促进细胞学说的提出B.差速离心法的应用促进对细胞器的认识C.光合作用的解析促进花期控制技术的成熟D.RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明【答案】B【解析】A、电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后,细胞学说的提出主要基于光学显微镜的观察和研究,A 错误;B、差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来,促进对细胞器的认识,B正确;C、 光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究,而花期控制技术更多地涉及到植物激素、环境因素等方面的知识,光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大,C 错误;D、 PCR 技术的发明并非直接由于 RNA 聚合酶的发现,PCR 技术的关键在于热稳定的 DNA 聚合酶的应用,D 错误。故选B。14.(2024·河北·高考真题)下列相关实验操作正确的是( )A.配制PCR反应体系时,加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料B.利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后,在紫外灯下观察结果C.将配制的酵母培养基煮沸并冷却后,在酒精灯火焰旁倒平板D.将接种环烧红,迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落【答案】B【解析】A、PCR的原理是DNA复制,DNA的单体是脱氧核糖核苷酸,配制PCR反应体系时,加入4种脱氧核糖核苷酸的等量混合液作为扩增原料,A错误;B、琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来,B正确;C、将配制的酵母培养基高压灭菌并冷却到不烫手(50℃左右)后,在酒精灯火焰旁倒平板,C错误;D、将接种环烧红,待冷却后(避免菌种被烫死),蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落,D错误。1第42讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理性问题目录 01 课标达标练 【题型一】基因工程的工具 【题型二】基因工程的操作步骤 【题型三】基因工程的应用 【题型四】PCR与凝胶电泳 【题型五】蛋白质工程 【题型六】生物技术的安全性与伦理性问题 02 能力突破练(新角度+新情境+新考法) 03 高考溯源练(含2025年高考真题)题型一 基因工程的工具1.将外源基因导入受体细胞的过程中需要使用载体,下列有关载体的叙述错误的是( )A.载体应对宿主细胞无伤害,以免影响宿主细胞的正常生命活动B.载体应具有一个至多个限制酶切割位点,以便于目的基因的插入C.基因工程中被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上改造的D.将外源基因送人受体细胞的载体可以是切割DNA分子的酶2.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a、b的识别序列和切割位点如图表所示。下列有关说法正确的是( )酶a切割产物长度(bp) 酶b再次切割产物长度(bp)2100; 1400; 1000; 500 1900; 200; 800; 600; 1000; 500A.酶a与酶b识别的序列不同,产生的黏性末端相同,因此无序列的特异性B.酶a与酶b切出的黏性末端不能用DNA连接酶连接C.该DNA分子中酶a与酶b的识别序列分别有2个和2个D.若酶b完全切割与该DNA序列相同的质粒,得到的切割产物有2种3.同尾酶是指一组识别序列不同,但切出的黏性末端相同的限制酶。下图为EcoR I、BamH I、Bgl II和Mbo I四种限制酶的识别序列及酶切位点。下列说法正确的是( )A.BamH I、Bgl II、Mbo I属于同尾酶,它们的识别序列相同B.当目的基因编码区内有BamH I识别序列时,使用Mbo I可避免目的基因被破坏C.选用上述任意两种不同的限制酶切割目的基因,就可以防止目的基因自身环化D.用DNA连接酶将BamH I和Bgl II形成的黏性末端连接后,仍可再被图中某种限制酶切开4.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是( )A.用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口,有2个磷酸二酯键被断开B.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越小C.序列—C↓ATG—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D.T4DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接5.限制性内切核酸酶可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。图为四种限制酶BamH I、EcoR I、Hind Ⅲ和Bgl Ⅱ的识别序列和切割位点,切割出来的黏性末端可以互补配对的是( )A.BamH I和EcoR I B.BamH I和Hind ⅢC.EcoR I和Hind Ⅲ D.BamH I和Bgl Ⅱ题型二 基因工程的操作步骤6.如图是利用基因工程技术培育抗除草剂作物的部分过程,其中Pst I、Sma I、EcoR I、Apa I为四种限制酶,且切割DNA分子后形成的末端均不同。