还剩6页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章基因工程第4章生物技术的安全性与伦理问题测试卷（Word版附解析）
展开
这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章基因工程第4章生物技术的安全性与伦理问题测试卷（Word版附解析），共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分 考试用时75分钟
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.下列关于基因工程的叙述,正确的是( )
A.限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用部位都是氢键
B.质粒是基因工程中常用的载体,一般属于核基因的组成成分
C.制备转基因植物,可以选叶肉细胞作为基因工程的受体细胞
D.人胰岛素基因转入大肠杆菌后,其遗传信息的传递和表达不再遵循中心法则
2.已知限制性内切核酸酶XmaⅠ和SmaⅠ的识别序列及切割位点分别为-C↓CCGGG-和-CCC↓GGG-。有关这两种酶及应用的叙述,错误的是( )
A.这两种酶作用的底物都是双链DNA分子,切开磷酸二酯键
B.这两种限制酶切割DNA分子后形成的末端不同
C.SmaⅠ切割DNA后形成的末端可用E.cli DNA连接酶连接
D.使用这两种酶时需注意控制反应温度、时间等
3.以菜花为材料提取DNA时,需将材料进行研磨,研磨液的成分常含有SDS(蛋白质变性剂)、EDTA(DNA酶抑制剂)、Tris(缓冲剂)。下列有关叙述错误的是( )
A.为了使研磨更加充分,可以先用纤维素酶处理菜花
B.SDS可以使染色体中的DNA和蛋白质分离
C.EDTA可以防止DNA被细胞中的酶水解
D.Tris可以使DNA形成白色絮状物
4.下列生物技术操作对生物遗传物质的改造,不会遗传给子代的是( )
A.用经过修饰的腺病毒作载体,将治疗遗传性囊性纤维病的正常基因转入患者组织中
B.将治疗乙型肝炎的重组人干扰素基因转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌
C.将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,经组织培养获得耐寒的番茄植株
D.将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵,培育出快速生长的转基因鲤鱼
5.基因工程应用广泛,成果丰硕。下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A.目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组后,显微注射导入乳腺细胞
B.为增加器官的来源,可对猪的器官进行改造以促进抗原决定基因的表达
C.利用发酵罐扩大培养可降解多种污染物的“超级细菌”,用于处理环境污染
D.可利用蛋白质工程对T4溶菌酶的空间结构直接进行改造,从而提高其耐热性
6.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点,下列叙述错误的是( )
A.要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
B.转基因致病菌易造成人、畜大规模死亡的原因是人、畜不会对它们产生免疫反应
C.克隆人与社会伦理有严重冲突,应禁止生殖性克隆人
D.利用转基因技术制造的新型致病菌可能让大批受感染者突然发病而又无药可医
7.反转录PCR又称逆转录PCR(RT-PCR),是以mRNA为模板进行的特殊PCR,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A.图示过程需要控制温度,否则可能得不到产物
B.RT-PCR技术中,不需已知mRNA的全部序列
C.过程③中子链沿着模板链的5'→3'方向延伸
D.RT-PCR技术可应用于是否被RNA病毒感染的检测
8.治疗性克隆有望解决供体器官短缺和器官移植出现的免疫排斥反应,如图表示治疗性克隆的部分过程。据图判断,下列说法正确的是( )
A.过程①表示细胞核移植
B.细胞A常用受精卵
C.过程②表示脱分化过程
D.胚胎干细胞不再增殖
9.下图为利用转基因技术获取绿色荧光蛋白(G)转基因行道树的过程图。下列说法错误的是( )
A.可使用微量注射器将G基因直接注入子房中获得绿色荧光蛋白转基因植物
B.目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内
C.将重组Ti质粒导入农杆菌时,一般先用钙离子处理农杆菌
D.图中利用了植物细胞全能性的原理
10.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,某基因公司生产干扰素的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.从人的淋巴细胞中提取的干扰素基因为目的基因,目的基因主要是编码蛋白质的基因
B.利用酵母菌作为工程菌生产干扰素是因为它出芽生殖,繁殖的速度快
C.分泌的干扰素需进行功能活性鉴定
D.若选用大肠杆菌作为工程菌,也可以直接获得有生物活性的干扰素
11.大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述,不正确的是( )
A.利用DNA和蛋白质在冷酒精中溶解性的差异可将DNA进一步纯化分离
B.在提取白色丝状物时双向搅拌比单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA
C.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
D.根据电泳结果,质粒上不一定含有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点,一定有限制酶Ⅲ的切割位点
12.重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板,通过多次PCR扩增,从而获得目的基因的方法。某科研团队运用重叠延伸PCR技术在水蛭素基因中的特定位点引入特定突变,使水蛭素第47位的天冬酰胺(密码子为AAC、AAU)替换为赖氨酸(密码子为AAA、AAG),从而提高水蛭素的抗凝血活性,原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需要模板、含Mg2+的缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等
B.若引物2的突变位点设计为A,则引物3的突变位点应设计为G
C.经过过程④获得的杂交DNA有2种,只有其中一种可以经过过程⑤获得目的基因
D.以过程⑤获得的目的基因为模板,可以利用引物1和引物4进行PCR
13.肿瘤坏死因子(TNF)在体内和体外均能杀死某些肿瘤细胞或抑制肿瘤细胞的增殖,科研人员欲利用基因工程的方法大量生产TNF,用于临床上疾病的治疗。已知HindⅢ、BamHⅠ、BglⅡ和PstⅠ为限制性内切核酸酶,识别的序列均不相同。下列关于基因工程中重组质粒构建的说法,正确的是( )
A.可选用PstⅠ、BglⅡ和HindⅢ、BglⅡ两种组合切割质粒和目的基因
B.可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接TNF基因和切割开的质粒
C.启动子指的就是起始密码子,可驱动TNF基因的转录过程
D.四环素抗性基因属于标记基因,便于鉴别受体细胞中是否含有目的基因
14.我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入某植物,富含赖氨酸的蛋白质编码基因的编码区共含678个碱基对(678 bp),科学家利用了XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶,并运用农杆菌转化法,将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入植物叶肉细胞,再经植物组织培养获得转基因植株,使赖氨酸的含量比对照组明显提高,如图所示是相关培育过程,下列说法正确的是( )
A.重组质粒利用SacⅠ和HindⅢ切割后能得到1 500 bp片段,则表明目的基因正确插入质粒
B.农杆菌转化法是基因工程中常用的目的基因检测手段
C.组织培养过程中,培养基需添加卡那霉素以便筛选转基因植株
D.①过程前获得的重组质粒只需要两种工具
15.基因编辑是指将外源DNA片段导入染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段,是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术。下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程,该过程中用sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点。下列相关叙述错误的是( )
A.sgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补
B.内切核酸酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键
C.根据上述处理前后生物体的功能变化,可推测B基因的功能
