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第二、三节　我国禁止生殖性克隆人和世界范围内应全面禁止生物武器
素养测练
对点达标练
题组一　我国禁止生殖性克隆人
1.(五校联盟高三月考)中国政府的“四不原则”是针对(　C　)
A.转基因动物 B.设计试管婴儿
C.生殖性克隆人 D.治疗性克隆
解析:中国政府禁止进行生殖性克隆人的任何研究,不允许、不赞成、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
2.(嘉兴二模)现代生物技术造福人类的同时也会带来一定风险。因此,我国不允许(　C　)
A.通过试管婴儿技术辅助生殖
B.建立生物信息数据库
C.通过基因编辑优化人类胚胎来设计试管婴儿
D.进行早期胚胎体外培养
解析:基因编辑技术不可用于设计试管婴儿。
3.(台州二模)生物技术在造福人类的同时也存在安全伦理问题,下列有关生物技术安全性等问题的观点,正确的是(　D　)
A.在紧急情况下可以考虑发展和生产生物武器
B.鉴于转基因食品存在安全隐患,应禁止转基因食品上市
C.干细胞可用于治疗多种疾病,不会带来任何伦理问题
D.我国禁止克隆人实验,对治疗性克隆实验也进行严格审查
解析:我国坚决支持禁止生物武器的主张,奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策;通过科学的检测和管理,可以控制转基因食品可能带来的风险;干细胞治疗也会有伦理
问题。
4.下列关于治疗性克隆和生殖性克隆的说法,错误的是(　C　)
A.使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆
B.将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫诞生出婴儿的过程属于生殖性克隆
C.治疗性克隆属于无性生殖,生殖性克隆属于有性生殖
D.均需要应用到动物细胞培养
解析:克隆是无性生殖。
题组二　世界范围内应全面禁止生物武器
5.(山海协作体高二期中)生物武器种类多样,下列一般不用于制造生物武器的是(　B　)
A.病毒 B.毒品
C.致病菌 D.肉毒杆菌毒素
解析:生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫及装载它们的容器和投掷物组成,不包括
毒品。
6.(环大罗山联盟高二期中)关于生物技术的安全与伦理问题在我国禁止的是(　C　)
A.试管婴儿的培育
B.基因工程药物的生产
C.生物武器的发展和生产
D.治疗性克隆的研究
解析:试管婴儿的培育属于胚胎工程,我国相关法规没有禁止;我国相关法规没有反对基因工程药物的生产;生物武器致病能力强、攻击范围广,世界范围内应全面禁止生物武器;中国政府禁止生殖性克隆,支持治疗性克隆。
7.(绍兴二模)为有效防范由各类生物因子、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。下列做法中生物安全风险较小的是(　D　)
A.广泛种植转基因作物
B.公开我国公民的遗传信息
C.培育新型病毒作为生物武器
D.利用试管婴儿技术治疗不孕不育
解析:广泛种植转基因作物存在潜在的生态风险,如转入的基因逃逸到野生植物中,导致基因污染和生态平衡破坏,也会增加害虫和杂草的抗性,所以会增加生物安全风险;公开我国公民的遗传信息,会给我国带来较大生物安全风险;培育新型病毒作为生物武器,会大大增大生物安全风险;利用试管婴儿技术治疗不孕不育,是利用生物技术手段解决相关病症,对生物安全的影响较小。
8.如同发明炸药时没有想把炸药用于人类互相残杀的战争一样,科学家在研究重组DNA技术时,也没有想用于战争,但却无法抵挡新技术在军事方面的运用,生物武器就这样悄然出现了。下列关于生物武器的说法错误的是(　D　)
A.生物武器难以检测,杀伤时可能并不会被马上察觉
B.生物武器没有明确的标识,潜在危害大
C.依靠科学力量和人类的文明合作,生物武器会受到限制
D.生物武器最可怕的一点是对敌方目标进行有选择性的大规模杀伤
解析:生物武器最可怕的一点是无差别的杀伤。
9.下列关于生物武器的叙述中,不属于我国和其他爱好和平的人们的观点和措施的是(　D　)
A.多国签署了《禁止生物武器公约》
B.在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物武器
C.主张全面禁止和彻底销毁生物武器等大规模杀伤性武器
D.为了国家安全,可以进行必要的小范围的生物武器研究
解析:多国签署了《禁止生物武器公约》;我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物武器;主张全面禁止和彻底销毁生物武器等大规模杀伤性武器,即使小范围的生物武器研究也是不允许的。
10.将生物技术运用于战争或恐怖活动,后果非常可怕。下列有关叙述错误的是(　A　)
A.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
B.生物武器一般包括致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物等
C.由转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点
D.我国对于生物武器采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物
武器
解析: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。
综合提升练
11.(衢州高二教学质量检测)生物技术的快速发展,一方面给人类带来红利,另一方面也带来了安全性问题。下列生物技术带来的安全问题,无需过多担忧的是(　C　)
A.插入外源基因的转基因食品,可能会成为某些人群的致敏原
B.插入植物基因组的外源基因,可能会随花粉扩散到周围环境中
C.应用“试管婴儿”技术,可以解决不孕夫妇的生育难题
D.改造成“生物战剂”的微生物,可能自行增多扩大影响范围
解析:插入外源基因的转基因食品,改变了蛋白质的结构,可能会成为某些人群的致敏原;插入植物基因组的外源基因,可能会随花粉扩散到周围环境中,造成基因污染;应用“试管婴儿”技术,可以解决不孕夫妇的生育难题,没有安全问题;改造成“生物战剂”的微生物,可能自行增多扩大影响范围,可能会影响其他生物。
12.(2025·浙江6月选考)下列关于生物技术安全和伦理问题的叙述,错误的是(　D　)
A.反对设计完美婴儿
B.反对人的生殖性克隆
C.禁止生物武器的使用
D.禁止转基因技术的应用
解析:设计完美婴儿涉及基因编辑技术,可能引发基因歧视、破坏基因多样性等伦理问题,因此反对是合理的;生殖性克隆会冲击现有伦理体系,且克隆人存在技术风险,国际社会普遍反对;生物武器具有大规模杀伤性,国际公约明确禁止研发和使用;转基因技术需在严格监管下合理应用(如转基因作物),并非完全禁止。
13.(绍兴高三月考)生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是(　A　)
A.生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫等组成
B.治疗性克隆的目的是获得治疗所用的克隆细胞,需要在严格的监管下进行
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.转基因植物进入自然生态系统后可能因具有较强的“选择优势”而严重影响生物多样性
解析:生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成;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,需要在严格的监管下进行;设计试管婴儿可以设计婴儿的性别,因此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;转基因植物进入自然生态系统后可能因其具有较强的“选择优势”而占有较多的环境资源,使得其他物种的生存受到影响,从而严重影响生物多样性。
14.(舟山高二月考)下列关于生物技术安全性与伦理问题的叙述,正确的是(　D　)
A.我国对农业转基因生物实行标识制度,必须在标签上警示性注明可能危害
B.生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性,可在特定人群中进行相关实验
C.可通过基因编辑技术对基因进行敲除、插入等,来设计完美试管婴儿
D.针对转基因技术的应用,我国的方针是研究上要大胆,推广上要慎重
解析:我国对农业转基因生物实行标识制度,要求对转基因生物产品和加工品进行标识,维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权;克隆为无性生殖,可见生殖性克隆人不能丰富人类基因的多样性,我国禁止生殖性克隆人实验;利用基因编辑技术设计试管婴儿,设计完美试管婴儿,已经涉及新生命的诞生,会造成生物技术安全与伦理问题;针对转基因技术的应用,我国的方针是研究上要大胆,坚持自主创新;推广上要慎重,做到确保安全。
15.随着生物技术的进步,相关成果不断涌现,人们对它的安全性、与伦理道德碰撞而带来的困惑和挑战也与日俱增,下列叙述错误的是(　B　)
A.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
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.我国禁止生殖性克隆,不允许进行任何生殖性克隆人实验
D.生物武器致病能力强,我国反对生物武器及其技术和设备的扩散
解析:转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期,属于转基因技术在微生物领域的应用;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;我国禁止生殖性克隆,不允许进行任何生殖性克隆人实验;生物武器致病能力强,我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。
16.利用致病微生物、毒素、昆虫等作为生物武器,危害性极大。阅读下列资料,回答下列问题:
资料一　联合国组织的一个专家小组的研究报告指出,虽然许多国家签署了《禁止生物武器公约》,但对这方面的研制工作并未停止,因此,对生物武器防治方法的研究也应得到
加强。
资料二　将生物战剂做成干粉或液体喷洒到空气中,形成有害的气雾云团,叫作“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小,肉眼很难看得见,渗透力极强,杀伤范围广。一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶进入呼吸道感染。
(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物,应属于哪些类群 　　　　　　　　　　　　　(请列举两例)。
(2)人体抵抗病原体的第一道防线是　　　　。最有效的防线是　 。
(3)在战争中,为预防敌方使用生物武器,你认为参战部队采取的最有效措施是　　　　　。请简述这一措施的原理:　
　。
答案:(1)细菌、病毒、衣原体、真菌等
(2)体表的屏障　特异性免疫(第三道防线)
(3)接种相关疫苗　使参战人员体内产生相应的抗体和记忆细胞,当病原体侵入时,会迅速产生强烈的免疫反应
17.自从克隆羊“多莉”问世以来,很快在全世界引发了一场大讨论,其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图回答下列问题。
(1)图示过程应用的主要技术有
(至少回答两点)。
(2)相同的胚胎干细胞,“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是基因的　　　　　　,该过程的开始发生在　　　　期。
(3)如将上述技术用于“克隆人”则需要进行　　　　过程,目前世界上绝大多数国家反对进行“克隆人”实验的主要原因是　
　。
(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是　 。
解析:由图中信息可知,图示过程应用到动物细胞核移植技术、动物细胞培养技术;胚胎干细胞培养成各种细胞是细胞分化的结果,细胞分化的实质是基因的选择性表达,在胚胎发育过程中,该过程开始于囊胚期;通过核移植得到的器官,细胞中核DNA来自患者,故细胞膜上的抗原与患者的基本相同,因此移植后没有免疫排斥反应。
答案:(1)动物细胞核移植、动物细胞培养
(2)选择性表达　囊胚
(3)胚胎移植　“克隆人”会引起人类社会的伦理道德发生混乱
(4)没有免疫排斥反应第二、三节　我国禁止生殖性克隆人和世界范围内应全面禁止生物武器
学习目标
1.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。
2.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。
3.举例说明历史上生物武器对人类造成的危害。
4.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。
一、生殖性克隆人面临诸多伦理问题
1.技术方面
(1)克隆技术还未成熟,成功率很低。
(2)克隆的动物在遗传上是完全相同的,一种特定病毒或其他病原体的感染,可能带来严重灾难。
2.伦理方面
无法保证克隆人的基本人权。
3.生命伦理
指在生命科学研究和技术应用中应当遵循的道德标准。生命伦理已经成为一个国际性的问题,为唤起公众对生物技术中伦理问题的关注,人们开始对相应伦理加以规范,逐渐形成了四大原则:自主、不伤害、善行和公正。
二、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.《联合国关于人的克隆宣言》要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。
2.中国政府坚持反对生殖性克隆、支持治疗性克隆的立场。
(1)治疗性克隆的目的是为了获得治疗所用的克隆细胞。
(2)人的生殖性克隆违反人类繁衍的自然法则,损害人类作为自然人的尊严,引起严重的道德、伦理、社会和法律问题。
3.设计试管婴儿又称为治疗性试管婴儿,是指在试管婴儿技术的基础上,为确保小孩具有某些长处或者避免某些缺陷,在出生以前就对他(她)的基因构成进行了选择的那一类孩子。
【易错判断】
(1)治疗性克隆是为了修复或替代受损的细胞、组织或器官,从而达到治疗疾病的目的。(　√　)
(2)使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病,属于治疗性克隆。(　√　)