下列说法正确的是( )A.图示质粒分子在Sma I切割前后分别含有0或1个游离的磷酸基团B.培育抗除草剂作物的核心是将含bar基因的表达载体导入受体细胞C.可选用Pst I和EcoR I切割质粒和bar基因,确保目的基因正确插入D.利用PCR技术可从分子水平检测bar基因是否翻译出抗除草剂蛋白7.科学家利用动物乳腺生物反应器生产某病毒的N蛋白,用于制备病毒诊断试剂盒,基本流程如图。下列相关叙述错误的是( )A.采集的精子需经获能处理,卵细胞受精时透明带反应先于卵细胞膜反应发挥作用B.过程①需在目的基因首端连接乳腺蛋白基因启动子,甲为含目的基因的重组表达载体C.过程②进行早期胚胎培养时,培养液需无菌、无毒并保持95%空气+5%CO2的气体环境D.过程③胚胎移植前,可取内细胞团细胞通过DNA分析鉴定胚胎是否为转基因雌性羊8.下列有关基因工程基本操作程序的叙述不正确的是( )A.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B.构建基因表达载体是基因工程的核心工作,唯一不需要进行碱基互补配对的过程是将目的基因导入受体细胞C.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D.应用PCR技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因是否存在和表达9.某小组将抗盐基因导入番茄细胞,培育转基因植株。下列操作错误的是( )A.将胚接种到含生长素和细胞分裂素的培养基上可诱导形成愈伤组织B.用Ca 处理番茄细胞后,可将重组质粒直接导入番茄细胞C.利用PCR技术可检测待测番茄细胞中是否含有抗盐基因D.将转基因番茄在盐碱地中种植,可检测其是否有抗盐性状10.应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品,提高了经济效益。如图表示培育生物新品种的过程,请据图判断下列叙述中正确的是( )A.图中①过程需要的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体B.图中⑤过程需要的培养基中只需加入无机营养和植物激素C.将prG导入细胞I,细胞I是B淋巴细胞D.可用相应抗原进行抗原—抗体杂交,检测抗虫基因是否成功表达题型三 基因工程的应用11.我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中,由该受精卵发育而成的羊所分泌的乳汁中含有人的凝血因子,可用于治疗血友病。下列叙述错误的是( )A.这项研究说明人和羊共用一套遗传密码B.人的基因是有遗传效应的DNA片段C.该羊的乳汁中含有人的凝血因子基因D.该羊能分泌人凝血因子的特性可能遗传给子代12.基因编辑技术是一种新兴的基因工程技术,可对生物体的基因组进行定点修饰。下列关于基因编辑技术的叙述,正确的是( )A.基因编辑技术只能改变生物体的单个基因B.基因编辑技术可用于治疗某些遗传性疾病C.基因编辑技术不会对生物体的其他基因造成影响D.基因编辑技术培育的生物个体不会产生新的性状13.生物的变异在育种中有重要作用,下列关于变异和育种的说法,不正确的是( )A.太空育种主要通过宇宙射线诱导基因突变和染色体变异,选育新品种B.杂交水稻的培育过程中,雄性不育株的出现可以简化育种流程C.多倍体育种利用秋水仙素在有丝分裂后期抑制纺锤体形成,使染色体加倍D.基因工程育种定向改造生物的性状,其原理是基因重组14.“低乳糖奶牛”的诞生有望给乳糖不耐受症患者提供“放心奶”。如图是“低乳糖奶牛”的培育过程,下列叙述正确的是( )A.重组细胞1培养后可以不取核,直接注入去核卵母细胞B.胚胎成纤维细胞分化程度高,核移植难度高于体细胞核移植C.犊牛的遗传物质全部来自黑白花奶牛和乳糖酶基因D.犊牛成年后与普通牛杂交,子代有1/2是低乳糖奶牛15.研究人员仿照制备乳腺生物反应器的思路,制备了一种膀胱生物反应器用其获得人体特殊功能蛋白W,基本过程如下图所示。下列有关叙述错误的是( )A.图中①和③过程代表的操作分别是显微注射和胚胎移植B.转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的遗传信息不同C.需用激素对代孕母体进行同期发情处理D.与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器不受转基因动物性别和年龄的限制题型四 PCR与凝胶电泳16.下列关于PCR扩增DNA片段及电泳鉴定的叙述,正确的有( )A.PCR扩增过程中双链DNA解旋是通过加热实现的B.用于PCR扩增的Taq酶是一种耐高温的逆转录酶C.PCR反应体系中需加入适量ATP溶液来驱动子链延伸D.扩增循环按顺序一般分复性、变性、延伸三步17.与哺乳动物睡眠节律调控有关的基因PER2发生突变会导致睡眠紊乱,利用PCR技术可扩增PER2基因。下列叙述错误的是( )A.为了激活耐高温DNA聚合酶的活性,PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+B.变性过程中双链DNA的解开不需要解旋酶C.子链的延伸方向是3'端→5'端,新形成的子链与模板链之间将形成氢键D.若扩增PER2基因的过程中出现较多非目的基因片段,可能是引物过短造成18.科学家将海鱼的抗冻蛋白基因用PCR技术扩增,如图1是扩增的目的基因的示意图。为寻找合适的载体,科学家对某质粒用EcoR I和Sma I两种限制酶进行酶切后,再利用琼脂糖凝胶电泳得到图2所示图谱(其中1号泳道是标准DNA样品的电泳结果,2号、3号、4号泳道分别是用EcoR I单独处理Sma I单独处理、两种酶共同处理后的电泳结果)。下列说法错误的是( )A.