D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
16.相比利用大肠杆菌作受体细胞生产重组人胰岛素,用酵母菌系统生产的优点是酵母菌表达得到的胰岛素原中二硫键的结构与位置是正确的,不需要复性加工处理。下列说法正确的是( )
A.利用酵母菌生产重组人胰岛素时,质粒、噬菌体、动植物病毒均可作载体
B.构建基因表达载体时,应选用在人体胰岛B细胞中特异性表达的基因的启动子
C.酵母菌作受体细胞,其表达物的后期加工更容易,可能与其含有内质网、高尔基体有关
D.利用大肠杆菌和酵母菌来生产重组人胰岛素时都用到了发酵工程
17.为了增加牡丹花花色种类,某研究小组从其他植物中获得花色基因A,将其与Ti质粒(如图)重组,再借助农杆菌导入牡丹花中。下列说法正确的是( )
A.潮霉素抗性基因是标记基因,通过合成潮霉素用于重组DNA的筛选
B.图中EcRⅠ所识别的位点应在Ti质粒的T-DNA片段上
C.基因A进入牡丹细胞并在牡丹细胞内维持稳定和表达的过程称为转化
D.观察转基因牡丹是否表现出基因A所控制的花色是最简便的检测方法
18.荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量,其原理是在PCR反应体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当热稳定DNA聚合酶催化子链延伸至探针处时,水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。下列叙述正确的是( )
A.引物中G+C含量越高,引物与模板DNA结合的稳定性就越高
B.引物1、2之间或引物自身发生碱基互补配对,则不能有效检测
C.设计引物的目的是能够从其3'端开始连接脱氧核糖核苷酸
D.若某次PCR反应共产生52个等长DNA,则需加入6个荧光探针
19.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蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列有关叙述不正确的是( )
A.对Cry蛋白的改造是通过直接替换Cry蛋白中的氨基酸来实现的
B.Cry蛋白的毒性提高了的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构
C.改造Cry蛋白应从Cry蛋白基因的脱氧核苷酸序列出发设计其特有的结构
D.使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中不需要使用限制酶和DNA连接酶
20.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.某些转基因食品会引起过敏反应,要禁止转基因技术的应用
B.将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,可以防止基因污染
C.生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞
D.试管婴儿涉及的技术有体外受精、胚胎移植、基因组编辑
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21.(9分)人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主,接种乙型肝炎疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。请回答下列问题:
(1)血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液,用高速离心提纯血液中的乙肝病毒,之后再灭活,制成乙肝疫苗。乙肝病毒结构中的 成分是激发免疫反应的抗原。
(2)图中过程①有两种限制酶选择方案,它们分别是 或 。为了使重组质粒中目的基因正常表达,还需要插入的序列有 。
(3)获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外,还可以通过 来获得。据图可知,该目的基因的具体功能是 。
(4)用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全,试从疫苗的结构特点角度解释原因: 。
22.(17分)β-1,3-葡聚糖酶可以水解许多病原真菌细胞壁外层的β-1,3-葡聚糖和几丁质,降解真菌细胞壁,从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员在植物中克隆到β-1,3-葡聚糖酶基因(BG2)并转入苹果主栽品种,以减少苹果真菌病害、实现无公害生产。据图和所学知识回答下列问题:
(1)BG2的克隆可利用PCR技术,需要一小段能与该基因碱基序列互补配对的 作为引物,BG2在克隆前,需准备两种引物。分析两种引物序列不能互补的最可能原因: 。在体外对目的基因进行大量复制,常采用 来鉴定产物。
(2)如图为利用PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为 ,人工设计的复合启动子的作用是驱动转录和提高(增强)转录活性,它位于目的基因(BG2)的 (填“上游”或“下游”)。XbaⅠ酶切后的末端与SpeⅠ酶切后的末端能连接是因为 。用XbaⅠ、SpeⅠ、NtⅠ酶切目的基因与PATC940的优点是构建基因表达载体时,可以防止 、 以及目的基因与质粒反向连接。
(3)中国科学家独创的一种方法,将Bt基因导入棉花细胞,这种方法是 ,例如,可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入 中。研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养,以进行遗传转化。目的基因BG2将随着 转移到被侵染的细胞而进入细胞,并随其整合到该细胞的 上。
(4)在完成遗传转化后,培养基中至少要加入两种抗生素,请推测其作用分别是:一种用于杀死农杆菌,另一种用于 ,这样的培养基在微生物学上称为 。
(5)需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态,以确定目的基因是否赋予了苹果植株抗真菌特性以及 ,这属于 水平的鉴定。
23.(10分)干扰素(IFN)是一类蛋白质,它作用于靶细胞产生抗病毒作用,还具有抑制癌细胞生长和调节免疫功能等作用。用基因工程来研究和生产干扰素成为科学家努力的目标,下图为基因工程技术获取干扰素的三条途径。请回答下列问题:
(1)将IFN基因导入大肠杆菌一般先用 处理大肠杆菌;培养大肠杆菌时培养基的pH需要调至 性,调节pH需要在培养基灭菌 (填“前”或“后”)进行。
(2)将IFN基因导入水稻细胞中常用的方法为 ;图中①用到的技术为 。
(3)利用转基因牛生产干扰素时,要将IFN基因与 等调控元件重组在一起;若要得到更多的乳腺生物反应器可以对图中②获得的 阶段的早期胚胎进分割。
(4)干扰素在体外保存相当困难,为了生产出耐储存的干扰素,科学家可通过 工程获得这种新药,具体流程是 。
24.(11分)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内,进行后续处理(例如,收集植物组织器官异地妥善储存),可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力,研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导入受试植物,并检测了相关指标。回答下列问题:
(1)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需要的两种酶是 。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因,其作用是 。
(2)进行前期研究时,将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜,采用最多的方法是 。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系,采用不育株系作为实验材料的目的是 。
(3)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中,半年后测定植株干重(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知,与野生型比,转基因植株对Cd具有更强的 (填“耐性”或“富集能力”);据图2可知,对转基因植株的 进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
(4)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析,转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是 。相较于草本植物,采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于 (写出两点即可)。
25.(8分)科幻小说中有一段这样的描述:富商甲将自己的体细胞核移植到一枚去核的卵母细胞中,然后将它在体外发育成的胚胎移植到母体子宫中,最后得到了一个健康的男婴,这个男婴就是甲商人的克隆人。富商乙将自己的基因进行特定的编辑,借助设计试管婴儿技术获得下一代。结合上述信息,分析回答下列问题。