(3)设计试管婴儿可有目的地生出所需的孩子,对社会有利而无害,应大力推广。(　×　)
提示:设计试管婴儿可能造成人群中性别比例失调,有一定的社会潜在危害性,应根据目的进行规范,而不是大力推广。
(4)生殖性克隆和治疗性克隆均需要应用动物细胞培养和体细胞核移植技术。(　√　)
三、生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害
1.生物武器的概念
有意识地利用致病微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或牲畜等目标,以达到战争目的的一类武器。
2.生物武器的成分
一般由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成。
3.生物战剂
起伤害作用的微生物、毒素。
4.生物武器的特点
(1)具有传染性,在一定条件下,生物战剂可能自行增多,影响范围越来越大,感染的人越来越多。
(2)携带和投放相对简单。
(3)研发门槛比核武器和其他高精尖常规武器要低得多,而杀伤力和破坏力相当巨大。
(4)无差别的杀伤。
【易错判断】
(1)利用重组DNA技术制造的全新致病菌是人类从来没有接触过的致病菌,无药可医,比一般的生物武器的危害性大。(　√　)
(2)生物武器包括致病微生物、毒素、放射性物质等。生物武器造价昂贵,是具有大规模杀伤性的武器。(　×　)
提示: 生物武器不包括放射性物质。生物武器相比其他大规模杀伤性武器,造价低廉。
(3)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。(　√　)
四、我国反对生物武器及其技术和设备的扩散
1.《禁止生物武器公约》的主要内容
缔约国在任何情况下不发展、不生产、不储存、不取得除和平用途外的微生物制剂、毒素及其武器,也不协助、鼓励或引导他国取得这类制剂、毒素及其武器;缔约国在公约生效后9个月内销毁一切这类制剂、毒素及其武器;缔约国可向联合国安理会控诉其他国家违反该公约的行为。
2.中国政府的态度
中国坚决支持禁止生物武器的主张,奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策,并反对扩散生物武器。
3.现代生物武器的防护
任务　分析生殖性克隆人面临的伦理问题
1.阅读教材相关内容,列表比较治疗性克隆和生殖性克隆。
比较项目 治疗性克隆 生殖性克隆
不 同 点 目的 治疗人类疾病 繁殖新个体
处理胚 胎方式 在早期胚胎中获得胚胎干细胞,诱导胚胎干细胞分化出所需要的特定细胞、组织或器官 获得的胚胎移植到母体的子宫内,由母体孕育出婴儿
相同点 都属于无性生殖,产生的新个体、新组织遗传信息相同
2.阅读教材相关内容,列表比较试管婴儿与克隆人。
项目 一般过程 实质
试管 婴儿 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植到子宫内继续发育 有性 生殖
克隆人 将体细胞的核移植到去核的卵母细胞中,将重组细胞培养至早期胚胎移植到子宫内,逐渐发育为新个体 无性 生殖
3.阅读教材相关内容,列表比较试管婴儿与设计试管婴儿。
项目 试管婴儿 设计试管婴儿
技术手段 胚胎移植前,不需要进行遗传学诊断 胚胎移植前需要进行遗传学诊断
应用 主要解决不孕夫妇的生育问题 用于白血病、贫血症的治疗
相同点 都需要体外受精、体外早期胚胎培养和胚胎移植等,都属于有性生殖
迁移应用
1.(A9协作体高二期中)我国禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆。下列叙述错误的是(　C　)
A.我国禁止生殖性克隆人是因为生殖性克隆人面临诸多伦理问题
B.治疗性克隆过程中核移植成功后,新细胞最初分裂时虽然复制了DNA,但基因转录并未开始
C.胚胎干细胞是全能干细胞,重组细胞发育成胚胎干细胞过程中细胞未分化
D.治疗性克隆解决了同种异体器官移植过程中的免疫排斥反应
解析:生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体,生殖性克隆会产生伦理道德等问题,我国禁止生殖性克隆人;真核生物DNA分子复制和转录不是同时进行的,治疗性克隆过程中核移植成功后,新细胞最初分裂时虽然复制了DNA,但基因转录并未开始;重组细胞发育成胚胎干细胞过程也发生了基因的选择性表达,发生了细胞分化;治疗性克隆解决了同种异体器官移植过程中的免疫排斥反应,对于器官移植的成功提供了重要保障。
2.(舟山高二月考)设计试管婴儿是在早期胚胎移入母体子宫之前,对胚胎进行遗传学诊断。下列有关叙述错误的是(　B　)
A.此设计需要体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术的支持
B.培养至囊胚期,取少量的胚胎干细胞进行DNA分析鉴定
C.男方是抗维生素D佝偻病患者,女方正常的夫妇,可以筛选无遗传疾病的男胎植入母体子宫
D.该设计的成功率受配子、胚胎、子宫内膜的品质及胚胎植入的位置影响
解析:设计试管婴儿是在试管婴儿的基础上,为确保小孩具有某些长处或避免某些缺陷,在出生之前对其基因构成进行了选择,过程中需要体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术的支持;对胚胎进行DNA分析鉴定,应将早期胚胎培养至囊胚期,取少量滋养层细胞做DNA分析鉴定,而不是取胚胎干细胞;抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,假设该病由等位基因D/d控制,则男方患者的基因型为XDY,健康女方的基因型为XdXd,可知两者女性后代均患有抗维生素D佝偻病,男性后代正常,因此可以筛选出无遗传疾病的男胎植入母体子宫;设计试管婴儿成功率受配子、胚胎、子宫内膜的品质及胚胎植入的位置
影响。
课堂小结
素养测练
对点达标练
题组一　我国禁止生殖性克隆人
1.(五校联盟高三月考)中国政府的“四不原则”是针对(　C　)
A.转基因动物 B.设计试管婴儿
C.生殖性克隆人 D.治疗性克隆
解析:中国政府禁止进行生殖性克隆人的任何研究,不允许、不赞成、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
2.(嘉兴二模)现代生物技术造福人类的同时也会带来一定风险。因此,我国不允许(　C　)
A.通过试管婴儿技术辅助生殖
B.建立生物信息数据库
C.通过基因编辑优化人类胚胎来设计试管婴儿
D.进行早期胚胎体外培养
解析:基因编辑技术不可用于设计试管婴儿。
3.(台州二模)生物技术在造福人类的同时也存在安全伦理问题,下列有关生物技术安全性等问题的观点,正确的是(　D　)
A.在紧急情况下可以考虑发展和生产生物武器
B.鉴于转基因食品存在安全隐患,应禁止转基因食品上市
C.干细胞可用于治疗多种疾病,不会带来任何伦理问题
D.我国禁止克隆人实验,对治疗性克隆实验也进行严格审查
解析:我国坚决支持禁止生物武器的主张,奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策;通过科学的检测和管理,可以控制转基因食品可能带来的风险;干细胞治疗也会有伦理
问题。
4.下列关于治疗性克隆和生殖性克隆的说法,错误的是(　C　)
A.使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆
B.将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫诞生出婴儿的过程属于生殖性克隆
C.治疗性克隆属于无性生殖,生殖性克隆属于有性生殖
D.均需要应用到动物细胞培养
解析:克隆是无性生殖。
题组二　世界范围内应全面禁止生物武器
5.(山海协作体高二期中)生物武器种类多样,下列一般不用于制造生物武器的是(　B　)
A.病毒 B.毒品
C.致病菌 D.肉毒杆菌毒素
解析:生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫及装载它们的容器和投掷物组成,不包括
毒品。
6.(环大罗山联盟高二期中)关于生物技术的安全与伦理问题在我国禁止的是(　C　)
A.试管婴儿的培育
B.基因工程药物的生产
C.生物武器的发展和生产
D.治疗性克隆的研究
解析:试管婴儿的培育属于胚胎工程,我国相关法规没有禁止;我国相关法规没有反对基因工程药物的生产;生物武器致病能力强、攻击范围广,世界范围内应全面禁止生物武器;中国政府禁止生殖性克隆,支持治疗性克隆。
7.(绍兴二模)为有效防范由各类生物因子、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。下列做法中生物安全风险较小的是(　D　)
A.广泛种植转基因作物
B.公开我国公民的遗传信息
C.培育新型病毒作为生物武器
D.利用试管婴儿技术治疗不孕不育
解析:广泛种植转基因作物存在潜在的生态风险,如转入的基因逃逸到野生植物中,导致基因污染和生态平衡破坏,也会增加害虫和杂草的抗性,所以会增加生物安全风险;公开我国公民的遗传信息,会给我国带来较大生物安全风险;培育新型病毒作为生物武器,会大大增大生物安全风险;利用试管婴儿技术治疗不孕不育,是利用生物技术手段解决相关病症,对生物安全的影响较小。
8.如同发明炸药时没有想把炸药用于人类互相残杀的战争一样,科学家在研究重组DNA技术时,也没有想用于战争,但却无法抵挡新技术在军事方面的运用,生物武器就这样悄然出现了。下列关于生物武器的说法错误的是(　D　)
A.生物武器难以检测,杀伤时可能并不会被马上察觉
B.生物武器没有明确的标识,潜在危害大
C.依靠科学力量和人类的文明合作,生物武器会受到限制
D.生物武器最可怕的一点是对敌方目标进行有选择性的大规模杀伤
解析:生物武器最可怕的一点是无差别的杀伤。
9.下列关于生物武器的叙述中,不属于我国和其他爱好和平的人们的观点和措施的是(　D　)
A.多国签署了《禁止生物武器公约》
B.在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物武器
C.主张全面禁止和彻底销毁生物武器等大规模杀伤性武器
D.为了国家安全,可以进行必要的小范围的生物武器研究
解析:多国签署了《禁止生物武器公约》;我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物武器;主张全面禁止和彻底销毁生物武器等大规模杀伤性武器,即使小范围的生物武器研究也是不允许的。
10.将生物技术运用于战争或恐怖活动,后果非常可怕。下列有关叙述错误的是(　A　)
A.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
B.生物武器一般包括致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物等
C.由转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点
D.我国对于生物武器采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物
武器
解析: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。
综合提升练
11.(衢州高二教学质量检测)生物技术的快速发展,一方面给人类带来红利,另一方面也带来了安全性问题。下列生物技术带来的安全问题,无需过多担忧的是(　C　)
A.插入外源基因的转基因食品,可能会成为某些人群的致敏原
B.插入植物基因组的外源基因,可能会随花粉扩散到周围环境中
C.应用“试管婴儿”技术,可以解决不孕夫妇的生育难题
D.改造成“生物战剂”的微生物,可能自行增多扩大影响范围
解析:插入外源基因的转基因食品,改变了蛋白质的结构,可能会成为某些人群的致敏原;插入植物基因组的外源基因,可能会随花粉扩散到周围环境中,造成基因污染;应用“试管婴儿”技术,可以解决不孕夫妇的生育难题,没有安全问题;改造成“生物战剂”的微生物,可能自行增多扩大影响范围,可能会影响其他生物。
12.(2025·浙江6月选考)下列关于生物技术安全和伦理问题的叙述,错误的是(　D　)
A.反对设计完美婴儿
B.反对人的生殖性克隆
C.禁止生物武器的使用
D.禁止转基因技术的应用
解析:设计完美婴儿涉及基因编辑技术,可能引发基因歧视、破坏基因多样性等伦理问题,因此反对是合理的;生殖性克隆会冲击现有伦理体系,且克隆人存在技术风险,国际社会普遍反对;生物武器具有大规模杀伤性,国际公约明确禁止研发和使用;转基因技术需在严格监管下合理应用(如转基因作物),并非完全禁止。
13.(绍兴高三月考)生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是(　A　)
A.生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫等组成
B.治疗性克隆的目的是获得治疗所用的克隆细胞,需要在严格的监管下进行
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.转基因植物进入自然生态系统后可能因具有较强的“选择优势”而严重影响生物多样性
解析:生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成;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,需要在严格的监管下进行;设计试管婴儿可以设计婴儿的性别,因此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;转基因植物进入自然生态系统后可能因其具有较强的“选择优势”而占有较多的环境资源,使得其他物种的生存受到影响,从而严重影响生物多样性。
14.(舟山高二月考)下列关于生物技术安全性与伦理问题的叙述,正确的是(　D　)
A.我国对农业转基因生物实行标识制度,必须在标签上警示性注明可能危害
B.生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性,可在特定人群中进行相关实验
C.可通过基因编辑技术对基因进行敲除、插入等,来设计完美试管婴儿
D.针对转基因技术的应用,我国的方针是研究上要大胆,推广上要慎重
解析:我国对农业转基因生物实行标识制度,要求对转基因生物产品和加工品进行标识,维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权;克隆为无性生殖,可见生殖性克隆人不能丰富人类基因的多样性,我国禁止生殖性克隆人实验;利用基因编辑技术设计试管婴儿,设计完美试管婴儿,已经涉及新生命的诞生,会造成生物技术安全与伦理问题;针对转基因技术的应用,我国的方针是研究上要大胆,坚持自主创新;推广上要慎重,做到确保安全。
15.随着生物技术的进步,相关成果不断涌现,人们对它的安全性、与伦理道德碰撞而带来的困惑和挑战也与日俱增,下列叙述错误的是(　B　)