应选用引物2和引物3对目的基因进行扩增B.PCR过程每次循环分为3步,其中温度最低的一步是第二步C.由图2可知该载体DNA分子中两种限制酶的酶切位点各有两个D.DNA分子经过染色可在紫外灯下观察得到图2所示图谱19.甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质,某科研人员采用农杆菌转化法将甜蛋白基因(含有1178个碱基对)导入番茄,希望能提高番茄甜味,改善果实品质。甜蛋白基因和Ti质粒上限制酶切位点如图1、2所示;提取培育出的转基因番茄细胞中的DNA,依据甜蛋白基因两端的特异性序列设计引物,进行PCR扩增,对扩增产物进行电泳,结果如图3。下列叙述错误的是( )A.PCR扩增甜蛋白基因时,应该根据基因两端的3'端序列设计引物B.选择限制酶XbaI和EcoRI切割质粒和含有甜蛋白基因的DNA片段C.可用含有卡那霉素的培养基对成功导入表达载体的农杆菌进行筛选D.仅由图3电泳结果不能判断1、2、3、4号转基因番茄是否培育成功20.目的基因和载体如果用同一种限制酶处理,连接时会出现正反接的情况,为鉴定筛选出的表达载体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后,结合电泳技术鉴定,图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,其中目的基因为长度300bp的片段。下列说法错误的是( )A.PCR复性温度不宜太低,避免引物错配和模板链形成双链B.DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象有关C.选取引物甲、丙,扩增出450bp长度片段时,可以说明目的基因正接D.选取引物乙、丙,可以判断目的基因是否反接题型五 蛋白质工程21.利用蛋白质工程对干扰素进行改造,可在一定条件下延长其保存时间。下列叙述错误的是( )A.天然蛋白质合成的过程按照中心法则进行,蛋白质工程与之相反B.利用蛋白质工程对干扰素进行改造时,操作对象是干扰素C.经改造后的干扰素基因能通过工程菌的繁殖实现遗传D.对干扰素的改造遇到的最大难题是干扰素的高级结构十分复杂22.研究人员将脂肪酶外环上的天冬氨酸定点突变为碱性赖氨酸,成功将其最适 pH 从 7.0 提高到 9.0,从而提高了其在碱性环境下的稳定性,该过程中直接操作的对象是( )A.蛋白质 B.氨基酸 C.基因 D.mRNA23.随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展,蛋白质工程取得了很大的进展。下列有关蛋白质工程原理和应用的叙述中,错误的是( )A.通过蛋白质工程改造后获得的性状不能遗传给后代B.蛋白质工程不需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列C.利用蛋白质工程有效抑制胰岛素的聚合可研发出新型速效胰岛素D.蛋白质工程是一项难度很大的过程,主要是因为蛋白质的高级结构往往十分复杂24.天然胰岛素易形成二聚体或六聚体,皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离为单体的过程,这在一定程度上延缓了疗效。科研人员发现,通过将胰岛素B28位的脯氨酸替换为天冬氨酸等方式,可有效抑制胰岛素的聚合,由此研发出的速效胰岛素类似物产品已经在临床上广泛应用。下列叙述正确的是( )A.该工程属于蛋白质工程,操作过程中需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶、质粒B.替换氨基酸时需要用特定的蛋白酶将特定部位的肽键水解C.可通过胰岛素基因定点诱变,替换特定碱基的方式改造D.必须使用同种限制酶处理胰岛素基因与质粒,二者才能连接25.蛋白质工程是研究蛋白质结构和功能的重要手段,下列关于蛋白质工程的叙述,正确的是( )A.蛋白质工程不能够生产自然界中不存在的蛋白质B.通过蛋白质工程改造后获得的性状不能遗传给后代C.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术D.蛋白质工程可以通过增加酶内部二硫键数目提高酶的热稳定性题型六 生物技术的安全性与伦理性问题26.生物技术就像一把“双刃剑”,它既可以造福人类,也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列叙述错误的是( )A.反对设计试管婴儿的原因之一是避免有人滥用此技术选择性设计婴儿B.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C.转基因产品具有优良的品质,实验室培育的转基因产品可直接上市推广D.α-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播27.生物安全是国家安全体系的组成部分,下列选项中会给我国带来生物安全风险的是( )A.收集我国公民及生物资源的遗传信息B.通过基因筛查阻断试管婴儿遗传病的发生C.严格监管高风险实验室,避免病原微生物泄露D.及时防控人类及动植物中可能爆发的重大疫病28.随着生物技术的飞速发展,生物技术的安全性与伦理问题日益受到关注。下列相关叙述正确的是( )①基因编辑技术可能会引发“设计完美婴儿”等伦理争议,破坏人类遗传多样性②转基因作物的种植可能会导致基因污染,对生态环境造成潜在威胁③生殖性克隆人涉及伦理问题,而治疗性克隆不涉及伦理问题④生物武器具有传染性强、危害大等特点,被国际社会严格禁止A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④29.生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,不仅会引起人们对它安全性的关注,也会带来新的伦理困惑与挑战。