(1)甲富商获得男婴的过程属于 (填“无性生殖”或“有性生殖”)。把获得富商甲后代的过程称为 (填“治疗性”或“生殖性”)克隆,从获得水平看,做出判断的依据是 。
(2)我国政府对待生殖性克隆人的态度是 。
(3)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”个体发育的起点都是 ,两者都需进行早期胚胎培养和 ,这样看他们属于 (填“无性生殖”或“有性生殖”)。
(4)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”相比,设计试管婴儿在胚胎移植入母体前需进行 。
答案全解全析
1.C 限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键,A错误;基因工程中常用的载体是质粒,质粒是一种独立于真核细胞的细胞核或原核细胞拟核DNA之外、具有自我复制能力的环状双链DNA分子,则质粒不属于核基因的组成成分,B错误;植物细胞具有全能性,可以选择叶肉细胞作为基因工程的受体细胞,C正确;人胰岛素基因转入大肠杆菌后,其遗传信息的传递和表达仍遵循中心法则,D错误。
2.C 限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,A正确;由题干可知,这两种限制酶识别的核苷酸序列相同,但切割的位点不同,XmaⅠ切割DNA分子后产生的是黏性末端,而SmaⅠ切割DNA分子后产生的是平末端,B正确;SmaⅠ切割DNA分子后产生的是平末端,可用T4 DNA连接酶连接,E.cli DNA连接酶只能连接互补的黏性末端,C错误;酶的活性受到温度、pH等不同因素的影响,因此不同的限制酶作用所需的最适温度和时间不同,D正确。
3.D 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,用纤维素酶处理菜花可以水解细胞壁,从而使研磨更加充分,A正确。
4.A 将正常基因转入患者组织中,改变的是体细胞的基因,生殖细胞的基因没有发生改变,因此不会遗传给子代,A符合题意;含人干扰素基因的重组质粒能随大肠杆菌增殖而遗传给后代,B不符合题意;培育出的耐寒番茄植株的细胞中都含鱼的抗冻蛋白基因,能遗传给后代,C不符合题意;由含外源生长激素基因的受精卵培育出的转基因鲤鱼,细胞中都含外源生长激素基因,能遗传给后代,D不符合题意。
5.C 将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,通过显微注射导入哺乳动物受精卵,最终获得的转基因动物可以通过分泌乳汁来生产相应的药物,A错误;科学家尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造,采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,B错误;利用基因工程技术,培育可以降解多种污染物的“超级细菌”,再利用发酵罐扩大培养,可用于处理环境污染,C正确;科学家利用蛋白质工程技术,对编码T4溶菌酶的基因进行改造,从而改变了T4溶菌酶的结构,获得了耐热性高的T4溶菌酶,D错误。
6.B 转基因技术的安全性问题要靠确凿的证据和严谨的逻辑来进行思考,A正确;转基因致病菌易造成人、畜大规模死亡的原因不是人、畜不会对它们产生免疫反应,而是通过转基因技术获得的致病菌可能是人类从来没有接触过的致病菌,人类还没有找到相应的有效药物来对抗,会导致大批受感染者突然发病而又无药可医,B错误,D正确。
7.C 图示过程需要控制温度,如变性时温度需要超过90 ℃,复性时温度应控制在50 ℃左右,延伸时温度控制在72 ℃左右,A正确;RT-PCR技术中,不需要已知mRNA的全部序列,只需已知mRNA的部分序列即可,B正确;过程③中,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即子链沿着模板链的3'→5'方向延伸,C错误;RT-PCR是将RNA的反转录和cDNA的聚合酶链式反应相结合的技术,可应用于是否被RNA病毒感染的检测,D正确。
8.A 图中过程①表示细胞核移植,核移植过程中的受体细胞(细胞A)通常为去核的卵母细胞,A正确,B错误;过程②表示胚胎干细胞的分化过程,C错误;胚胎干细胞具有增殖和分化的能力,D错误。
9.A 基因工程操作中不可将目的基因直接注入受体细胞,需要将目的基因与载体结合成基因表达载体才可导入受体细胞,A错误;农杆菌侵染植物时,其质粒上的T-DNA片段可转移并整合到受体细胞染色体DNA上,所以目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内,B正确;将目的基因导入农杆菌时,需要用Ca2+处理农杆菌,使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态,C正确;题图中由某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株,为植物组织培养的过程,利用的原理是植物细胞的全能性,D正确。
10.D 在基因工程的设计和操作中,用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因,根据不同的需要,目的基因是不同的,它主要是指编码蛋白质的基因,该题中从人的淋巴细胞中提取的干扰素基因为目的基因,A正确;酵母菌分泌的干扰素需与人体内干扰素的功能活性进行比较,以确定转基因产品的功能活性与人体的相同,C正确;大肠杆菌是原核生物,无内质网、高尔基体等细胞器,无法加工合成有生物活性的干扰素,D错误。
11.B DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可利用这个特性将DNA与蛋白质分离,A正确;在提取白色丝状物时用玻璃棒轻轻单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA,B错误;DNA带负电,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,C正确;质粒的本质是环状的DNA,限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理后电泳均只得到一个条带,可能是该质粒上有一个切割位点(得到的是链状DNA),也可能没有切割位点(得到的是环状DNA),但限制酶Ⅲ切割处理后电泳得到了2个条带,故质粒上一定有限制酶Ⅲ的切割位点,D正确。
12.B 若引物2的突变位点设计为A,则目的是让基因中的碱基对A-T突变为T-A,分析如下:
根据以上分析,引物3的突变位点应设计为T,B错误;过程④获得的杂交DNA有2种,根据图示分析可知只有其中一种可以经过过程⑤获得目的基因,C正确;过程⑤获得的目的基因一条链一端能与引物1互补,另一条链一端能与引物4互补,因此可以使用引物1和引物4进行PCR,D正确。
13.D 据图可知,限制酶PstⅠ切割质粒时,会将质粒切成两段,且会破坏标记基因,因此不能选用PstⅠ、BglⅡ这一组合,A错误;不能使用DNA聚合酶连接目的基因和切割开的质粒,应使用DNA连接酶,B错误;起始密码子位于mRNA上,启动子是一段具有特殊序列结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的位点,可驱动TNF基因的转录过程,C错误。
14.A 分析题图,Ti质粒上含有3个限制酶切割位点,根据题干信息,科学家利用XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶切割Ti质粒,然后将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入Ti质粒形成重组质粒,说明富含赖氨酸的蛋白质编码基因插入的位置为图中“1 900 bp”所在位置,即用富含赖氨酸的蛋白质编码基因片段(678 bp)替代了Ti质粒中“1 900 bp”的片段,则用SacⅠ和HindⅢ切割重组质粒后,会得到822+678=1 500(bp)的片段,A正确。农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法之一,B错误。因为整合到植物细胞染色体DNA上的是Ti质粒的T-DNA片段,而卡那霉素抗性基因不在T-DNA片段上,成功导入重组质粒的植物细胞对卡那霉素无抗性,所以不能用卡那霉素筛选转基因植株,C错误。构建重组质粒需要三种工具,即限制酶、DNA连接酶、载体,D错误。
15.A 结合题干信息分析题图,用sgRNA可指引内切核酸酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割,被剪下的Ⅱ被水解,Ⅰ和Ⅲ连接形成新的B基因。观察题图sgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补,A错误。内切核酸酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键,进而将基因在某位点进行切割,B正确。B基因被编辑后,其控制的生物功能会变化,由此可推测B基因的功能,C正确。基因编辑技术存在一定的风险,使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批,D正确。
16.CD 基因工程使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,但噬菌体、动植物病毒具有专一性,利用酵母菌生产重组人胰岛素时不能用噬菌体、动植物病毒作载体,A错误;构建基因表达载体时,应选用在受体细胞中特异性表达的基因的启动子,B错误;用酵母菌作受体细胞,其细胞内含有内质网、高尔基体,更容易对目的基因表达物进行后期加工,C正确。