A.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期
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.我国禁止生殖性克隆,不允许进行任何生殖性克隆人实验
D.生物武器致病能力强,我国反对生物武器及其技术和设备的扩散
解析:转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期,属于转基因技术在微生物领域的应用;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;我国禁止生殖性克隆,不允许进行任何生殖性克隆人实验;生物武器致病能力强,我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。
16.利用致病微生物、毒素、昆虫等作为生物武器,危害性极大。阅读下列资料,回答下列问题:
资料一　联合国组织的一个专家小组的研究报告指出,虽然许多国家签署了《禁止生物武器公约》,但对这方面的研制工作并未停止,因此,对生物武器防治方法的研究也应得到
加强。
资料二　将生物战剂做成干粉或液体喷洒到空气中,形成有害的气雾云团,叫作“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小,肉眼很难看得见,渗透力极强,杀伤范围广。一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶进入呼吸道感染。
(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物,应属于哪些类群 　　　　　　　　　　　　　(请列举两例)。
(2)人体抵抗病原体的第一道防线是　　　　。最有效的防线是　 。
(3)在战争中,为预防敌方使用生物武器,你认为参战部队采取的最有效措施是　　　　　。请简述这一措施的原理:　
　。
答案:(1)细菌、病毒、衣原体、真菌等
(2)体表的屏障　特异性免疫(第三道防线)
(3)接种相关疫苗　使参战人员体内产生相应的抗体和记忆细胞,当病原体侵入时,会迅速产生强烈的免疫反应
17.自从克隆羊“多莉”问世以来,很快在全世界引发了一场大讨论,其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图回答下列问题。
(1)图示过程应用的主要技术有
(至少回答两点)。
(2)相同的胚胎干细胞,“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是基因的　　　　　　,该过程的开始发生在　　　　期。
(3)如将上述技术用于“克隆人”则需要进行　　　　过程,目前世界上绝大多数国家反对进行“克隆人”实验的主要原因是　
　。
(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是　 。
解析:由图中信息可知,图示过程应用到动物细胞核移植技术、动物细胞培养技术;胚胎干细胞培养成各种细胞是细胞分化的结果,细胞分化的实质是基因的选择性表达,在胚胎发育过程中,该过程开始于囊胚期;通过核移植得到的器官,细胞中核DNA来自患者,故细胞膜上的抗原与患者的基本相同,因此移植后没有免疫排斥反应。
答案:(1)动物细胞核移植、动物细胞培养
(2)选择性表达　囊胚
(3)胚胎移植　“克隆人”会引起人类社会的伦理道德发生混乱
(4)没有免疫排斥反应
阶段检测试题(三)　基因工程、生物技术的安全与伦理A
一、选择题(本大题共20小题。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成。通过转基因技术,可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是(　B　)
A.大肠杆菌 B.酵母菌
C.T4噬菌体 D.质粒DNA
解析:人的糖蛋白必须经过内质网、高尔基体加工将蛋白质糖基化,形成成熟的蛋白质,只有真核生物细胞内含有内质网和高尔基体,选项中酵母菌是真核生物。
2.基因工程技术也称DNA重组技术,其实施必须具备的四个条件是(　A　)
A.工具酶、目的基因、载体、受体细胞
B.目的基因、限制酶、载体、体细胞
C.模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞
D.重组DNA、RNA聚合酶、限制酶、连接酶
解析:限制酶和DNA连接酶属于工具酶,另外载体、目的基因和受体细胞是基因工程中必须具备的条件;目的基因、限制性内切核酸酶、载体是基因工程必须具备的条件,但体细胞不一定是受体细胞;信使RNA是基因转录的产物,基因工程中不需要提供该物质,质粒是载体中的一种,载体除了质粒还有动植物病毒和噬菌体,因此质粒不是基因工程中必须具备的条件;重组DNA是由目的基因和质粒重组形成的,RNA聚合酶是转录需要的酶,细胞中具有该种酶,因此不是基因工程必须具备的条件。
3.下列关于质粒的存在及本质的叙述,错误的是(　C　)
A.一个大肠杆菌可含有多个质粒
B.质粒是一种小型环状分子
C.质粒存在于拟核区
D.质粒的化学本质是DNA
解析:一个大肠杆菌可含有多个质粒;质粒是独立于细菌拟核DNA之外的较小的环状DNA分子。
4.生物技术的飞速发展给人类带来了巨大的社会和经济效益,同时也不可避免地引发了人们对新兴生物技术安全性的担忧。下列叙述错误的是(　D　)
A.我国已批准上市的转基因食品可放心食用
B.我国反对生物武器及其技术和设备的扩散
C.我国支持和发展试管婴儿等辅助生殖技术
D.我国不赞成任何治疗性克隆的实验
解析:我国已批准上市的转基因食品是通过一系列的安全性评价,符合相应标准才能上市的,所以可放心食用;我国对于生物武器采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物武器;我国支持和发展试管婴儿等辅助生殖技术;中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但是不反对治疗性克隆。
5.下列关于蛋白质工程及其应用的叙述,正确的是(　A　)
A.能定向改造蛋白质分子结构,使之更加符合人类需要
B.实质是通过改变氨基酸的结构改变蛋白质的功能
C.核心操作是DNA上的基因进行增添、替换、删除
D.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
解析:蛋白质工程能按照人们的意愿定向改造蛋白质分子结构,使之更加符合人类需要;蛋白质工程的实质是通过改变基因来改变蛋白质的结构和功能;对DNA上的基因进行增添、替换、删除是基因突变,而蛋白质工程是以基因工程为基础的,核心操作是对基因的修饰或改造;蛋白质工程是第二代基因工程,蛋白质工程的实现离不开基因工程。
6.生物技术给人类的生产生活带来了巨大的便利,同时也带来了安全与伦理问题。下列叙述正确的是(　C　)
A.生物武器比其他杀伤性武器生产技术更加安全
B.转基因产品有一定的风险性,应严格限制其发展
C.我国坚持反对生殖性克隆、支持治疗性克隆的立场
D.鼓励利用基因编辑技术设计试管婴儿以获得优秀的后代
解析:生物武器的杀伤特点有传染致病性强、污染面积大等,生物武器比其他杀伤性武器生产技术更加危险;转基因技术是一把“双刃剑”,我们应该趋利避害,不能因噎废食,不能严格限制转基因产品的发展;中国政府的立场是反对生殖性克隆,坚持四不原则(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验),支持治疗性克隆;利用基因编辑技术设计试管婴儿得到“完美婴儿”,已经涉及新生命的诞生,会造成生物技术安全与伦理问题。
阅读材料,回答7、8小题:
利用基因工程技术改造酵母菌而生产的人胰岛素,为千千万万的糖尿病患者减轻了经济负担。胰岛素由A链和B链两条肽链组成。酵母菌生产人胰岛素的过程如图所示。
7.筛选获得能表达胰岛素基因的酵母菌后,需进行扩大培养,该过程需对酵母菌进行计数,使其达到一定数量后放入发酵罐中发酵。关于酵母菌的扩增、计数和发酵,下列叙述正确的是(　A　)
A.将菌种放入摇瓶进行振荡培养,有利于酵母菌充分获得营养物质和O2
B.酵母菌计数可采用划线分离法,也可采用血细胞计数板计数法
C.发酵时应确保发酵罐中无氧状态,使酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精和CO2
D.酵母菌在不同发酵阶段要求的环境条件不同,但发酵产物相同
解析:将菌种放入摇瓶进行振荡培养,有利于酵母菌充分获得营养物质和氧气;划线分离法不可以用于酵母菌的计数;发酵的目的是让酵母菌表达外源基因,而不是产生酒精;酵母菌在不同发酵阶段要求的环境条件不同,发酵产物也不同。
8.如图所示为某质粒被BamHⅠ切割后得到的一个线性载体DNA,经过末端核苷酸转移酶作用将多个相同的脱氧核苷三磷酸(dATP或dTTP或dCTP或dGTP)连续加到切割后的两个黏性末端上。相关说法错误的是(　D　)
A.该技术的重要意义是防止线性载体DNA自身环化
B.末端核苷酸转移酶的作用是催化形成磷酸二酯键
C.末端核苷酸转移酶作用时不需要模板链
D.末端核苷酸转移酶的作用特点与DNA连接酶相同
解析:末端核苷酸转移酶的作用是将多个相同的脱氧核苷三磷酸连续加到切割后的两个黏性末端上,这样可以防止线性载体DNA自身环化;末端核苷酸转移酶的作用是催化形成磷酸二酯键;由以上分析可知,末端核苷酸转移酶作用时不需要模板链;末端核苷酸转移酶的作用是将多个相同的脱氧核苷三磷酸连续加到切割后的两个黏性末端上,而DNA连接酶是将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来,两者的作用特点不同。
9.“基因漂移”是指基因工程作物中的目的基因可能会从转基因植物的体内扩散到环境中。下列说法不正确的是(　B　)
A.从遗传上看,基因漂移主要是基因重组引起的
B.基因漂移是一种不能增殖的污染,因此不需要特别关注
C.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,可能破坏生态系统的稳定性
D.目的基因可通过花粉扩散到作物的近亲生物中,从而污染生物基因库
解析:基因漂移是转基因技术引起的,转基因技术的原理是基因重组;基因漂移可能对生物多样性、生态环境、人体健康造成潜在风险和威胁,而且会随生物的繁殖过程不断增殖;杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,具有新性状,可能破坏生态系统的稳定性;目的基因可通过花粉扩散到作物的近亲生物中,从而污染生物基因库。
10.下列关于PCR技术及凝胶电泳鉴定的说法,正确的是(　B　)
A.DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小、形状、所带电荷等有关,与凝胶无关
B.若以某DNA片段作为模板,5次循环后理论上反应物中应有32个这样的DNA片段
C.PCR所用的解旋酶和DNA聚合酶都具有耐高温的特性
D.凝胶中的DNA分子可以直接在光下被检测
解析:DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小、形状、所带电荷等有关,与凝胶浓度也有关;若以某DNA片段作为模板,DNA为指数扩增,5次循环后理论上反应物中应有25=32个这样的DNA片段;PCR技术不需要解旋酶;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。
11.图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列说法正确的是(　D　)
A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和载体
B.不同种限制酶切割DNA产生的黏性末端一定不能互补
C.用图中质粒和外源DNA构建重组质粒,可使用SmaⅠ切割
D.使用EcoRⅠ同时处理质粒和外源DNA,可能会发生质粒或者目的基因的自身环化
解析:重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶,前者可以切割目的基因所在DNA和质粒,后者可以将目的基因和质粒进行连接,载体不是工具酶;某些不同的限制酶切割DNA能够产生相同的黏性末端,这些黏性末端可以互补;由于目的基因内部和抗生素抗性基因内部都含有SmaⅠ的切割位点,故不能使用SmaⅠ切割质粒和外源DNA;使用EcoRⅠ同时处理质粒和外源DNA,可能会发生质粒或者目的基因的自身环化,一般用两种限制酶切割质粒和外源DNA,防止自身环化。
12.粗提取DNA时,向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌,过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤,在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是(　A　)
A.加入适量的木瓜蛋白酶
B.37~40 ℃的水浴箱中保温10~15 min
C.加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精
D.加入NaCl调节浓度至2 mol/L→过滤→调节滤液中NaCl浓度至0.14 mol/L
解析:木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质,由于酶具有专一性,不能水解DNA,过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA相对含量较高的白色丝状物;37~40 ℃的水浴箱中保温10~15 min不能去除滤液中的杂质,应该放在60~75 ℃的水浴箱中保温10~15 min,使蛋白质变性析出;向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌,过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精,此时DNA析出,不会进入滤液中;加入NaCl调节浓度至2 mol/L→过滤→调节滤液中NaCl浓度至0.14 mol/L,DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度小,DNA析出,不会进入滤液中。
13.干扰素在体外保存困难,科学家将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸后,可以在-70 ℃的条件下保存半年。下列有关蛋白质工程的叙述正确的是(　A　)
A.改造后的干扰素是自然界中不曾存在的新型物质
B.在分子水平上直接对干扰素的氨基酸进行改造
C.蛋白质工程不需要构建基因表达载体