下列叙述错误的是( )A.研究转基因作物时,应采取多种方法防止转基因花粉的传播,避免基因污染B.通过“设计试管婴儿”生下一个健康孩子的生殖方式属于有性生殖C.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D.转基因技术本身是中性的,对人类的影响关键在于利用它的人30.生物技术的进步在给人类带来福祉的同时,会引起人们对它安全性的关注,也会与伦理道德发生碰撞,带来新的伦理困惑与挑战。下列相关叙述错误的是( )A.我国制定了相应的法规以维护消费者对转基因产品的知情权和选择权B.设计试管婴儿只是在特定背景下的一种应急措施,要严防滥用C.生物武器包括病毒类、病菌类、干扰素及生化毒剂类等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1.(2025·陕西西安·一模)人类某单基因遗传病,人群中存在该基因的三个复等位基因A1、A2和A3.图1为该遗传病的家系图谱,用限制酶M处理家系部分成员的该基因片段后进行电泳的结果如图2所示。下列说法错误的是( )A.该遗传病致病基因位于X染色体上B.致病基因上存在1个限制酶M的酶切位点C.三个复等位基因的产生可能是由于碱基的替换D.Ⅱ2和Ⅱ3生出患该遗传病男孩的概率为1/42.(2025·陕西西安·一模)科学家通过对相关基因进行改造,使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变成了半胱氨酸,于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,T4溶菌酶的耐热性得到了提高。下列说法错误的是( )A.若利用微生物生产T4溶菌酶,可采用显微注射技术将重组质粒导入受体细胞B.该技术需要从预期的蛋白质功能出发,推测应有的氨基酸序列C.该技术属于蛋白质工程,合成的蛋白质不是自然界中已存在的D.改造后T4溶菌酶的氨基酸序列和空间结构都不同于天然溶菌酶3.(2024·四川广安·一模)某研究小组构建了能表达ACTA1-GFP融合蛋白的重组质粒,该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是( )注:F1和F2表示上游引物,R1和R2表示下游引物A.ACTA1基因转录的模板链是a链,引物F1与a链的部分序列相同B.仅用F2和R1一对引物,即可确定ACTA1基因插入方向是否正确C.RNA聚合酶与启动子结合,调控ACTA1基因和GFP基因的表达D.该重组质粒还应该具备标记基因,复制原点等结构4.(2025·河北·三模)在基因中插入某一个基因导致被插入基因不能表达,或直接替换某一基因是基因敲除技术常用的方法。图1、图2为不同染色体上的片段,图3为一小段DNA片段。下列叙述错误的是( )A.图1中基因1中的两条链在减数第一次分裂时会移向细胞同一极B.图2中的基因3插入图1的②位置引起的变异,属于染色体结构变异C.图3片段插入图1的位置①引起的变异,属于基因突变D.PCR技术可让基因3的两端具有基因1两端的同源序列,使基因3能替换基因15.(2025·浙江·一模)黄瓜花叶病毒能感染多种植物。研究人员欲培育具有抗黄瓜花叶病毒感染能力的番茄植株,下图为主要过程示意图,最终对再生番茄植株进行鉴定和筛选后获得抗黄瓜花叶病毒番茄植株。下列叙述错误的是( )A.农杆菌经①接种至液体培养基,培养基中含有分化程度相对较低的番茄组织B.浸泡番茄外植体的培养基中含有特定的抗生素用以去除转化番茄细胞的农杆菌C.③接种的培养基中含适宜浓度的Kan,目的是杀死没有导入重组质粒的番茄细胞D.图示愈伤组织再分化形成抗Kan再生番茄植株经器官发生途径和体细胞胚发生途径均可6.(2025·宁夏吴忠·二模)多重PCR是指在同一PCR反应体系里加上2对以上引物,同时扩增出2个以上目的片段的PCR反应,其反应原理、反应试剂和操作过程与一般PCR相同。下列关于多重PCR的叙述,错误的是( )A.多重PCR的反应步骤是变性→复性→延伸B.设计引物序列时,要避免引物自身及引物之间互补配对C.与常规PCR相比,多重PCR中非特异性DNA片段数可能增多D.为了减少非特异性条带的产生,PCR过程复性阶段的温度要尽量调低7.(以AI蛋白质为情境)2024诺贝尔化学奖颁给“AI蛋白质设计和结构预测”,利用AI算法快速模拟、预测和优化的蛋白质结构与已知的蛋白质完全不同,但它们与天然蛋白质同样具有活性,并且最终设计出的蛋白质,是通常需要数百年才能进化出来的高活性蛋白质。下列关于蛋白质工程的叙述,错误的是( )A.进行蛋白质工程研究的原因是基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质B.蛋白质工程是基因水平上对蛋白质进行改造或制造C.大肠杆菌常用于蛋白质工程中产物的生产,这离不开其繁殖速度快,能对分泌蛋白进行复杂加工、遗传背景清晰等生理特点D.“AI蛋白质设计和结构预测”解决了蛋白质工程中,序列-结构-功能关系难以准确预测的问题8.(2025·江苏徐州·二模)马铃薯在生长期易受多种病毒侵染而严重减产。科研人员通过农杆菌介导法,将4种病毒CP融合基因导入马铃薯,获得多抗转基因马铃薯,有效解决了多种病毒的侵染问题。其转化中所涉及的CP融合基因、Ti质粒部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是( )注∶ClaⅠ、BamHⅠ、HindⅢ、KpnⅠ、SacⅠ为相应限制酶的识别位点,Kan片段为卡那霉素抗性基因片段A.具体操作过程中CP融合基因需先经PCR扩增,再进行凝胶电泳加以分离和鉴定B.为了使CP融合基因能在马铃薯叶细胞中表达,可从马铃薯任何部位细胞中获取启动子1C.应选择BamHⅠ和SacⅠ同时处理CP融合基因所在的DNA分子和Ti质粒D.