17.BCD 潮霉素抗性基因是标记基因,由于含有该基因的受体对潮霉素具有抗性,从而能在含有潮霉素的培养基中生存,所以可用于重组DNA的筛选,A错误;由于Ti质粒的T-DNA能够转移到受体细胞的染色体DNA上,故为保证目的基因正确表达,图中EcRⅠ所识别的位点应在Ti质粒的T-DNA片段上,B正确;基因A进入牡丹细胞并在牡丹细胞内维持稳定和表达的过程称为转化,C正确;研究小组从其他植物中获得花色基因A导入牡丹花中,若该基因成功表达,则牡丹花能表现出相应花色,故观察转基因牡丹是否表现出基因A所控制的花色是最简便的检测方法,D正确。
18.ABC C和G之间由三个氢键连接,A和T之间由两个氢键连接,引物中G+C的含量越高,引物与模板DNA结合的稳定性就越高,A正确。如果引物1和引物2互补或引物自身发生碱基互补配对,那这两种引物或引物自身就会结合到一起,无法再和模板结合,则不能做到有效检测,B正确。引物为一段短单链核苷酸序列,引物与DNA模板链结合后,能够从引物3'端开始连接脱氧核糖核苷酸合成子链,C正确。循环n(n>2)次之后,PCR体系中,含脱氧核苷酸链等长的DNA分子数为2n-2n,若某次PCR反应共产生52个等长的DNA,则共循环了6次,共消耗了26-1=63(对)引物;根据扩增过程可知,每利用一对引物延伸一次,就水解探针一个,则至少需加入63个荧光探针,D错误。
19.ACD 对Cry蛋白的改造是通过改造相关基因来实现的,A错误;蛋白质的结构决定功能,Cry蛋白的毒性提高了的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构,B正确;改造Cry蛋白应从Cry蛋白的功能出发设计其特有的结构,C错误;蛋白质工程的基础是基因工程,故使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中需要使用限制酶和DNA连接酶,D错误。
20.ACD 转基因食品中,只要有证据表明某产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用,A错误。将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏而使花粉失活,因此可以防止转基因花粉的传播,B正确。生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体;治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用它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,C错误。试管婴儿涉及的技术主要是体外受精和胚胎移植,不涉及基因组编辑,D错误。
21.答案 (除标注外,每空1分)(1)蛋白质
(2)只用BamHⅠ 同时用EcRⅠ和BamHⅠ 启动子和终止子
(3)PCR技术扩增 指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成
(4)研制血源性疫苗需灭活乙肝病毒,即破坏乙肝病毒的核酸结构,灭活不成功则会导致接种者患病;而基因工程疫苗不含核酸,其中起作用的是蛋白质,不会引发病毒增殖和感染(3分)
解析 (1)乙肝病毒结构包括核酸和蛋白质外壳,在作为疫苗时能与相应抗体特异性结合的是蛋白质外壳,即蛋白质是激发免疫反应的抗原。(2)构建基因表达载体时,为保持目的基因的完整性,可只选用限制酶BamHⅠ同时切割目的基因和质粒,也可用EcRⅠ和BamHⅠ两种限制酶切割目的基因和质粒。(3)若要迅速获取大量的目的基因,常用PCR技术扩增。根据图中③目的基因在大肠杆菌细胞中表达,最终产生乙肝病毒外壳,可知该目的基因的具体功能是指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成。
22.答案 (除标注外,每空1分)(1)短单链核酸 PCR过程中,若复性时两种引物通过碱基序列互补配对形成双链,则DNA模板链缺少引物结合,不能得到目的基因产物(2分) 琼脂糖凝胶电泳
(2)DNA连接酶 上游 XbaⅠ与SpeⅠ酶切后的黏性末端相同 Ti质粒自身环化 目的基因自身环化
(3)花粉管通道法 子房 T-DNA 染色体DNA
(4)筛选成功转化质粒的细胞(组织)(或检测目的基因是否导入受体细胞) 选择培养基
(5)抗性的程度 个体生物学
解析 (1)利用PCR技术扩增目的基因时,需要一小段能与该基因(BG2)碱基序列互补配对的短单链核酸作为引物,且需要准备两种引物。PCR过程中,如果两种引物序列互补,复性时,引物可与引物结合,DNA模板链没有引物结合就不能得到子链,进而得不到目的基因产物。(2)题图中右下处的酶能构建BG2抗病质粒,将目的基因和质粒连接起来,故该酶为DNA连接酶。启动子位于目的基因(BG2)上游,是RNA聚合酶识别与结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA。进行双酶切可以防止Ti质粒自身环化、目的基因自身环化以及目的基因与质粒反向连接。(4)在完成遗传转化后,选择培养基中至少要加入两种抗生素,一种用于杀死农杆菌,另一种用于检测含有目的基因的质粒是否成功转入受体细胞,筛选成功转化质粒的细胞(组织)。(5)转基因苹果植株能产生β-1,3-葡聚糖酶,从而抑制真菌的生长与繁殖,需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态,以确定目的基因是否赋予了苹果植株抗真菌特性以及抗性的程度,这是从个体生物学水平进行的鉴定。
23.答案 (除标注外,每空1分)(1)Ca2+ 中性或弱碱 前
(2)农杆菌转化法 植物组织培养
(3)乳腺中特异表达的基因的启动子 桑葚胚或囊胚
(4)蛋白质 根据已知的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列→改造IFN基因或合成新IFN基因→构建新IFN基因表达载体→导入受体细胞→生产耐储存的干扰素(2分)
解析 (1)将目的基因导入大肠杆菌等微生物之前需要先用Ca2+处理,使其处于感受态;培养大肠杆菌等细菌时培养基的pH需要调至中性或弱碱性;为避免杂菌污染,调节pH需要在培养基灭菌前进行。(3)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,用于驱动基因的转录,在利用转基因牛生产干扰素时,需要将IFN基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起;胚胎分割时的分割对象是桑葚胚或囊胚。(4)蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求,为了生产出耐储存的干扰素,科学家可通过蛋白质工程获得这种新药。
24.答案 (除标注外,每空1分)(1)限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶 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(2分)
(2)农杆菌转化法 防止YCF1基因随花粉扩散,给生态系统带来风险
(3)耐性 叶
(4)转基因杨树液泡膜上的Cd转运蛋白可将细胞质基质中的Cd转运至液泡储存,降低Cd对细胞代谢的影响(2分) 乔木比草本植物生物量大,且与外界物质交换能力强(2分)
解析 (1)构建基因表达载体时需要用限制酶切割DNA分子和质粒,然后用DNA连接酶使获取的目的基因与质粒连接起来。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,以便筛选出含有目的基因的细胞。(2)将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法等,其中农杆菌转化法是将目的基因导入双子叶植物最常用的方法;不育株系可以防止YCF1基因随花粉在生态系统中扩散。(3)据图1可知,转基因植株的干重比野生型的大,表明转基因植株对Cd具有更强的耐性;据图2可知,根、茎、叶中,叶片对Cd的富集作用最强,所以对叶进行后续处理对缓解土壤Cd污染最为有效。
25.答案 (每空1分)(1)无性生殖 生殖性 该过程从个体水平来获得人的复制品
(2)不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
(3)受精卵 胚胎移植 有性生殖
(4)遗传学诊断
解析 (1)富商甲将自己的体细胞核移植到一枚去核的卵母细胞中,然后将它在体外发育成的胚胎移植到母体子宫中,最后得到了一个健康的男婴,该过程属于无性生殖;获得富商甲后代的过程是从个体水平来获得人的复制品,属于生殖性克隆。(3)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”个体发育的起点都是受精卵,属于有性生殖,两者都需进行早期胚胎培养和胚胎移植。
1.C
2.C
3.D
4.A
5.C
6.B
7.C
8.A
9.A
10.D
11.B
12.B
13.D
14.A
15.A
16.CD
17.BCD
18.ABC
19.ACD
20.ACD
SDS
蛋白质变性剂,可使蛋白质结构变得松散,使染色体中的DNA和蛋白质分离,B正确
EDTA
DNA酶抑制剂,可防止DNA被细胞中的DNA酶水解,C正确
Tris
缓冲剂,可调节溶液的pH,D错误
全卷满分100分 考试用时75分钟