D.蛋白质工程不需要建立蛋白质功能与结构的联系,直接设计改造其结构
解析:据题意可知,经蛋白质工程改造后的干扰素是自然界中不曾存在的新型物质;对天然干扰素的改造是通过对基因的操作实现的,而不是直接对干扰素的氨基酸进行改造;基因工程和蛋白质工程都需要构建基因表达载体;蛋白质工程首先要建立蛋白质功能与结构的联系,然后依据所需蛋白质的功能,设计改造天然蛋白质的空间结构。
14.限制性内切核酸酶可以在特异的位点将DNA分子剪切开。如图为不同种限制酶识别的序列,箭头所指的是酶切位点,下列叙述错误的是(　D　)
A.能被BamHⅠ识别的序列也一定能被Sau3AⅠ识别
B.一个DNA分子被EcoRⅠ切成两个片段时会发生8个氢键的断裂
C.质粒作为基因工程的常用载体,通常会有多种限制性内切核酸酶切割位点
D.用BamHⅠ切割的目的基因和用Sau3AⅠ切割的质粒无法连接
解析:能被BamH Ⅰ识别的序列中包含了被Sau3A Ⅰ识别的序列;一个DNA分子被EcoRⅠ切成两个片段时,四个AT碱基对间的氢键断裂,每个AT碱基对有2个氢键,一共会发生8个氢键的断裂;质粒作为基因工程的常用载体,通常会有多种限制性内切核酸酶切割位点,以便于把目的基因插入;用BamHⅠ切割的目的基因和用Sau3AⅠ切割的质粒,其黏性末端是相同的,可以连接。
15.如图为人胰岛素基因结构模式图,下列叙述正确的是(　A　)
A.启动子是RNA聚合酶结合的部位
B.cDNA文库和基因组文库的基因中均含有内含子
C.人胰岛α细胞的cDNA文库中可找到该基因
D.细胞内DNA复制时,只对编码区进行复制
解析:启动子位于基因的非编码区,是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动转录;cDNA文库是以成熟mRNA为模板逆转录合成的,故cDNA文库的基因中没有内含子,而基因组文库的基因中含有内含子;人胰岛α细胞不表达胰岛素,不存在胰岛素的mRNA,故人胰岛 α 细胞的cDNA文库中找不到该基因;细胞内DNA复制时,DNA分子中所有序列均被复制,不管是编码区还是非编码区。
16.蚯蚓富含金属硫蛋白(MT)等重金属结合蛋白能选择性吸收土壤中的镉。利用一定技术可将蚯蚓MT基因转入烟草,流程如图所示。下列叙述错误的是(　B　)
A.过程③把重组质粒导入大肠杆菌的主要目的是对MT基因进行扩增
B.过程④中携带有目的基因的Ti质粒进入烟草愈伤组织细胞,并整合到植物细胞的染色体上
C.转基因产品具有潜在的巨大经济效益,也可能存在一定的风险
D.观察测定烟草是否表现出MT等蛋白并稳定遗传,是判断转基因成功的直接证据
解析:过程③把重组质粒导入大肠杆菌的主要目的是利用大肠杆菌对 MT 基因进行扩增,以获得更多的目的基因;过程④表示用农杆菌转化法将目的基因(T-DNA)导入植物愈伤组织细胞,利用农杆菌的Ti质粒可以将目的基因整合到植物细胞的染色体上,Ti质粒并没有进入植物细胞;转基因产品存在一定的安全争议,也带来了巨大的经济效益;MT等重金属结合蛋白能选择性吸收土壤中的镉,判断转基因成功,最直接的是烟草中MT蛋白是否合成并稳定遗传。
17.我国科学家利用农杆菌转化法将Bt毒蛋白基因转入普通棉花,培育出转基因抗虫棉,下列说法正确的是(　C　)
A.可通过检测该转基因抗虫棉对抗生素的抗性来确定其是否具有抗虫性状
B.只要将Bt毒蛋白基因整合到染色体上,所得植株即为稳定遗传的转基因抗虫棉
C.理论上讲,棉花体内几乎每一个活细胞都可以作为重组DNA分子的受体细胞
D.在培育过程中,需使用CaCl2溶液处理棉花细胞,增大其细胞壁的通透性以吸收重组质粒
解析:可在个体水平上鉴定转基因棉花是否具有抗虫特性,方法是用普通棉花和转基因棉花分别饲喂棉铃虫,对比转基因棉花是否对棉铃虫具有抗性来确定;Bt毒蛋白基因整合到染色体上,Bt毒蛋白的基因也不一定能正常表达,因此所得植株不一定为稳定遗传的转基因抗虫棉;植物细胞均具有全能性,故理论上讲,棉花体内几乎每一个活细胞都可以作为重组DNA分子的受体细胞;CaCl2溶液处理是目的基因导入微生物细胞的方法,该处理可以使微生物处于感受态,而目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。
18.PCR技术是在DNA聚合酶作用下,在体外进行DNA大量扩增的一种分子生物技术。下列叙述正确的是(　D　)
A.双链DNA在高温下氢键和磷酸二酯键断裂形成2条DNA单链
B.温度降低后,单链DNA和引物结合的部分碱基序列相同
C.以2条DNA单链为模板,以4种NTP为原料,经耐高温酶在高温下合成2个新的DNA
D.设置PCR仪的温度进行反应可重复循环多次,DNA呈指数形式扩增
解析:双链DNA在高温下解旋即使得DNA双链打开,破坏的是碱基对之间的氢键,磷酸二酯键没有断裂;当温度降低时,引物与互补的模板结合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板延伸,最终合成2个DNA分子,此过程遵循碱基互补配对原则,单链DNA和引物结合的部分碱基序列互补;以2条DNA单链为模板,以4种dNTP为原料,耐高温的Taq DNA聚合酶在约72 ℃条件下,以引物与模板形成的小段DNA双链区为起点,催化合成2个新的DNA;PCR的反应步骤为目的基因DNA受热变性后解双链为单链,引物与单链相应互补序列结合,然后在耐高温的Taq DNA聚合酶作用下进行延伸,如此重复循环,每一次循环后目的基因的量可以增加一倍,即呈指数形式扩增(约为2n,其中n为扩增循环的次数)。
19.图甲表示某环型DNA分子经限制性内切核酸酶(EcoRⅠ)完全酶切后的片段电泳结果。若改变条件使其酶切不充分就有可能获得如图乙所示的电泳结果(kb即千个碱基对)。下列叙述错误的是(　D　)
A.该DNA分子全长至少为7 kb,该DNA分子中至少含有4个EcoRⅠ酶切位点
B.适当缩短反应时间,得到图乙结果的可能性越大
C.限制性内切核酸酶的化学本质都是蛋白质
D.适当增加EcoRⅠ浓度,更可能得到图乙的结果
解析:环型DNA分子经限制性内切核酸酶(EcoR Ⅰ)完全酶切后得到4.0、1.5、1.0和0.5 kb四种长度的DNA片段,说明该DNA分子全长至少为7 kb,至少含有4个EcoRⅠ酶切位点;适当缩短反应时间,酶切不充分,得到图乙结果的可能性越大;限制性内切核酸酶化学本质都是蛋白质;适当增加EcoRⅠ浓度,DNA被切割得更充分,更可能得到图甲的结果。
20.草甘膦是无选择性除草剂的有效成分,施用时也会“误伤”作物致死,其机理是抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性。研究人员试图培育抗草甘膦作物,如图。相关说法正确的是(　B　)
A.①过程的目的基因是抑制EPSP合酶的基因
B.②过程可利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞
C.③过程运用植物体细胞杂交技术培养成转基因矮牵牛
D.转基因矮牵牛存活说明EPSP合酶表达水平下降有利于抗草甘膦
解析:草甘膦会抑制与植物多种代谢途径有关的EPSP合酶的活性,要培育抗草甘膦作物,则要提高EPSP合酶的活性,①过程的目的基因应该是(促进)合成EPSP合酶的基因;将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等,②过程可利用农杆菌将重组DNA导入矮牵牛细胞;③过程要把细胞培养成个体,运用植物组织培养技术;转基因矮牵牛存活说明EPSP合酶表达水平升高有利于抗草甘膦。
二、非选择题(本题共5小题)
21.现代生物技术在造福人类的同时,也可能引起一系列的安全和伦理问题,回答以下有关问题。
(1)为了减少转基因技术对人类的危害,在转基因生物或其产品的研究过程中,若用大肠杆菌作为转基因受体的菌株,限定必须使用在　　　　　　　　条件下便会死去的菌株。
(2)生物武器一般由　　　　　　、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成。
(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止　　　　性克隆,但不反对　　　　性克隆。
(4)设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行　　　　　。
解析:(1)转基因生物的安全性问题主要包括食品安全和环境安全,为了减少转基因技术对人类的危害,在转基因生物或其产品的研究过程中,若用大肠杆菌作为转基因受体的菌株,限定必须使用在37 ℃人体温度条件下便会死去的菌株。
(2)生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成。
(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆。
(4)设计试管婴儿是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前,根据人们的需要,将胚胎的几个细胞取出,进行某些检测,当检测结果符合人们需要时,再把胚胎植入母体孕育。因此设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断。
答案:(1)37 ℃人体温度　(2)致病微生物　(3)生殖　治疗　(4)遗传学诊断
22.遗传毒性是指环境中的理化因素作用于有机体,使其遗传物质在染色体水平、分子水平和碱基水平上受到各种损伤,从而造成的毒性作用。研究人员通过基因工程改造大肠杆菌,以期筛选对遗传毒性物质反应灵敏的工程菌株,用于水质检测。请回答问题:
(1)研究人员准备在图1表达载体上添加SRR基因的启动子sul。图2显示了启动子sul内部存在的酶切位点,箭头表示转录方向。
①据图1、2信息,克隆启动子sul时,在其A端和B端应分别添加限制性内切核酸酶　　　　　　　　　　的酶切位点,从而确保启动子sul可与已被酶切的表达载体正确连接。
②将重组表达载体导入大肠杆菌,置于含有　　　　　　　　　的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养,获得工程菌。
(2)改造成功的工程菌中的启动子sul中应存在可被　　　　　　　激活的毒性响应启动子序列。当该序列被激活后,　　　　　　　　　识别并与启动子结合,驱动SRR基因　　　　　,表达产物可使大肠杆菌裂解。
解析:(1)①结合图2可知,启动子sul序列内部有SmaⅠ和HindⅢ的识别序列,为避免将启动子切断,且同时形成的sul能正确插入到载体上,结合图1中限制酶的种类和识别位点可知,在克隆启动子sul时,需在其A端和B端分别添加限制性内切核酸酶XhoⅠ和SapⅠ的识别序列。
②载体中的氨苄青霉素抗性基因为标记基因,表达产物可使导入基因表达载体的大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上生长,因而将重组表达载体导入大肠杆菌,置于含有氨苄青霉素的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养,可获得工程菌。
(2)改造成功的工程菌中的启动子sul中应存在可被遗传毒性物质激活的毒性响应启动子序列。基因中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因的转录,毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区,在SRR基因的前面,当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时,RNA聚合酶与该启动子结合,驱动SRR基因的转录,进而使该基因表达,表达产物可使大肠杆菌裂解。
答案:(1)①XhoⅠ和SapⅠ　②氨苄青霉素
(2)遗传毒性物质　RNA聚合酶　转录
23.人血清白蛋白(HSA)是由肝脏细胞合成的,具有重要的医用价值,原本只能从血清中提取,现利用基因工程的方法生产HSA。请结合相关知识回答下列问题。
(图甲为获取的含HSA基因的DNA片段及酶切位点;图乙是三种限制酶的识别序列;图丙为质粒结构示意图)
(1)科研人员利用人肝脏细胞中的　　　　构建出　　　　　文库,通过该方法合成的DNA含量较少,可通过PCR进行扩增获取较多的DNA分子,根据该基因的序列(5′CTAGGTCGAAATTC…TCTCCAACGATCGG3′),应选择　　　　作为PCR的引物。
A.引物Ⅰ是5′-CTAGGTCGAAATTC-3′,引物Ⅱ是5′-CCGATCGTTGGAGA-3′
B.引物Ⅰ是5′-CTAGGTCGAAATTC-3′,引物Ⅱ是5′-TCTCCAACGATCGG-3′
C.引物Ⅰ是5′-GATCCAGCTTTAAG-3′,引物Ⅱ是5′-AGAGGTTGCTAGCC-3′
D.引物Ⅰ是5′-GATCCAGCTTTAAG-3′,引物Ⅱ是5′-CCGATCGTTGGAGA-3′
为使HSA基因能与质粒正确连接,根据图甲、乙、丙,应选择限制酶
切割目的基因。
(2)PCR扩增结束后需要对PCR产物进行检测,常采用电泳的方法。PCR产物加到加样孔中,加样孔一端应朝向电极的　　　　极。电泳一段时间后进行检测,若电泳条带有　　　　条,且与DNA Marker对比,产物大小正确,表明PCR扩增成功。
(3)目的基因与质粒连接后可以导入到不同的受体细胞中进行表达。若导入到原核生物大肠杆菌中,可用CaCl2处理大肠杆菌,使之成为　　　　细胞,有利于重组质粒的导入。但由于原核细胞中缺少　　　　　　　　　　　等细胞器,不能对表达产物进行加工,可能会影响蛋白质的功能。若将重组质粒导入真核细胞,如小鼠细胞中,则可避免上述问题的产生。现利用小鼠乳腺作为生物反应器生产该蛋白,可将重组质粒通过　　　　　　　　法导入小鼠的　　　　细胞中,然后将转化的细胞进行培养,由于无法进行全体外胚胎培养,　　　　　　　成为胚胎工程中获得转基因小鼠的唯一方法。利用　　　　　　　技术检测小鼠乳腺分泌物,可以判断目的基因是否表达。
解析:(1)人血清白蛋白(HSA)主要在肝脏中合成,为了获得HSA基因,可从人体的肝脏细胞中提取mRNA,通过逆转录获得cDNA(双链),构建出cDNA文库。根据碱基互补配对原则可知,该基因的两条链序列为
5′-CTAGGTCGAAATTC…TCTCCAACGATCGG-3′、
5′-CCGATCGTTGGAGA…GAATTTCGACCTAG-3′,PCR过程需要两种引物,能分别与目的基因两条链的3′端通过碱基互补配对结合,故引物Ⅰ能与5′-GAATTTCGACCTAG-3′进行配对,为5′-CTAGGTCGAAATTC-3′;引物Ⅱ能与5′-TCTCCAACGATCGG-3′配对,为5′-CCGATCGTTGGAGA-3′,A正确,BCD错误。 限制酶Sau3AⅠ切割目的基因会破坏目的基因,故不能选择限制酶Sau3AⅠ切割目的基因。为了防止目的基因与质粒间的任意连接,应该选择Sau3AⅠ、EcoRⅠ切割质粒。Sau3AⅠ和BamHⅠ的黏性末端相同,故采用BamHⅠ、EcoRⅠ充分切割目的基因。