若经限制酶处理的CP融合基因与Ti质粒反向连接,会导致CP融合基因不能正常表达9.(2025·江苏徐州·一模)酵母菌是高中生物学实验中常用的材料,如图所示,下列相关叙述错误的是( )A.实验①中,若0.1%溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,则酵母菌进行有氧呼吸B.实验②中,通过显微计数法统计酵母菌数量时应遵循随机取样原则C.实验③中,应将实验装置置于约28℃的环境中且将吸管长臂插入水中制造无氧环境D.实验④中,利用外力破坏酵母菌的细胞膜和细胞壁以释放DNA分子作为模板10.(以化疗为情境)化疗会造成癌症病人血小板减少,血小板生成素(TPO)可促进血小板产生。研究人员将含人TPO基因的表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞中,获得有生物活性的TPO并应用于临床。下列叙述不正确的是( )A.构建表达载体需要解旋酶和DNA聚合酶B.用PCR技术可获取和扩增人TPO基因C.表达载体包括TPO基因、标记基因、启动子和终止子等D.用抗原—抗体杂交技术可检测TPO基因的表达情况11.(2025·湖南长沙·一模)科学家通过蛋白质工程改造绿色荧光蛋白(GFP)的氨基酸序列,成功开发出能发出不同颜色的荧光蛋白。荧光蛋白的荧光颜色主要由其核心生色团决定,非生色团区域的改变一般不改变光谱特性。下列叙述中正确的是( )A.改变GFP的氨基酸种类或数目必然会导致荧光颜色发生变化B.荧光蛋白的荧光颜色差异的直接原因是控制其合成的基因碱基序列不同C.若在GFP氨基酸序列的中间插入一个氨基酸,肽键数目会增加1个D.改造GFP的过程需破坏氨基酸之间的肽键以替换特定氨基酸12.(2025·山东青岛·三模)科研工作者利用生物技术培育出转基因低乳糖奶牛。如图为转基因低乳糖奶牛的培育流程。下列说法正确的是( )A.若想得到更多转基因低糖奶牛,可在胚胎发育任何阶段利用胚胎分割技术将胚胎进行分割B.扩增目的基因时,目的基因在PCR仪中经过4次循环,需要32个引物C.从分子水平上检测转基因牛细胞中LCT基因是否表达的方法是核酸分子杂交技术D.在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中,可检测到的物质有LCT基因、LCTmRNA、LCT1.(2025·江西·高考真题)为了获得抗白叶枯病的水稻品种,研究人员构建了含有抗病基因D的重组Ti质粒(如图),通过农杆菌转化法将D基因导入水稻种子诱导的愈伤组织,最终获得抗病植株。下列叙述正确的是A.水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶无法识别U6启动子B.在含重组Ti质粒的农杆菌中U6启动子不能驱动卡那霉素抗性基因表达C.农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入卡那霉素D.愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗属于抗病植株2.(2025·全国卷·高考真题)琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析,样品1~4的电泳结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙,甲只有限制酶R的一个酶切位点,样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是( )A.配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液B.该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷C.甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同D.据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物3.(2025·全国卷·高考真题)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是( )A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质4.(2025·四川·高考真题)下列以土豆为材料的实验描述,错误的是( )A.土豆DNA溶于酒精后,与二苯胺试剂混合呈蓝色B.向土豆匀浆中加入一定量的碘液后,溶液会呈蓝色C.利用土豆匀浆制备的培养基,可用于酵母菌的培养D.土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响5.(2025·广东·高考真题)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中,DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的( )A.1'-碱基 B.2'-氢 C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团6.(2025·山东·高考真题)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法错误的是( )A.对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞B.卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行C.培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液D.