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.下列关于基因工程的叙述,正确的是( )
A.限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用部位都是氢键
B.质粒是基因工程中常用的载体,一般属于核基因的组成成分
C.制备转基因植物,可以选叶肉细胞作为基因工程的受体细胞
D.人胰岛素基因转入大肠杆菌后,其遗传信息的传递和表达不再遵循中心法则
2.已知限制性内切核酸酶XmaⅠ和SmaⅠ的识别序列及切割位点分别为-C↓CCGGG-和-CCC↓GGG-。有关这两种酶及应用的叙述,错误的是( )
A.这两种酶作用的底物都是双链DNA分子,切开磷酸二酯键
B.这两种限制酶切割DNA分子后形成的末端不同
C.SmaⅠ切割DNA后形成的末端可用E.cli DNA连接酶连接
D.使用这两种酶时需注意控制反应温度、时间等
3.以菜花为材料提取DNA时,需将材料进行研磨,研磨液的成分常含有SDS(蛋白质变性剂)、EDTA(DNA酶抑制剂)、Tris(缓冲剂)。下列有关叙述错误的是( )
A.为了使研磨更加充分,可以先用纤维素酶处理菜花
B.SDS可以使染色体中的DNA和蛋白质分离
C.EDTA可以防止DNA被细胞中的酶水解
D.Tris可以使DNA形成白色絮状物
4.下列生物技术操作对生物遗传物质的改造,不会遗传给子代的是( )
A.用经过修饰的腺病毒作载体,将治疗遗传性囊性纤维病的正常基因转入患者组织中
B.将治疗乙型肝炎的重组人干扰素基因转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌
C.将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,经组织培养获得耐寒的番茄植株
D.将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵,培育出快速生长的转基因鲤鱼
5.基因工程应用广泛,成果丰硕。下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A.目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组后,显微注射导入乳腺细胞
B.为增加器官的来源,可对猪的器官进行改造以促进抗原决定基因的表达
C.利用发酵罐扩大培养可降解多种污染物的“超级细菌”,用于处理环境污染
D.可利用蛋白质工程对T4溶菌酶的空间结构直接进行改造,从而提高其耐热性
6.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点,下列叙述错误的是( )
A.要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
B.转基因致病菌易造成人、畜大规模死亡的原因是人、畜不会对它们产生免疫反应
C.克隆人与社会伦理有严重冲突,应禁止生殖性克隆人
D.利用转基因技术制造的新型致病菌可能让大批受感染者突然发病而又无药可医
7.反转录PCR又称逆转录PCR(RT-PCR),是以mRNA为模板进行的特殊PCR,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A.图示过程需要控制温度,否则可能得不到产物
B.RT-PCR技术中,不需已知mRNA的全部序列
C.过程③中子链沿着模板链的5'→3'方向延伸
D.RT-PCR技术可应用于是否被RNA病毒感染的检测
8.治疗性克隆有望解决供体器官短缺和器官移植出现的免疫排斥反应,如图表示治疗性克隆的部分过程。据图判断,下列说法正确的是( )
A.过程①表示细胞核移植
B.细胞A常用受精卵
C.过程②表示脱分化过程
D.胚胎干细胞不再增殖
9.下图为利用转基因技术获取绿色荧光蛋白(G)转基因行道树的过程图。下列说法错误的是( )
A.可使用微量注射器将G基因直接注入子房中获得绿色荧光蛋白转基因植物
B.目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内
C.将重组Ti质粒导入农杆菌时,一般先用钙离子处理农杆菌
D.图中利用了植物细胞全能性的原理
10.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,某基因公司生产干扰素的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.从人的淋巴细胞中提取的干扰素基因为目的基因,目的基因主要是编码蛋白质的基因
B.利用酵母菌作为工程菌生产干扰素是因为它出芽生殖,繁殖的速度快
C.分泌的干扰素需进行功能活性鉴定
D.若选用大肠杆菌作为工程菌,也可以直接获得有生物活性的干扰素
11.大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述,不正确的是( )
A.利用DNA和蛋白质在冷酒精中溶解性的差异可将DNA进一步纯化分离
B.在提取白色丝状物时双向搅拌比单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA
C.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
D.根据电泳结果,质粒上不一定含有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点,一定有限制酶Ⅲ的切割位点
12.重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板,通过多次PCR扩增,从而获得目的基因的方法。某科研团队运用重叠延伸PCR技术在水蛭素基因中的特定位点引入特定突变,使水蛭素第47位的天冬酰胺(密码子为AAC、AAU)替换为赖氨酸(密码子为AAA、AAG),从而提高水蛭素的抗凝血活性,原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需要模板、含Mg2+的缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等
B.若引物2的突变位点设计为A,则引物3的突变位点应设计为G
C.经过过程④获得的杂交DNA有2种,只有其中一种可以经过过程⑤获得目的基因
D.以过程⑤获得的目的基因为模板,可以利用引物1和引物4进行PCR
13.肿瘤坏死因子(TNF)在体内和体外均能杀死某些肿瘤细胞或抑制肿瘤细胞的增殖,科研人员欲利用基因工程的方法大量生产TNF,用于临床上疾病的治疗。已知HindⅢ、BamHⅠ、BglⅡ和PstⅠ为限制性内切核酸酶,识别的序列均不相同。下列关于基因工程中重组质粒构建的说法,正确的是( )
A.可选用PstⅠ、BglⅡ和HindⅢ、BglⅡ两种组合切割质粒和目的基因
B.可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接TNF基因和切割开的质粒
C.启动子指的就是起始密码子,可驱动TNF基因的转录过程
D.四环素抗性基因属于标记基因,便于鉴别受体细胞中是否含有目的基因
14.我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入某植物,富含赖氨酸的蛋白质编码基因的编码区共含678个碱基对(678 bp),科学家利用了XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶,并运用农杆菌转化法,将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入植物叶肉细胞,再经植物组织培养获得转基因植株,使赖氨酸的含量比对照组明显提高,如图所示是相关培育过程,下列说法正确的是( )
A.重组质粒利用SacⅠ和HindⅢ切割后能得到1 500 bp片段,则表明目的基因正确插入质粒
B.农杆菌转化法是基因工程中常用的目的基因检测手段
C.组织培养过程中,培养基需添加卡那霉素以便筛选转基因植株
D.①过程前获得的重组质粒只需要两种工具
15.基因编辑是指将外源DNA片段导入染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段,是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术。下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程,该过程中用sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点。下列相关叙述错误的是( )
A.sgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补
B.内切核酸酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键
C.根据上述处理前后生物体的功能变化,可推测B基因的功能
D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
16.相比利用大肠杆菌作受体细胞生产重组人胰岛素,用酵母菌系统生产的优点是酵母菌表达得到的胰岛素原中二硫键的结构与位置是正确的,不需要复性加工处理。下列说法正确的是( )
A.利用酵母菌生产重组人胰岛素时,质粒、噬菌体、动植物病毒均可作载体
B.构建基因表达载体时,应选用在人体胰岛B细胞中特异性表达的基因的启动子
C.酵母菌作受体细胞,其表达物的后期加工更容易,可能与其含有内质网、高尔基体有关
D.利用大肠杆菌和酵母菌来生产重组人胰岛素时都用到了发酵工程