(2)将装有凝胶的胶托从胶盒中取出,放入电泳槽内,加样孔一端朝向负极,向电泳槽中加入电泳缓冲液,使其没过凝胶。电泳一段时间后进行检测,记录Marker每个条带的位置和相应DNA片段长度,若电泳条带有1条,且与DNA Marker对比,产物大小正确,表明PCR扩增成功。
(3)用CaCl2处理大肠杆菌,使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态,即感受态细胞,有利于重组质粒的导入。大肠杆菌为原核细胞,没有内质网、高尔基体,不能对蛋白质进行加工。将重组质粒导入动物细胞(受精卵),常采用显微注射技术。将早期胚胎通过胚胎移植技术导入雌性小鼠体内。为了检测小鼠乳腺分泌物中是否合成了人血清白蛋白(HSA),可采用抗原-抗体杂交的方法。
答案:(1) mRNA　cDNA　A　EcoRⅠ和BamHⅠ
(2)负　1
(3)感受态　内质网、高尔基体　显微注射　受精卵　胚胎移植　抗原-抗体杂交
24.B基因存在于水稻基因组中,仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计了如图所示的实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。Luc基因编码的荧光素酶能催化荧光素产生荧光。请据图回答下列问题。
(1)从水稻体细胞中提取总RNA,在　　　　酶的催化下构建　　　文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。要想快速、大量获得该B-Luc融合基因可以采用PCR技术,该技术的原理是　　　　　　,该过程中需加入模板、引物、dNTP和酶等,其中,被不断消耗的物质有　　　　　　　,dNTP的作用是　　　　　　　　　　　　。
(2)融合基因必须插入Ti质粒的　　　　中,并连接到启动子和终止子之间,其中启动子是　　　　　　　　的结合位点。图中卡那霉素抗性基因作为标记基因,用于检测　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)过程①常对农杆菌进行　　　(填物质)处理。若借助Luc基因的表达产物来完成图中第二次鉴定筛选,则具体方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)从转基因水稻植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明B基因的表达能使卵细胞　　　　　　　　　　　　　,该转基因水稻产生的所有卵细胞中不一定都含有B基因的原因有　 　 。
解析:(1)从水稻体细胞中提取总RNA,通过逆转录产生DNA,从而构建cDNA文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。PCR技术的原理是DNA的复制,该过程中需加入模板、引物、dNTP和酶等,其中,被不断消耗的物质有引物和dNTP。dNTP的作用是提供原料和能量。
(2)融合基因必须插入Ti质粒的T-DNA,并连接到启动子和终止子之间;启动子是RNA聚合酶的结合位点。图中卡那霉素抗性基因作为标记基因,用于检测B-Luc融合基因是否成功导入农杆菌细胞。
(3)过程①常对农杆菌进行CaCl2处理,使其成为感受态细胞,便于转化。因为Luc基因编码的荧光素酶能催化荧光素产生荧光,若借助Luc基因的表达产物来完成图中第二次鉴定筛选,则具体方法是检测加入荧光素的细胞中是否发出荧光。
(4)从转基因水稻植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明B基因的表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚;该转基因水稻产生的所有卵细胞中不一定都含有B基因的原因有:若B基因只整合到水稻的一条染色体上,减数分裂后只有部分的卵细胞含有B基因;转基因水稻形成卵细胞的过程中B基因发生了突变(丢失)。
答案:(1)逆转录　cDNA　DNA的复制　引物和dNTP(缺一不可)　提供原料和能量
(2) T-DNA　RNA聚合酶　B-Luc融合基因是否成功导入农杆菌细胞
(3) CaCl2　检测加入荧光素的细胞中是否发出荧光
(4)不经受精直接发育成胚　若B基因只整合到水稻的一条染色体上,减数分裂后只有部分的卵细胞含有B基因/转基因水稻形成卵细胞的过程中B基因发生了突变(丢失)
25.为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达,运用重组酶技术构建质粒。重组酶技术指的是重组酶通过识别两个DNA片段上的特定相同序列,将不同DNA片段连接,从而实现DNA重组,如图1所示。请回答下列问题。
图1
(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时,配制的两个反应体系中不同的有　　　　。PCR技术扩增循环中温度最低的步骤是　　　　,同时缓冲液中通常还需加入　　　　以激活耐高温的Taq DNA聚合酶。
(2)有关基因序列如图2。引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用　　　。
图2
A.5′-ATGGTG……CAACCA-3′
B.5′-TGGTTG……CACCAT-3′
C.5′-GACGAG……CTGCAG-3′
D.5′-CTGCAG……CTCGTC-3′
(3)运用重组酶技术构建质粒:当融合基因两侧的小段序列与线性质粒载体上某序列相同时,将其混合后,在重组酶作用下可将融合基因与质粒连接,形成环化质粒。该技术与双酶切一样可以保证融合基因与质粒的　　　　　　　,但重组效率比双酶切高,而且可以不受质粒上　　　　　　　　的限制,可以通过合理设计引物在任意位点插入融合基因。环化质粒可直接用于导入经　　　处理的大肠杆菌,完成　　　　实验。
(4)如图1所示,转化后的大肠杆菌需选择培养基进行筛选,下列叙述错误的有　 。
A.是否产生氨苄青霉素可作为筛选大肠杆菌是否转化的依据
B.转化后的大肠杆菌需培养一段时间后接种至选择培养基进行筛选
C.将梯度稀释后的菌液用接种环在培养基表面进行划线获得单菌落
D.选择培养基上常常会出现大量杂菌形成的菌落
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计,用不同菌落的质粒为模板,用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增,质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有　　　　　。
(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认,原因是




　。
解析:(1)PCR反应进行的条件:引物、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+)。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时, 配制的两个反应体系中不同的有模板(片段F1、片段F2)和引物,相同的有酶(耐高温的Taq DNA聚合酶)、dNTP(四种游离的脱氧核糖核苷酸,为DNA复制提供原料和能量)和缓冲液(其中需要Mg2+,以激活耐高温的Taq DNA聚合酶)。PCR的扩增分为三步,变性(90~95 ℃)、退火(50~60 ℃)、延伸(约72 ℃),所以温度最低的步骤是退火。
(2)从图中F2-F和F1-R的位置可以看出,二者可以碱基互补配对。选项中A和B可以互补配对,C和D也可以互补配对。F2-F的起点对应EGFP基因的中间,终点对应AnB1基因的中间,F1-R的方向则与之相反;分析选项A的序列5′-ATGGTG……CAACCA-3′,起点对应EGFP基因的起点,终点对应AnB1基因的终点,不符合题意;分析C的序列5′-GACGAG……CTGCAG-3′,起点对应EGFP基因的中间,终点对应AnB1基因的中间,符合F2-F的要求;分析D的序列5′-CTGCAG……CTCGTC-3′,起点对应AnB1基因的中间,终点对应EGFP基因的中间,符合F1-R的要求。
(3)传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶(限制酶)切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端,之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。而PCR产物片段与线性质粒载体混合后,由于PCR产物片段和线性质粒载体具有同源序列,可通过重组酶形成环化质粒。该技术与双酶切一样可以保证融合基因与质粒的正确连接(或定向连接),但重组效率比双酶切高,而且可以不受质粒上酶切位点的限制,可以通过合理设计引物在任意位点插入融合基因。环化质粒导入大肠杆菌前先用CaCl2处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,这样有利于吸收周围环境中的环化质粒,以便完成转化实验。
(4)根据图1可知,重组质粒中含有氨苄青霉素抗性基因,可作为筛选大肠杆菌是否转化的依据,A错误;为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入氨苄青霉素,培养一段时间挑选出对应的菌落进一步培养获得大量目的菌,B正确;稀释涂布平板法和平板划线法均为分离纯化细菌的方法,平板划线法获得单菌落时不用将菌液进行梯度稀释,而使用稀释涂布平板法分离纯化细菌时才需要将菌液进行梯度稀释,C错误;转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落,故不会出现大量杂菌形成的菌落,D错误。
(5)EGFP为720 bp,AnB1为390 bp,二者的总大小为720 bp+390 bp=1110 bp,用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增,其大小接近于P1、P2,根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有P3、P4。
(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小,无法确定待检测DNA分子的碱基序列,因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认。
答案:(1)模板(片段F1、片段F2)、引物　退火　Mg2+　(2)CD　(3)正确连接(或定向连接)　酶切位点　CaCl2　转化　(4)ACD　(5)P3、P4　(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小,无法确定待检测DNA分子的碱基序列
阶段检测试题(三)　基因工程、生物技术的安全与伦理B
一、选择题(本大题共20小题。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.大肠杆菌的质粒常被用来做基因工程中的载体,这主要与它的哪项优点有关(　D　)
A.具有黏性末端
B.分子呈环状,便于限制酶切割
C.对宿主细胞的生存有决定性作用
D.分子小,能自主复制,有标记基因
解析:作为载体的质粒分子小,能自主复制,且常含有标记基因,以便对重组DNA分子进行筛选。
2.下列关于生物武器的说法,错误的是(　B　)
A.生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成
B.利用炭疽杆菌无法制成生物武器
C.在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器
D.若有人以病毒作为生物武器,带来的危害将难以预估
解析:生物武器一般由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成;利用炭疽杆菌制成的生物武器,具有传染性强、致死率高、污染面广、难以防治等特点;在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物武器;病毒繁殖速度快,极易传染,且变异频率相对较高,若用病毒作为生物武器,带来的危害将难以预估。
3.PCR广泛应用于医学诊断、法医鉴定等方面。下列关于PCR过程的叙述,错误的是(　C　)
A.需加入相应引物
B.需对反应液进行离心
C.需加入ATP分子
D.需对DNA进行预变性
解析:PCR体系中需加入一对相应引物,为DNA聚合酶提供结合位点;PCR需对反应液进行离心,离心的目的是使反应液集中在离心管底部,提高反应效率;PCR技术不需要用ATP,PCR需要以dATP、dTTP、dCTP、dGTP为原料合成新的DNA链,这些原料水解会放出能量;PCR循环之前,常要进行一次预变性,预变性的目的是增加大分子模板DNA彻底变性的概率。
4. 科学家将萤火虫的荧光素和荧光酶基因转入烟草细胞,获得高水平的表达。长成的植物通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明(　D　)
①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同　②萤火虫与烟草共用一套遗传密码　③烟草体内合成了荧光素和荧光酶　④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同
A.①和③ B.②和③
C.①和④ D.①②③④
解析:科学家将萤火虫的荧光素和荧光酶基因转入烟草细胞后,相关基因需整合到烟草细胞的染色体的DNA上才能在植物体不同细胞得以表达,使植物通体光亮,说明萤火虫与烟草的DNA结构基本相同,①正确;荧光素和荧光酶基因转入烟草细胞后能成功表达,说明萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同,这两种生物共用一套遗传密码,在烟草体内合成了荧光素和荧光酶,②③④正确。
5.下列有关基因工程操作的叙述正确的是(　A　)
A.用同种限制性内切核酸酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端
B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列一定相同
C.检测到受体细胞含有目的基因标志着基因工程操作的成功
D.用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