可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛7.(2025·安徽·高考真题)质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因,将该质粒导入大肠杆菌细胞后,其编码的酶可分解X-gal,产生蓝色物质,进而形成蓝色菌落,如图所示。科研小组以该质粒作为载体,采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是( )A.使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率,可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数B.如果筛选平板中仅含卡那霉素,生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株C.因质粒K中含两个标记基因,筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株D.若筛选平板中蓝色菌落偏多,原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌8.(2024·天津·高考真题)胰岛素的研发走过了:动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是( )A.动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞B.氨基酸是化学合成胰岛素的原料C.用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子D.利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物9.(2024·福建·高考真题)中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式,不仅周期长、产率低、花色单调,还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是( )A.用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率B.利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育C.选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗D.通过基因工程技术引入外源基因改变花色10.(2024·贵州·高考真题)生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是( )A.稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数B.进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割C.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养D.使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端11.(2024·湖南·高考真题)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时,发现DNA完全没有被酶切,分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是( )A.限制酶失活,更换新的限制酶B.酶切条件不合适,调整反应条件如温度和酶的用量等C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失,更换正常质粒DNAD.酶切位点被甲基化修饰,换用对DNA甲基化不敏感的限制酶12.(2024·安徽·高考真题)下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNAC.DNA在不同浓度NaC1溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质13.(2024·广东·高考真题)关于技术进步与科学发现之间的促进关系,下列叙述正确的是( )A.电子显微镜的发明促进细胞学说的提出B.差速离心法的应用促进对细胞器的认识C.光合作用的解析促进花期控制技术的成熟D.RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明14.(2024·河北·高考真题)下列相关实验操作正确的是( )A.配制PCR反应体系时,加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料B.利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后,在紫外灯下观察结果C.将配制的酵母培养基煮沸并冷却后,在酒精灯火焰旁倒平板D.将接种环烧红,迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养,获得单菌落1 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第42讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理性问题(专项训练)(原卷版).docx 第42讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理性问题(专项训练)(解析版).docx