17.为了增加牡丹花花色种类,某研究小组从其他植物中获得花色基因A,将其与Ti质粒(如图)重组,再借助农杆菌导入牡丹花中。下列说法正确的是( )
A.潮霉素抗性基因是标记基因,通过合成潮霉素用于重组DNA的筛选
B.图中EcRⅠ所识别的位点应在Ti质粒的T-DNA片段上
C.基因A进入牡丹细胞并在牡丹细胞内维持稳定和表达的过程称为转化
D.观察转基因牡丹是否表现出基因A所控制的花色是最简便的检测方法
18.荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量,其原理是在PCR反应体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当热稳定DNA聚合酶催化子链延伸至探针处时,水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成。下列叙述正确的是( )
A.引物中G+C含量越高,引物与模板DNA结合的稳定性就越高
B.引物1、2之间或引物自身发生碱基互补配对,则不能有效检测
C.设计引物的目的是能够从其3'端开始连接脱氧核糖核苷酸
D.若某次PCR反应共产生52个等长DNA,则需加入6个荧光探针
19.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蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列有关叙述不正确的是( )
A.对Cry蛋白的改造是通过直接替换Cry蛋白中的氨基酸来实现的
B.Cry蛋白的毒性提高了的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构
C.改造Cry蛋白应从Cry蛋白基因的脱氧核苷酸序列出发设计其特有的结构
D.使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中不需要使用限制酶和DNA连接酶
20.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.某些转基因食品会引起过敏反应,要禁止转基因技术的应用
B.将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,可以防止基因污染
C.生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞
D.试管婴儿涉及的技术有体外受精、胚胎移植、基因组编辑
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21.(9分)人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主,接种乙型肝炎疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。请回答下列问题:
(1)血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液,用高速离心提纯血液中的乙肝病毒,之后再灭活,制成乙肝疫苗。乙肝病毒结构中的 成分是激发免疫反应的抗原。
(2)图中过程①有两种限制酶选择方案,它们分别是 或 。为了使重组质粒中目的基因正常表达,还需要插入的序列有 。
(3)获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外,还可以通过 来获得。据图可知,该目的基因的具体功能是 。
(4)用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全,试从疫苗的结构特点角度解释原因: 。
22.(17分)β-1,3-葡聚糖酶可以水解许多病原真菌细胞壁外层的β-1,3-葡聚糖和几丁质,降解真菌细胞壁,从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员在植物中克隆到β-1,3-葡聚糖酶基因(BG2)并转入苹果主栽品种,以减少苹果真菌病害、实现无公害生产。据图和所学知识回答下列问题:
(1)BG2的克隆可利用PCR技术,需要一小段能与该基因碱基序列互补配对的 作为引物,BG2在克隆前,需准备两种引物。分析两种引物序列不能互补的最可能原因: 。在体外对目的基因进行大量复制,常采用 来鉴定产物。
(2)如图为利用PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为 ,人工设计的复合启动子的作用是驱动转录和提高(增强)转录活性,它位于目的基因(BG2)的 (填“上游”或“下游”)。XbaⅠ酶切后的末端与SpeⅠ酶切后的末端能连接是因为 。用XbaⅠ、SpeⅠ、NtⅠ酶切目的基因与PATC940的优点是构建基因表达载体时,可以防止 、 以及目的基因与质粒反向连接。
(3)中国科学家独创的一种方法,将Bt基因导入棉花细胞,这种方法是 ,例如,可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入 中。研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养,以进行遗传转化。目的基因BG2将随着 转移到被侵染的细胞而进入细胞,并随其整合到该细胞的 上。
(4)在完成遗传转化后,培养基中至少要加入两种抗生素,请推测其作用分别是:一种用于杀死农杆菌,另一种用于 ,这样的培养基在微生物学上称为 。
(5)需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态,以确定目的基因是否赋予了苹果植株抗真菌特性以及 ,这属于 水平的鉴定。
23.(10分)干扰素(IFN)是一类蛋白质,它作用于靶细胞产生抗病毒作用,还具有抑制癌细胞生长和调节免疫功能等作用。用基因工程来研究和生产干扰素成为科学家努力的目标,下图为基因工程技术获取干扰素的三条途径。请回答下列问题:
(1)将IFN基因导入大肠杆菌一般先用 处理大肠杆菌;培养大肠杆菌时培养基的pH需要调至 性,调节pH需要在培养基灭菌 (填“前”或“后”)进行。
(2)将IFN基因导入水稻细胞中常用的方法为 ;图中①用到的技术为 。
(3)利用转基因牛生产干扰素时,要将IFN基因与 等调控元件重组在一起;若要得到更多的乳腺生物反应器可以对图中②获得的 阶段的早期胚胎进分割。
(4)干扰素在体外保存相当困难,为了生产出耐储存的干扰素,科学家可通过 工程获得这种新药,具体流程是 。
24.(11分)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内,进行后续处理(例如,收集植物组织器官异地妥善储存),可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力,研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导入受试植物,并检测了相关指标。回答下列问题:
(1)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需要的两种酶是 。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因,其作用是 。
(2)进行前期研究时,将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜,采用最多的方法是 。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系,采用不育株系作为实验材料的目的是 。
(3)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中,半年后测定植株干重(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知,与野生型比,转基因植株对Cd具有更强的 (填“耐性”或“富集能力”);据图2可知,对转基因植株的 进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
(4)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析,转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是 。相较于草本植物,采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于 (写出两点即可)。
25.(8分)科幻小说中有一段这样的描述:富商甲将自己的体细胞核移植到一枚去核的卵母细胞中,然后将它在体外发育成的胚胎移植到母体子宫中,最后得到了一个健康的男婴,这个男婴就是甲商人的克隆人。富商乙将自己的基因进行特定的编辑,借助设计试管婴儿技术获得下一代。结合上述信息,分析回答下列问题。
(1)甲富商获得男婴的过程属于 (填“无性生殖”或“有性生殖”)。把获得富商甲后代的过程称为 (填“治疗性”或“生殖性”)克隆,从获得水平看,做出判断的依据是 。
(2)我国政府对待生殖性克隆人的态度是 。
(3)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”个体发育的起点都是 ,两者都需进行早期胚胎培养和 ,这样看他们属于 (填“无性生殖”或“有性生殖”)。
(4)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”相比,设计试管婴儿在胚胎移植入母体前需进行 。