解析:一种氨基酸可对应多个密码子,以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列可能不同。只有目的基因在受体细胞中成功表达并表现出相应性状才标志着基因工程操作的成功。用含抗生素抗性基因的质粒作为载体,是因为抗性基因作为标记基因可检测目的基因是否导入到受体细胞中。
6.研究人员通过改造大肠杆菌的相关基因,使其生成一种贻贝足丝粘蛋白(动物足部能分泌一种具有极强粘附性的蛋白),该蛋白可作为超级生物胶用于伤口和骨折愈合。下列说法错误的是(　B　)
A.该项技术利用的原理是基因重组
B.大肠杆菌可以直接合成有生物活性的贻贝足丝粘蛋白
C.可用这种生物胶封闭皮肤伤口和其他组织损伤
D.受体细胞选大肠杆菌的主要原因是因为繁殖速率快、遗传物质少
解析:该项技术属于基因工程,利用的原理是基因重组;贻贝足丝粘蛋白为分泌蛋白,大肠杆菌没有内质网和高尔基体,不能直接合成有生物活性的贻贝足丝粘蛋白;由题意可知,可用这种生物胶封闭皮肤伤口和其他组织损伤;受体细胞选大肠杆菌的主要原因是因为繁殖速率快、遗传物质少。
7.为有效防范由各类生物因子、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。以下选项中会带来生物安全风险的是(　A　)
A.将新型冠状病毒感染患者的血浆采集后注射到危重患者体内
B.试管婴儿通过基因筛查技术阻断遗传疾病的遗传
C.利用生物技术改造的工程菌获得大量的抗生素
D.克隆技术可应用到器官移植,但不能进行人体克隆
解析:新型冠状病毒感染患者的血浆中可能含有病毒,采集后是不可以直接输入到任何人身体里的;试管婴儿可以通过基因筛查技术来阻断遗传疾病的遗传,因此经过一定的技术手段可以避免安全风险;利用生物技术改造的工程菌获得大量的抗生素已经投入生产,一般不会带来生物安全风险;克隆技术可以克隆器官,用于治疗疾病,但是不能进行人体克隆。
8.哪些是基因表达载体的必需组成部分(　B　)
①启动子　②终止密码子　③标记基因　④目的基因　⑤终止子
A.①②③④ B.①③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③⑤
解析:启动子位于基因表达载体的首端,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质;终止子相当于一盏红色信号灯,使转录在所需要的地方停止下来;标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来;目的基因是基因表达载体上必须具有的结构。
9.下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述错误的是(　A　)
A.用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近
B.DNA析出过程中,用玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌
C.预冷的酒精溶液可用来溶解某些蛋白质
D.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热
解析:猪属于哺乳动物,其成熟红细胞中没有细胞核及各种细胞器,提取不到DNA,而鸡属于鸟类,其红细胞内含有细胞核与各种细胞器,DNA含量较多。
10.感受态细胞是一种经过处理处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态的细胞。下列为制备该细胞的核心步骤:①活化大肠杆菌菌种;②扩大培养菌种;③将菌液离心处理;④弃上清液后,用CaCl2使菌体悬浮;⑤离心;⑥弃上清液,再用CaCl2使菌体悬浮,待用。下列分析合理的是(　D　)
A.②中的培养基是固体培养基以便于获得单菌落
B.③中的离心速度对④中上清液的成分没有影响
C.⑤中离心的目的是为了诱导大肠杆菌细胞融合
D.制备的感受态细胞常作为基因工程的受体细胞
解析:②扩大培养菌种采用的是液体培养基;③将菌液离心处理过程中的离心速度对④中上清液的成分有影响,如果离心速度小,上清液中可能掺杂有培养物,不利于④的操作;⑤中离心的目的是为了去除CaCl2溶液;大肠杆菌可以作为基因工程的受体细胞,故制备的感受态细胞常作为基因工程的受体细胞。
11.有人认为转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”,威胁生态系统中其他生物的生存。他的依据是(　C　)
A.转入的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌杂交,形成新的病原体
B.转基因植物的抗除草剂基因,有可能通过花粉传播而进入杂草中,使杂草成为“超级
杂草”
C.科学家赋予了转基因生物某些特殊性状,增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力
D.转基因植物花粉传播的距离有限,只能在种植区以内繁殖
解析:外来物种入侵一般是由于该生物在适宜的环境和缺乏天敌的情况下能够大量繁殖,并且对当地的生物多样性产生影响。转基因生物往往是改良的品种,因而具有较强的适应能力和竞争力,很可能使当地的生物多样性受到影响。
12.如图是受损的DNA分子在人体内的自动切除、修复示意图,下列说法错误的是(　C　)
A.酶1可能是限制性内切核酸酶
B.该修复过程遵循碱基互补配对原则
C.该过程可能用到RNA聚合酶、连接酶等
D.图中的结构缺陷可能是多种原因引起的碱基错配
解析:酶1能将DNA分子切开,可能是限制性内切核酸酶;修复过程涉及碱基之间的配对,该过程遵循碱基互补配对原则;该过程可能用到DNA聚合酶、DNA连接酶等,但不会用到RNA聚合酶;图中DNA分子中的结构缺陷可能是多种原因引起的碱基错配。
13.聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述30多次循环:90 ℃以上使模板DNA变性、解链→50 ℃左右复性(引物与DNA模板链结合)→72 ℃左右引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR的叙述正确的是(　C　)
A.PCR是体外复制DNA技术,关键酶是解旋酶和DNA聚合酶
B.引物能使DNA聚合酶从它的5′端开始连接脱氧核苷酸
C.PCR技术获取和扩增目的基因时需要两种引物
D.PCR扩增DNA时,合成DNA所需的能量通过加热方式提供
解析:PCR体外复制DNA不需要解旋酶,需要耐高温的DNA聚合酶;引物能使DNA聚合酶从它的3′端开始连接脱氧核苷酸;PCR技术获取和扩增目的基因时需要两种引物,分别与目的基因一端的DNA模板链互补;解旋所需要的能量来自加热,PCR反应合成DNA时能量来源于脱氧核苷三磷酸水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量,不是加热提供的。
14.利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示,下列叙述错误的是(　A　)
A.过程①表示逆转录过程,需要解旋酶和DNA聚合酶
B.通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子
C.过程③一般用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
D.通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因得到高效表达的菌株
解析:过程①表示逆转录过程,需要逆转录酶,不需要解旋酶和DNA聚合酶;cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的,其中不含启动子,因此通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子;过程③表示将目的基因导入大肠杆菌细胞,一般用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;通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因得到高效表达的菌株。
15.大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种载体,具有氨苄青霉素抗性基因,该质粒中某限制酶的唯一切点位于LacZ基因中。在特定的选择培养基中,若LacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若LacZ基因被破坏,则菌落呈白色。下列关于如图操作的叙述正确的是(　B　)
A.试管1中应加入限制酶和DNA连接酶处理
B.试管2中将重组质粒导入大肠杆菌需用CaCl2处理
C.能在含氨苄青霉素的培养基中存活的菌落均呈现白色
D.试管3应选择蓝色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养
解析:分析题图可知,在加入试管1之前,质粒和目的基因已经被切割,故试管1中应加入DNA连接酶处理;试管2中用CaCl2处理,使大肠杆菌处于感受态,从而将重组质粒导入大肠杆菌;能在含氨苄青霉素的培养基中存活的菌落菌体内含有普通质粒或重组质粒,其菌落呈现蓝色或白色;若大肠杆菌的菌落为蓝色,则导入大肠杆菌的是普通质粒,试管3应选择白色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养。
16.下列关于基因工程的叙述正确的是(　B　)
A.若两种限制性内切核酸酶的识别序列及切割位点如图,则理论上酶Ⅱ可作用的序列种类是酶Ⅰ的4倍
B.植物甲含有A基因,其编码的蛋白质中富含赖氨酸,通过基因工程培育出含A基因的玉米植株乙自交(A基因均正常表达且不考虑变异),若其子代中富含赖氨酸的个体占15/16, 则用乙的体细胞离体培养所产生的植株100%富含赖氨酸
C.用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因需消耗8个水分子
D.DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的配对碱基连接在一起
解析:由于酶Ⅱ识别的序列包含在酶Ⅰ的识别序列之中,且酶Ⅰ的识别序列比酶Ⅱ的识别序列多两个核苷酸对,因此理论上酶Ⅱ可作用的序列种类是酶Ⅰ的4倍以上;植物甲含有A基因,其编码的蛋白质中富含赖氨酸,通过基因工程培育出含A基因的玉米植株乙自交(A基因均正常表达且不考虑变异),若其子代中富含赖氨酸的个体占15/16, 说明乙细胞的两对同源染色体上含有A基因,则用乙的体细胞离体培养所产生的植株100%富含赖氨酸;用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因需破坏4个磷酸二酯键,消耗4个水分子;DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的磷酸二酯键连接在一起。
17.我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如图),通过农杆菌转化法导入白玫瑰细胞中,获得蓝玫瑰。下列叙述错误的是(　D　)
注:PmeⅠ、BamHⅠ、SpeⅠ、SacⅠ为不同限制酶。
A.表达载体中sfp和idgS具有各自的启动子,表达相互独立
B.可利用DNA杂交技术从链霉菌的基因文库中获取sfp和idgS
C.在构建表达载体时所需的限制酶是BamH Ⅰ、Spe Ⅰ、Sac Ⅰ
D.若受体白玫瑰细胞不变蓝,则可说明sfp和idgS未成功导入
解析:分析题图可知,sfp和idgS的转录方向不同,可知表达载体中sfp的启动子和idgS的启动子不同,两者表达相互独立;获取目的基因的方法之一是利用DNA杂交技术从基因文库中获取sfp和idgS;分析题图可知,在构建表达载体时所需的限制酶是BamH Ⅰ、Spe Ⅰ、Sac Ⅰ;若受体白玫瑰细胞不变蓝,可能sfp和idgS未成功导入或成功导入但基因表达不成功。
18.我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如图所示。图中字母表示有关技术或原理,相关说法正确的是(　C　)
A.a过程的导入方法可以是农杆菌转化法
B.b过程的实质与体外受精相同,都属于有性生殖
C.c过程是让重组细胞在体外进行有丝分裂,图示情况下细胞未发生分化
D.d过程利用的是胚胎移植技术,为了提高胚胎利用率,一般可以将处于原肠胚期的胚胎分割后,再进行此过程
解析:a过程的导入方法通常是显微注射法,将目的基因导入动物细胞不能用农杆菌转化法;b过程是核移植,属于无性生殖,而体外受精是精子和卵子结合,属于有性生殖;c过程中细胞分裂的方式是有丝分裂,在培养至4~6细胞阶段的过程中,细胞未出现分化;为了提高胚胎利用率,一般选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行胚胎分割,然后进行移植。
19.转基因食品的广告充斥着我们的生活,下列广告中科学的是(　C　)
A.该转基因食品,绿色健康,对人体有百益而无一害
B.该转基因水果,只在叶片中有目的基因,水果中没有
C.此转基因食品,经过严格的安全评估,可以放心食用
D.只要转基因食品和天然食品化学本质相同就对身体无害
解析:转基因食品在走进市场前是进行过严格的安全评估的,因此“此转基因食品,经过严格的安全评估,可以放心食用”这一广告是科学的。
20.真核生物基因中编码蛋白质的序列(外显子)被一些不编码蛋白质的序列(内含子)隔开。基因的模板链在转录过程中会将外显子与内含子都转录在一条前体mRNA中,前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA。下列叙述正确的是(　C　)
A.前体mRNA合成的模板是外显子与内含子的两条链
B.成熟的mRNA只含有起始密码子,不含有终止密码子
C.以成熟mRNA为模板逆转录的DNA片段中无内含子
D.将模板链与成熟mRNA结合不能检测内含子的位置
解析:根据题意,真核生物基因包括编码区和非编码区,编码区中有内含子和外显子;前体mRNA是以含外显子与内含子的基因的一条链为模板转录而来的,前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA。根据以上分析可知,前体mRNA合成的模板是基因的一条链,此时基因中包括外显子与内含子;翻译是以成熟的mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程,因此成熟的mRNA既含有起始密码子,又含有终止密码子;前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA,因此以成熟mRNA为模板逆转录的DNA片段中无内含子;成熟的mRNA已经剪切了由内含子转录的片段,因此将模板链与成熟mRNA结合可检测内含子的位置。
二、非选择题(本题共5小题)
21.水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。
(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需的酶是　　　　　　　　　　,重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为　　　　。
(2)根据启动子的作用推测,Wx基因启动子序列的改变影响了　 ,
从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列　　　　(填“发生”或“不发生”)改变,原因是　 　 。
(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响,科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经　　　　过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA,原因是　
　。
(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示,据图推测糯性最强的品系为　　　　,原因是　

　。
解析:(1)限制性内切核酸酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开;DNA连接酶能将DNA片段拼接起来。将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶的参与。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。 (2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。Wx基因启动子序列的改变影响了RNA聚合酶与启动子的识别和结合,从而改变了Wx基因的转录水平,使直链淀粉合成酶基因的表达量改变。根据题干信息可知,基因编辑系统是对启动子序列进行定点编辑,由于编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子,所以与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列没有发生变化。(3)用提取的各品系胚乳中的总RNA合成总cDNA的过程为逆转录,需要逆转录酶的参与。由于引物能与Wx基因的cDNA特异性结合,故通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA。(4)mRNA是蛋白质合成的直接模板,根据题图分析可知,4个品系中品系3的Wx mRNA量最低,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强。
答案:(1)限制性内切核酸酶和DNA连接酶　转化
(2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合　不发生　编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子
(3)逆转录(或:反转录)　引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或:引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)
(4)品系3　品系3的Wx mRNA最少,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强
22. 赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸,而人类主要食物中的赖氨酸含量很低,利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。回答下列问题:
(1)植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平,这种调节方式属于　　　　　　　　　　。根据这种调节方式,在培养基中添加　　　　　　　　　　　　,用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞,可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体,通过培养获得再生植株。
(2)随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展,2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为:
①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展,为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通过检索　　　　　　获取其编码序列,用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接,构建出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞(BEF)。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,与BEF膜发生　　　　,表达载体最终进入细胞核,发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞,从牛卵巢获取卵母细胞,经体外培养及去核后作为　　　　　　。将两种细胞进行电融合,电融合的作用除了促进细胞融合,同时起到了　　　　重组细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至　　　　　　　　,植入代孕母牛子宫角,直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测:利用PCR技术,以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,以　　　　　　　　　　　　为阳性对照,检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测:从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞,提取总RNA,对总RNA用　　　　进行处理,以去除DNA污染,再经逆转录形成cDNA,并以此为　　　　,利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达,原因是什么 　
　。
解析:(1)负反馈调节是指在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,并且使系统工作的效果减弱或受到限制,有助于系统保持稳定。植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平,这种调节方式属于负反馈调节。如果想得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体,可在培养基中添加过量的赖氨酸类似物。
(2)①从基因文库(基因数据库)中获取目的基因:将含有某种生物的许多基因片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物不同的基因,称为基因文库。当需要某一片段时,根据目的基因的有关信息,如根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物,以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
②将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,由于细胞膜成分与之相似,因此能与BEF膜发生融合。
③去核的卵母细胞作为受体细胞时,其处于减数第二次分裂中期,因为卵母细胞中含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件,因此电融合的作用除了促进细胞融合,同时起到了激活重组细胞发育的作用。
④胚胎发育到适宜阶段可取出向受体移植。牛、羊一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段;植入代孕母牛子宫角,直至小牛出生。
⑤阳性对照:阳性对照是已知的对测量结果有影响的因素,目的是确定实验程序无误。阴性对照和阳性对照相反,排除未知变量对实验产生的不利影响。本实验以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,为了检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因,应该以转基因的BEF为阳性对照。为了除去DNA污染,可以使用DNA酶使其水解。经逆转录形成cDNA,并以此为PCR的模板进行扩增。目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达,原因是转入的是乳腺专一表达载体或启动子,此载体或启动子只在泌乳期的乳腺细胞中表达,而在牛耳组织细胞中不能表达。
答案:(1)负反馈调节　过量的赖氨酸类似物
(2)①基因文库(基因数据库)　②融合　③核受体细胞　激活　④桑葚胚或早期囊胚　⑤转基因的BEF(牛胚胎成纤维细胞)　DNA酶　(PCR的)模板　转入的是乳腺专一表达载体或启动子,此载体或启动子只在泌乳期的乳腺细胞中表达
23.脑心肌炎病毒(EMCV,RNA病毒)是引起人、猪等脑炎和心肌炎的病原体。为研制疫苗,科研人员按如图流程培育转基因酵母菌,来生产EMCV的衣壳蛋白VP1。其中,受体酵母菌是组氨酸合成缺陷型,HIS4基因表达的酶催化组氨酸的合成,G418是一种抗生素。请回答下列问题。
限制酶 EcoR Ⅰ Not Ⅰ Sal Ⅰ
识别序列和 切割位点
(1)过程①通过RT-PCR获得目的基因,需要的工具酶有　　　　　、　　　　　　　。
(2)下列3种引物中,过程①应选择的是　 。
a.5′—GGAATTCGCCACCATCCGAGTCGAAAACGCTGAA—3′
b.5′—TCGTCGACCATCGATAGCCACTCGCCTAACGCC—3′
c.5′—ATTTGCGGCCGCTCACTCTAGCATCAAGACT—3′
(3)过程③将质粒2导入大肠杆菌的目的是　　　　　　　　　　　　,该过程需要用
　　　　溶液处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞。
(4)过程⑤将质粒2线性化时结合图示可知使用的是　　　　(填限制酶),过程⑥线性DNA需整合到酵母细胞的染色体DNA中,目的基因才能　　　　　　　　　　　　。
(5)线性DNA整合到酵母细胞染色体DNA时,可能是单拷贝整合,也可能是多拷贝整合。过程⑦先将酵母菌培养在缺乏　　　　的培养基中,筛选获得导入目的基因的酵母菌;后将筛选出的酵母菌接种于含2 mg·L-1G418的培养基中进行培养,选择生长良好的酵母菌再转接到含4 mg·L-1G418的培养基中继续培养,其目的是　 。
(6)研究人员用单抗EMCV血清与酵母细胞生产的VP1蛋白进行抗原-抗体免疫反应实验,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)RT-PCR过程以RNA为模板合成DNA,需要的工具酶有逆转录酶、Taq DNA聚合酶。
(2)如图将引物中的限制酶识别序列用下划线表示出来
a:5′—GGAATTCGCCACCATCCGAGTCGAAAACGCTGAA—3′
b:5′—TCGTCGACCATCGATAGCCACTCGCCTAACGCC—3′
c:5′—ATTTGCGGCCGCTCACTCTAGCATCAAGACT—3′
a、b、c三个引物分别含EcoRⅠ、SalⅠ、NotⅠ识别位点,Sal Ⅰ 会破坏质粒的启动子,所以过程②构建基因表达载体需要使用的是EcoR Ⅰ、Not Ⅰ,所以过程①选用引物a、c。
(3)过程③将质粒2导入大肠杆菌的目的是让其在大肠杆菌中复制,该过程需要用CaCl2溶液处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞。
(4)过程⑤将质粒2线性化时结合图示可知使用的是Sal Ⅰ,其在质粒上有2个酶切位点,可以将质粒切割成直链DNA,便于与酵母菌DNA整合;过程⑥线性DNA需整合到酵母细胞的染色体DNA中,目的基因才能稳定遗传并表达。
(5)由于受体酵母菌是组氨酸合成缺陷型,HIS4基因表达的酶催化组氨酸的合成,所以过程⑦先将酵母菌培养在缺乏组氨酸的培养基中进行筛选,筛选导入目的基因的酵母菌;后将筛选出的酵母菌接种于含2 mg·L-1G418的培养基中进行培养,选择生长良好的酵母菌再转接到含4 mg·L-1G418的培养基中继续培养,由于多基因拷贝对抗生素的抗性更强,所以其目的是筛选出目的基因多拷贝整合的酵母菌。
(6)研究人员用单抗EMCV血清与酵母细胞生产的VP1蛋白进行抗原-抗体免疫反应实验,其目的是检测酵母细胞生产的VP1与EMCV的VP1的抗原性(结构)是否一致。
答案:(1)逆转录酶　Taq DNA聚合酶
(2)a、c
(3)让其在大肠杆菌中复制　CaCl2
(4)SalⅠ　稳定遗传并表达
(5)组氨酸　筛选出目的基因多拷贝整合的酵母菌
(6)检测酵母细胞生产的VP1与EMCV的VP1的抗原性(结构)是否一致
24.水稻是中国的主要粮食作物,稻米中直链淀粉的含量过多会影响米饭蒸煮时的品质和口感。研究人员利用基因工程技术,将一段DNA(片段A)插入淀粉合成酶基因(基因D)中,使之失活(失活的淀粉合成酶基因标记为基因d),从而降低了稻米中的直链淀粉含量。回答下列问题:
(1)研究人员尝试通过PCR的方法检测植物中是否导入了片段A。检测结果呈阳性,但稻米中直链淀粉含量并未显著下降,可能的原因有①引物序列长度 　　　　,导致特异性不强;②插入的片段A不位于基因D中,导致 　　　　　　　。
(2)取基因型为dd的水稻植株(N)与非转基因的水稻A、水稻B和近缘杂草C一起种植。取A、B、C的后代细胞的DNA经酶切、PCR后进行电泳,结果如图1所示:
电泳时,点样孔位于 　　　　(填“甲侧”或“乙侧”),B1条带与A1、C1不同的原因可能是　
　。
(3)在农科院的户外试验田中种植水稻N,种植方式如图2所示。在栽种区域1,应种植