答案全解全析
1.C 限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键,A错误;基因工程中常用的载体是质粒,质粒是一种独立于真核细胞的细胞核或原核细胞拟核DNA之外、具有自我复制能力的环状双链DNA分子,则质粒不属于核基因的组成成分,B错误;植物细胞具有全能性,可以选择叶肉细胞作为基因工程的受体细胞,C正确;人胰岛素基因转入大肠杆菌后,其遗传信息的传递和表达仍遵循中心法则,D错误。
2.C 限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,A正确;由题干可知,这两种限制酶识别的核苷酸序列相同,但切割的位点不同,XmaⅠ切割DNA分子后产生的是黏性末端,而SmaⅠ切割DNA分子后产生的是平末端,B正确;SmaⅠ切割DNA分子后产生的是平末端,可用T4 DNA连接酶连接,E.cli DNA连接酶只能连接互补的黏性末端,C错误;酶的活性受到温度、pH等不同因素的影响,因此不同的限制酶作用所需的最适温度和时间不同,D正确。
3.D 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,用纤维素酶处理菜花可以水解细胞壁,从而使研磨更加充分,A正确。
4.A 将正常基因转入患者组织中,改变的是体细胞的基因,生殖细胞的基因没有发生改变,因此不会遗传给子代,A符合题意;含人干扰素基因的重组质粒能随大肠杆菌增殖而遗传给后代,B不符合题意;培育出的耐寒番茄植株的细胞中都含鱼的抗冻蛋白基因,能遗传给后代,C不符合题意;由含外源生长激素基因的受精卵培育出的转基因鲤鱼,细胞中都含外源生长激素基因,能遗传给后代,D不符合题意。
5.C 将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,通过显微注射导入哺乳动物受精卵,最终获得的转基因动物可以通过分泌乳汁来生产相应的药物,A错误;科学家尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造,采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,B错误;利用基因工程技术,培育可以降解多种污染物的“超级细菌”,再利用发酵罐扩大培养,可用于处理环境污染,C正确;科学家利用蛋白质工程技术,对编码T4溶菌酶的基因进行改造,从而改变了T4溶菌酶的结构,获得了耐热性高的T4溶菌酶,D错误。
6.B 转基因技术的安全性问题要靠确凿的证据和严谨的逻辑来进行思考,A正确;转基因致病菌易造成人、畜大规模死亡的原因不是人、畜不会对它们产生免疫反应,而是通过转基因技术获得的致病菌可能是人类从来没有接触过的致病菌,人类还没有找到相应的有效药物来对抗,会导致大批受感染者突然发病而又无药可医,B错误,D正确。
7.C 图示过程需要控制温度,如变性时温度需要超过90 ℃,复性时温度应控制在50 ℃左右,延伸时温度控制在72 ℃左右,A正确;RT-PCR技术中,不需要已知mRNA的全部序列,只需已知mRNA的部分序列即可,B正确;过程③中,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即子链沿着模板链的3'→5'方向延伸,C错误;RT-PCR是将RNA的反转录和cDNA的聚合酶链式反应相结合的技术,可应用于是否被RNA病毒感染的检测,D正确。
8.A 图中过程①表示细胞核移植,核移植过程中的受体细胞(细胞A)通常为去核的卵母细胞,A正确,B错误;过程②表示胚胎干细胞的分化过程,C错误;胚胎干细胞具有增殖和分化的能力,D错误。
9.A 基因工程操作中不可将目的基因直接注入受体细胞,需要将目的基因与载体结合成基因表达载体才可导入受体细胞,A错误;农杆菌侵染植物时,其质粒上的T-DNA片段可转移并整合到受体细胞染色体DNA上,所以目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内,B正确;将目的基因导入农杆菌时,需要用Ca2+处理农杆菌,使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态,C正确;题图中由某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株,为植物组织培养的过程,利用的原理是植物细胞的全能性,D正确。
10.D 在基因工程的设计和操作中,用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因,根据不同的需要,目的基因是不同的,它主要是指编码蛋白质的基因,该题中从人的淋巴细胞中提取的干扰素基因为目的基因,A正确;酵母菌分泌的干扰素需与人体内干扰素的功能活性进行比较,以确定转基因产品的功能活性与人体的相同,C正确;大肠杆菌是原核生物,无内质网、高尔基体等细胞器,无法加工合成有生物活性的干扰素,D错误。
11.B DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可利用这个特性将DNA与蛋白质分离,A正确;在提取白色丝状物时用玻璃棒轻轻单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA,B错误;DNA带负电,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,C正确;质粒的本质是环状的DNA,限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理后电泳均只得到一个条带,可能是该质粒上有一个切割位点(得到的是链状DNA),也可能没有切割位点(得到的是环状DNA),但限制酶Ⅲ切割处理后电泳得到了2个条带,故质粒上一定有限制酶Ⅲ的切割位点,D正确。
12.B 若引物2的突变位点设计为A,则目的是让基因中的碱基对A-T突变为T-A,分析如下:
根据以上分析,引物3的突变位点应设计为T,B错误;过程④获得的杂交DNA有2种,根据图示分析可知只有其中一种可以经过过程⑤获得目的基因,C正确;过程⑤获得的目的基因一条链一端能与引物1互补,另一条链一端能与引物4互补,因此可以使用引物1和引物4进行PCR,D正确。
13.D 据图可知,限制酶PstⅠ切割质粒时,会将质粒切成两段,且会破坏标记基因,因此不能选用PstⅠ、BglⅡ这一组合,A错误;不能使用DNA聚合酶连接目的基因和切割开的质粒,应使用DNA连接酶,B错误;起始密码子位于mRNA上,启动子是一段具有特殊序列结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的位点,可驱动TNF基因的转录过程,C错误。
14.A 分析题图,Ti质粒上含有3个限制酶切割位点,根据题干信息,科学家利用XbaⅠ和SacⅠ两种限制酶切割Ti质粒,然后将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入Ti质粒形成重组质粒,说明富含赖氨酸的蛋白质编码基因插入的位置为图中“1 900 bp”所在位置,即用富含赖氨酸的蛋白质编码基因片段(678 bp)替代了Ti质粒中“1 900 bp”的片段,则用SacⅠ和HindⅢ切割重组质粒后,会得到822+678=1 500(bp)的片段,A正确。农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法之一,B错误。因为整合到植物细胞染色体DNA上的是Ti质粒的T-DNA片段,而卡那霉素抗性基因不在T-DNA片段上,成功导入重组质粒的植物细胞对卡那霉素无抗性,所以不能用卡那霉素筛选转基因植株,C错误。构建重组质粒需要三种工具,即限制酶、DNA连接酶、载体,D错误。
15.A 结合题干信息分析题图,用sgRNA可指引内切核酸酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割,被剪下的Ⅱ被水解,Ⅰ和Ⅲ连接形成新的B基因。观察题图sgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补,A错误。内切核酸酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键,进而将基因在某位点进行切割,B正确。B基因被编辑后,其控制的生物功能会变化,由此可推测B基因的功能,C正确。基因编辑技术存在一定的风险,使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批,D正确。
16.CD 基因工程使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,但噬菌体、动植物病毒具有专一性,利用酵母菌生产重组人胰岛素时不能用噬菌体、动植物病毒作载体,A错误;构建基因表达载体时,应选用在受体细胞中特异性表达的基因的启动子,B错误;用酵母菌作受体细胞,其细胞内含有内质网、高尔基体,更容易对目的基因表达物进行后期加工,C正确。
17.BCD 潮霉素抗性基因是标记基因,由于含有该基因的受体对潮霉素具有抗性,从而能在含有潮霉素的培养基中生存,所以可用于重组DNA的筛选,A错误;由于Ti质粒的T-DNA能够转移到受体细胞的染色体DNA上,故为保证目的基因正确表达,图中EcRⅠ所识别的位点应在Ti质粒的T-DNA片段上,B正确;基因A进入牡丹细胞并在牡丹细胞内维持稳定和表达的过程称为转化,C正确;研究小组从其他植物中获得花色基因A导入牡丹花中,若该基因成功表达,则牡丹花能表现出相应花色,故观察转基因牡丹是否表现出基因A所控制的花色是最简便的检测方法,D正确。
18.ABC C和G之间由三个氢键连接,A和T之间由两个氢键连接,引物中G+C的含量越高,引物与模板DNA结合的稳定性就越高,A正确。如果引物1和引物2互补或引物自身发生碱基互补配对,那这两种引物或引物自身就会结合到一起,无法再和模板结合,则不能做到有效检测,B正确。引物为一段短单链核苷酸序列,引物与DNA模板链结合后,能够从引物3'端开始连接脱氧核糖核苷酸合成子链,C正确。循环n(n>2)次之后,PCR体系中,含脱氧核苷酸链等长的DNA分子数为2n-2n,若某次PCR反应共产生52个等长的DNA,则共循环了6次,共消耗了26-1=63(对)引物;根据扩增过程可知,每利用一对引物延伸一次,就水解探针一个,则至少需加入63个荧光探针,D错误。
19.ACD 对Cry蛋白的改造是通过改造相关基因来实现的,A错误;蛋白质的结构决定功能,Cry蛋白的毒性提高了的原因可能是改变了该蛋白质的空间结构,B正确;改造Cry蛋白应从Cry蛋白的功能出发设计其特有的结构,C错误;蛋白质工程的基础是基因工程,故使用蛋白质工程改造Cry蛋白过程中需要使用限制酶和DNA连接酶,D错误。
20.ACD 转基因食品中,只要有证据表明某产品有害,就应该禁止该产品的使用,而不是禁止转基因技术的应用,A错误。将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏而使花粉失活,因此可以防止转基因花粉的传播,B正确。生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体;治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用它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,C错误。试管婴儿涉及的技术主要是体外受精和胚胎移植,不涉及基因组编辑,D错误。
21.答案 (除标注外,每空1分)(1)蛋白质
(2)只用BamHⅠ 同时用EcRⅠ和BamHⅠ 启动子和终止子
(3)PCR技术扩增 指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成
(4)研制血源性疫苗需灭活乙肝病毒,即破坏乙肝病毒的核酸结构,灭活不成功则会导致接种者患病;而基因工程疫苗不含核酸,其中起作用的是蛋白质,不会引发病毒增殖和感染(3分)
解析 (1)乙肝病毒结构包括核酸和蛋白质外壳,在作为疫苗时能与相应抗体特异性结合的是蛋白质外壳,即蛋白质是激发免疫反应的抗原。(2)构建基因表达载体时,为保持目的基因的完整性,可只选用限制酶BamHⅠ同时切割目的基因和质粒,也可用EcRⅠ和BamHⅠ两种限制酶切割目的基因和质粒。(3)若要迅速获取大量的目的基因,常用PCR技术扩增。根据图中③目的基因在大肠杆菌细胞中表达,最终产生乙肝病毒外壳,可知该目的基因的具体功能是指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成。
22.答案 (除标注外,每空1分)(1)短单链核酸 PCR过程中,若复性时两种引物通过碱基序列互补配对形成双链,则DNA模板链缺少引物结合,不能得到目的基因产物(2分) 琼脂糖凝胶电泳
(2)DNA连接酶 上游 XbaⅠ与SpeⅠ酶切后的黏性末端相同 Ti质粒自身环化 目的基因自身环化
(3)花粉管通道法 子房 T-DNA 染色体DNA
(4)筛选成功转化质粒的细胞(组织)(或检测目的基因是否导入受体细胞) 选择培养基
(5)抗性的程度 个体生物学
解析 (1)利用PCR技术扩增目的基因时,需要一小段能与该基因(BG2)碱基序列互补配对的短单链核酸作为引物,且需要准备两种引物。PCR过程中,如果两种引物序列互补,复性时,引物可与引物结合,DNA模板链没有引物结合就不能得到子链,进而得不到目的基因产物。(2)题图中右下处的酶能构建BG2抗病质粒,将目的基因和质粒连接起来,故该酶为DNA连接酶。启动子位于目的基因(BG2)上游,是RNA聚合酶识别与结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA。进行双酶切可以防止Ti质粒自身环化、目的基因自身环化以及目的基因与质粒反向连接。(4)在完成遗传转化后,选择培养基中至少要加入两种抗生素,一种用于杀死农杆菌,另一种用于检测含有目的基因的质粒是否成功转入受体细胞,筛选成功转化质粒的细胞(组织)。(5)转基因苹果植株能产生β-1,3-葡聚糖酶,从而抑制真菌的生长与繁殖,需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态,以确定目的基因是否赋予了苹果植株抗真菌特性以及抗性的程度,这是从个体生物学水平进行的鉴定。
23.答案 (除标注外,每空1分)(1)Ca2+ 中性或弱碱 前
(2)农杆菌转化法 植物组织培养
(3)乳腺中特异表达的基因的启动子 桑葚胚或囊胚
(4)蛋白质 根据已知的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列→改造IFN基因或合成新IFN基因→构建新IFN基因表达载体→导入受体细胞→生产耐储存的干扰素(2分)
解析 (1)将目的基因导入大肠杆菌等微生物之前需要先用Ca2+处理,使其处于感受态;培养大肠杆菌等细菌时培养基的pH需要调至中性或弱碱性;为避免杂菌污染,调节pH需要在培养基灭菌前进行。(3)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,用于驱动基因的转录,在利用转基因牛生产干扰素时,需要将IFN基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起;胚胎分割时的分割对象是桑葚胚或囊胚。(4)蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求,为了生产出耐储存的干扰素,科学家可通过蛋白质工程获得这种新药。
24.答案 (除标注外,每空1分)(1)限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶 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(2分)
(2)农杆菌转化法 防止YCF1基因随花粉扩散,给生态系统带来风险
(3)耐性 叶
(4)转基因杨树液泡膜上的Cd转运蛋白可将细胞质基质中的Cd转运至液泡储存,降低Cd对细胞代谢的影响(2分) 乔木比草本植物生物量大,且与外界物质交换能力强(2分)
解析 (1)构建基因表达载体时需要用限制酶切割DNA分子和质粒,然后用DNA连接酶使获取的目的基因与质粒连接起来。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,以便筛选出含有目的基因的细胞。(2)将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法等,其中农杆菌转化法是将目的基因导入双子叶植物最常用的方法;不育株系可以防止YCF1基因随花粉在生态系统中扩散。(3)据图1可知,转基因植株的干重比野生型的大,表明转基因植株对Cd具有更强的耐性;据图2可知,根、茎、叶中,叶片对Cd的富集作用最强,所以对叶进行后续处理对缓解土壤Cd污染最为有效。
25.答案 (每空1分)(1)无性生殖 生殖性 该过程从个体水平来获得人的复制品
(2)不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
(3)受精卵 胚胎移植 有性生殖
(4)遗传学诊断
解析 (1)富商甲将自己的体细胞核移植到一枚去核的卵母细胞中,然后将它在体外发育成的胚胎移植到母体子宫中,最后得到了一个健康的男婴,该过程属于无性生殖;获得富商甲后代的过程是从个体水平来获得人的复制品,属于生殖性克隆。(3)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”个体发育的起点都是受精卵,属于有性生殖,两者都需进行早期胚胎培养和胚胎移植。
1.C
2.C
3.D
4.A
5.C
6.B
7.C
8.A
9.A
10.D
11.B
12.B
13.D
14.A
15.A
16.CD
17.BCD
18.ABC
19.ACD
20.ACD
SDS
蛋白质变性剂,可使蛋白质结构变得松散,使染色体中的DNA和蛋白质分离,B正确
EDTA
DNA酶抑制剂,可防止DNA被细胞中的DNA酶水解,C正确
Tris
缓冲剂,可调节溶液的pH,D错误
相关试卷
2025届高中生物全程复习构想检测课时训练43基因工程及生物技术的安全性与伦理问题（Word版附解析）： 这是一份2025届高中生物全程复习构想检测课时训练43基因工程及生物技术的安全性与伦理问题（Word版附解析），共11页。
高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 转基因产品的安全性当堂达标检测题： 这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3<a href="/sw/tb_c4008694_t7/?tag_id=28" target="_blank">第1节 转基因产品的安全性当堂达标检测题</a>，共7页。
人教版 (2019)选择性必修3第4章 生物技术的安全性与伦理问题第1节 转基因产品的安全性同步训练题： 这是一份人教版 (2019)选择性必修3第4章 生物技术的安全性与伦理问题第1节 转基因产品的安全性同步训练题，共8页。试卷主要包含了有人说等内容，欢迎下载使用。