　　　　(填“水稻A”或“水稻B”)。设置空白隔离区的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)科研人员对试验田周围的农田进行研究,发现农田中存在具有抗虫、抗除草剂等性状的杂草,即“超级杂草”。为了避免超级杂草的出现,在今后的转基因水稻培育过程中,你认为可以采取的措施是　　　　　　　　　　 　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)如果引物过短,则会导致引物特异性太差,出现非特异性扩增,甚至发生误把别的基因片段检测成目的片段的情况,造成假阳性。实际上A基因并未导入受体细胞,D基因仍然具有活性。插入的片段A不位于基因D中,经过PCR也可以扩增相应条带,使检测结果呈阳性,但是D基因仍然具有活性,导致稻米中直链淀粉含量并未下降。
(2)相对分子质量小的DNA移动速度要比相对分子质量大的DNA快,因此在电泳图上,小的DNA距离电泳点样孔最远,即点样孔位于甲侧。由电泳结果可知,B1中没有d基因,因此说明水稻N与水稻B之间存在生殖隔离。这种生殖隔离的具体机制可能是水稻N与水稻B之间存在杂交不亲和、水稻N的花粉在水稻B的柱头上无活性等。
(3)户外种植转基因植物,必须避免基因漂移,因此种植水稻B和设置空白隔离区,防止转基因水稻与其他植物杂交。
答案:(1)过短　基因D未失活
(2)甲侧　水稻N与水稻B之间存在生殖隔离或水稻N与水稻B之间存在杂交不亲和或水稻N的花粉在水稻B的柱头上无活性等(不能答水稻N的花粉无活性)
(3)水稻B　减少水稻N花粉传播到其他栽种区域的概率
(4)将目的基因转入到植物的叶绿体或线粒体中;培育雄性不育系,使转基因水稻的花粉只能在特定的植株上发挥作用;定点重组,将外源基因与只在叶肉细胞启动表达的启动子结合
25.通过咽拭子取样进行实时荧光RT-PCR(逆转录荧光PCR)技术检测是目前临床上诊断某种病毒感染疑似患者的常用方法。如图为RT-PCR技术的原理(数字表示步骤):PCR过程中探针和引物一起与模板结合,探针两侧分别带有荧光基团和淬灭基团(抑制荧光发出),当酶催化子链延伸至探针处时会水解探针,导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。
回答下列问题:
(1)步骤①以病毒的RNA为模板通过　　　　过程合成cDNA。
(2)引物A和引物B是根据　　　　　　　　　　　　　　　　　合成的。步骤②中探针与病毒cDNA结合,在PCR循环中称为退火阶段,一般设定温度为　　　　　　。
(3)步骤③称为　　　　阶段,在　　　　　　　　　　　酶作用下将核苷酸不断连接到2个引物的　　　　端。
(4)若监测系统检测到荧光信号,则可基本判断该检测样本为阳性,其原因是



　。
(5)该种病毒抗原检测试剂盒的检测原理是
　　　　　　　　。
解析:图中①为以RNA为模板经逆转录合成cDNA,②为以cDNA为模板进行PCR,③为PCR过程中子链延伸到探针处使探针水解。
(1)以RNA为模板合成cDNA的过程为逆转录过程。
(2)引物A和引物B是根据一段病毒的核苷酸序列合成的,以保证引物能结合到cDNA单链上进行PCR。退火阶段温度一般设定在50~60 ℃,否则会使引物不能与模板充分配对。
(3)③为PCR过程中延伸阶段,该过程中所用的聚合酶为耐高温的Taq DNA聚合酶,子链延伸方向为5′→3′,核苷酸不断连接到2个引物的3′端。
(4)若检测到荧光信号,说明荧光基团与淬灭基团发生分离,可推出样本中含有该病毒RNA,所获得的cDNA可与探针特异性结合,当引物延伸至探针处时,探针发生水解发出荧光。
(5)抗原检测试剂盒中有效成分为该病毒特异性抗体,可知其检测原理为抗原与抗体特异性结合。
答案:(1)逆转录
(2)一段病毒的核苷酸序列　50~60 ℃
(3)延伸　Taq DNA聚合　3′
(4)若检测样本中存在该病毒RNA,其逆转录产物可与探针特异性结合,在PCR过程中探针被水解而导致荧光基团与淬灭基团分离发出荧光
(5)抗原与抗体特异性结合
模块检测试题(一)
一、选择题(本大题共20小题。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.下列关于培养基的叙述,正确的是(　D　)
A.在培养霉菌时,需将培养基调至中性或弱碱性
B.倒平板时,应将皿盖放在一边,以免培养基溅到皿盖上
C.制作培养基时,灭菌后还需调pH
D.在培养乳酸菌时,要给乳酸菌创造无氧环境
解析:霉菌适宜在中性偏酸的环境中生长;倒平板时,不能将皿盖放在一边,否则容易引起杂菌污染;制作培养基时,应先调pH再灭菌;乳酸菌属于厌氧菌,在培养乳酸菌时,要给乳酸菌创造无氧环境。
2.下列关于对生物技术的安全与伦理问题的叙述错误的是(　B　)
A.我国反对生物武器及其技术和设备的扩散与使用
B.抗虫棉产生的Bt蛋白可以抵抗棉铃虫、细菌、病毒等
C.我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
D.某些转基因作物可能具有“选择优势”,致使物种呈单一化趋势
解析:我国对于生物武器采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器,并反对扩散生物武器;抗虫棉只抗虫,不抗细菌和病毒;中国准许生殖性克隆动物,但对于“克隆人”的态度是禁止生殖性克隆人(不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验);某些转基因作物作为外来品种进入自然生态系统,因具有较强“选择优势”,可能会影响植物基因库的遗传结构,淘汰原来栖息地上的物种及其他遗传资源,致使物种呈单一化趋势,造成生物数量剧减,甚至会使原有物种灭绝,导致生物多样性受到严重影响。
3.“筛选”是生物工程中常用的技术手段。下列相关叙述错误的是(　B　)
A.体细胞诱变育种时,需要筛选诱变处理后的植株,以获得新品种
B.制备单克隆抗体时,可利用选择培养基筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
C.植物体细胞杂交时,要进行杂种细胞的鉴定和筛选以及杂种植株的鉴定和选育
D.培育转基因植物时,可通过质粒上不同的标记基因对农杆菌和植物细胞进行筛选
解析:诱变育种过程中需要筛选诱变处理后的植株,以获得新品种;制备单克隆抗体时,可利用选择培养基筛选出融合的杂交瘤细胞,再进行抗体的阳性检测,筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞;植物体细胞杂交时,需要进行杂种细胞的鉴定和筛选以及杂种植株的鉴定和选育;利用农杆菌转化法培育转基因植物时,只有T-DNA可转入植物细胞的染色体上,需要在重组质粒上设计不同的标记基因对农杆菌和植物细胞进行筛选。
4.为培养“番茄-马铃薯”杂种植株,某研究小组设计了如图所示实验流程。下列叙述错误的是(　B　)
A.该技术运用了细胞膜的流动性和植物细胞全能性的原理
B.要获得完整的原生质体,①过程需在较低渗透压下进行
C.要获得“番茄-马铃薯”植株,过程②③得到的细胞、植株均需进行筛选
D.若“番茄-马铃薯”植株根部无块茎,可能是培养过程中染色体丢失或结构异常
解析:②是原生质体形成杂种细胞的过程,进行了原生质体的融合,利用了细胞膜的流动性;过程③采用了(共25张PPT)
第二、三节　我国禁止生殖性克隆人和世界范围内应全面
禁止生物武器
[学习目标]
1.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。
2.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。
3.举例说明历史上生物武器对人类造成的危害。
4.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。
知识梳理
一、生殖性克隆人面临诸多伦理问题
1.技术方面
(1)克隆技术还未成熟,成功率很低。
(2)克隆的动物在遗传上是完全 的,一种特定病毒或其他病原体的感染,可能带来严重灾难。
相同
2.伦理方面
无法保证克隆人的 。
3.生命伦理
指在生命科学研究和技术应用中应当遵循的 。生命伦理已经成为一个国际性的问题,为唤起公众对生物技术中伦理问题的关注,人们开始对相应伦理加以规范,逐渐形成了四大原则: 。
基本人权
道德标准
自主、不伤害、善行和公正
二、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.《联合国关于人的克隆宣言》要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。
2.中国政府坚持反对生殖性克隆、支持治疗性克隆的立场。
(1)治疗性克隆的目的是为了获得治疗所用的 。
(2)人的生殖性克隆违反人类繁衍的自然法则,损害人类作为自然人的尊严,引起严重的 。
克隆细胞
道德、伦理、社会和法律问题
3.设计试管婴儿又称为治疗性试管婴儿,是指在试管婴儿技术的基础上,为确保小孩具有某些长处或者避免某些缺陷,在出生以前就对他(她)的基因构成进行了选择的那一类孩子。
【易错判断】
(1)治疗性克隆是为了修复或替代受损的细胞、组织或器官,从而达到治疗疾病的目的。(　 　)
(2)使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病,属于治疗性克隆。(　 )
√
√
(3)设计试管婴儿可有目的地生出所需的孩子,对社会有利而无害,应大力推广。(　 　)
×
提示:设计试管婴儿可能造成人群中性别比例失调,有一定的社会潜在危害性,应根据目的进行规范,而不是大力推广。
(4)生殖性克隆和治疗性克隆均需要应用动物细胞培养和体细胞核移植技术。
(　 　)
√
三、生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害
1.生物武器的概念
有意识地利用 、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或牲畜等目标,以达到战争目的的一类武器。
2.生物武器的成分
一般由致病微生物、毒素、昆虫以及装载它们的容器和投掷物组成。
致病微生物
3.生物战剂
起伤害作用的 。
4.生物武器的特点
(1)具有 性,在一定条件下,生物战剂可能自行增多,影响范围越来越大,感染的人越来越多。
(2)携带和投放相对简单。
(3)研发门槛比核武器和其他高精尖常规武器要低得多,而杀伤力和破坏力相当巨大。
(4) 的杀伤。
微生物、毒素
传染
无差别
【易错判断】
(1)利用重组DNA技术制造的全新致病菌是人类从来没有接触过的致病菌,无药可医,比一般的生物武器的危害性大。( 　)
(2)生物武器包括致病微生物、毒素、放射性物质等。生物武器造价昂贵,是具有大规模杀伤性的武器。(　 　)
√
×
提示: 生物武器不包括放射性物质。生物武器相比其他大规模杀伤性武器,造价低廉。
(3)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。(　 　)
√
四、我国反对生物武器及其技术和设备的扩散
1.《禁止生物武器公约》的主要内容
缔约国在任何情况下不发展、 、不储存、 除和平用途外的微生物制剂、毒素及其武器,也不协助、鼓励或引导他国取得这类制剂、毒素及其武器;缔约国在公约生效后9个月内销毁一切这类制剂、毒素及其武器;缔约国可向联合国安理会控诉其他国家违反该公约的行为。
不生产
不取得
2.中国政府的态度
中国坚决支持禁止生物武器的主张,奉行不发展、 、不储存生物武器的政策,并反对 。
不生产
扩散生物武器
3.现代生物武器的防护
减少感染
任务突破
任务　分析生殖性克隆人面临的伦理问题
1.阅读教材相关内容,列表比较治疗性克隆和生殖性克隆。
比较项目 治疗性克隆 生殖性克隆
不 同 点 目的
处理胚 胎方式 在早期胚胎中获得胚胎干细胞,诱导胚胎干细胞分化出所需要的 获得的胚胎移植到母体的子宫内,由母体孕育出婴儿
相同点 都属于无性生殖,产生的新个体、新组织遗传信息相同
治疗人类疾病
繁殖新个体
特定细胞、组织或器官
2.阅读教材相关内容,列表比较试管婴儿与克隆人。
项目 一般过程 实质
试管 婴儿 体外受精、早期胚胎培养、 到子宫内继续发育
生殖
克隆人 将体细胞的核移植到去核的卵母细胞中,将重组细胞培养至早期胚胎移植到子宫内,逐渐发育为新个体
生殖
胚胎移植
有性
无性
3.阅读教材相关内容,列表比较试管婴儿与设计试管婴儿。
项目 试管婴儿 设计试管婴儿
技术手段 胚胎移植前,不需要进行遗传学诊断 胚胎移植前需要进行遗传学诊断
应用 主要解决 问题 用于白血病、贫血症的治疗
相同点 都需要体外受精、体外早期胚胎培养和胚胎移植等,都属于 生殖
不孕夫妇的生育
有性
[迁移应用]
1.(A9协作体高二期中)我国禁止生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆。下列叙述错误的是(　 　)
A.我国禁止生殖性克隆人是因为生殖性克隆人面临诸多伦理问题
B.治疗性克隆过程中核移植成功后,新细胞最初分裂时虽然复制了DNA,但基因转录并未开始
C.胚胎干细胞是全能干细胞,重组细胞发育成胚胎干细胞过程中细胞未分化
D.治疗性克隆解决了同种异体器官移植过程中的免疫排斥反应
C
解析:生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体,生殖性克隆会产生伦理道德等问题,我国禁止生殖性克隆人;真核生物DNA分子复制和转录不是同时进行的,治疗性克隆过程中核移植成功后,新细胞最初分裂时虽然复制了DNA,但基因转录并未开始;重组细胞发育成胚胎干细胞过程也发生了基因的选择性表达,发生了细胞分化;治疗性克隆解决了同种异体器官移植过程中的免疫排斥反应,对于器官移植的成功提供了重要保障。
2.(舟山高二月考)设计试管婴儿是在早期胚胎移入母体子宫之前,对胚胎进行遗传学诊断。下列有关叙述错误的是(　 )
A.此设计需要体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术的支持
B.培养至囊胚期,取少量的胚胎干细胞进行DNA分析鉴定
C.男方是抗维生素D佝偻病患者,女方正常的夫妇,可以筛选无遗传疾病的男胎植入母体子宫
D.该设计的成功率受配子、胚胎、子宫内膜的品质及胚胎植入的位置影响
B
解析:设计试管婴儿是在试管婴儿的基础上,为确保小孩具有某些长处或避免某些缺陷,在出生之前对其基因构成进行了选择,过程中需要体外受精、早期胚胎培养及胚胎移植等技术的支持;对胚胎进行DNA分析鉴定,应将早期胚胎培养至囊胚期,取少量滋养层细胞做DNA分析鉴定,而不是取胚胎干细胞;抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,假设该病由等位基因D/d控制,则男方患者的基因型为XDY,健康女方的基因型为XdXd,可知两者女性后代均患有抗维生素D佝偻病,男性后代正常,因此可以筛选出无遗传疾病的男胎植入母体子宫;设计试管婴儿成功率受配子、胚胎、子宫内膜的品质及胚胎植入的位置影响。
课堂小结

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