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2026届高三生物二轮专题复习课件第1部分专题9生物技术与工程第3讲基因工程与生物技术的安全性和伦理问题
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专题九 生物技术与工程
第三讲 基因工程与生物技术的安全性和伦理问题
融会贯通 构建知识网络
概念辨析 筛查知识漏洞
深挖教材 练习长句描述
重难盘查 突破核心考点
课标自省 明确备考方向
1.利用PCR扩增目的基因需使用解旋酶。( )提示:× PCR扩增是通过高温使DNA解旋为单链。2.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应。( )提示:× PCR反应中温度的周期性改变是为了让DNA分子解聚、引物与DNA单链结合和子链延伸。3.限制酶能够识别双链DNA分子中特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的氢键断开。( )提示:× 限制酶断开特定部位的磷酸二酯键。
4.在进行基因工程操作中,被用作载体的质粒都是天然质粒。( )提示:× 基因工程中真正被用作载体的质粒,往往都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。5.构建基因表达载体过程中通常用同种限制酶切割质粒和目的基因。( )提示:√6.作为载体的质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。( )提示:× 作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选的标记基因。
7.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测才能达到目的。( )提示:× 抗虫效果的鉴定要在个体生物学水平上做抗虫接种实验来鉴定。8.进行电泳时,带电分子会向着与其所带电荷相同的电极移动。( )提示:× 电泳时,带电微粒会向着与其所带电荷相反的电极移动。
9.农杆菌中的Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上。( )提示:× 农杆菌中的Ti质粒上只有T-DNA区段可整合到受体细胞染色体上。10.研磨之后,通过过滤或离心,DNA会保留在沉淀物中。( )提示:× 研磨之后,通过过滤或离心,DNA保留在上清液中。11.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构。( )提示:× 蛋白质工程直接改造的对象是DNA分子。
12.药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达的原因是药用蛋白基因只存在于乳腺细胞中,其他细胞中没有。( )提示:× 因为转基因动物所有细胞都由受精卵经有丝分裂产生,因此所有细胞中都存在药用蛋白基因,但此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,因此,此基因只在乳腺细胞中得到表达。13.根据某多肽链的一段氨基酸序列,可以很容易地确定控制该肽链合成的基因的脱氧核苷酸序列。( )提示:× 由于密码子具有简并性,根据某多肽链的一段氨基酸序列,不容易确定基因的脱氧核苷酸序列。
14.我国对转基因技术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;管理上要严格,坚持依法监管。( )提示:√15.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者体内,进行基因治疗,不会遗传给子代。( )提示:√16.转基因抗虫植物也抗病,种植过程中可以不施农药。( )提示:× 转基因抗虫植物由于有了外源抗虫基因,所以可以抵抗某种害虫,但不一定能抵抗其他病原体。
17.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”技术没有什么不同。( )提示:× “设计试管婴儿”会在胚胎植入前进行遗传学诊断;“试管婴儿”只要胎儿健康即可,一般不需要进行遗传学诊断。18.对人的生殖性克隆和治疗性克隆我国都是禁止的。( )提示:× 我国禁止生殖性克隆人,对治疗性克隆主张有效监控和严格审查。19.生物武器是造价昂贵,却具有大规模杀伤性的武器。( )提示:× 生物武器相对容易获得,成本相对较低。20.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的基因多样性。( )提示:√
1.转移的基因能在受体细胞内成功表达的原因是____________________________________。2.目前,在PCR反应中使用Taq DNA聚合酶,而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因:___________________________________________________________________。3.构建基因表达载体的目的是_______________________________________________________________________________________。
Taq DNA聚合酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代;同时使目的基因能够表达和发挥作用
4.不能将目的基因插入载体的标记基因中,是因为__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5.启动子的位置和生物作用:______________________________________________________________________________________________________________________。
标记基因可用于鉴定目的基因是否成功导入受体细胞,以便将含目的基因的细胞筛选出来,若标记基因中有目的基因插入,则标记基因被破坏,无法进行后续的鉴定和筛选
启动子是位于基因上游一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,它能驱动基因转录出mRNA
6.农杆菌转化法中农杆菌的作用:_______________________________________________________________________________________。7.不能直接对天然的蛋白质进行改造的原因是____________________________________________________________________________________________________________。8.原核生物作为转基因受体细胞的优点是_______________________________________________________。
农杆菌可侵染植物细胞,并将其所含的Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞染色体的DNA上
任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,如果对蛋白质直接进行改造,即便成功,改造的蛋白质也无法遗传
繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等
1.基因工程的理论基础
2.基因工程的基本工具
3.基因工程的操作程序
5.DNA的粗提取与鉴定6.DNA片段的电泳鉴定
7.基因工程的应用(1)在农牧业方面:改良动植物品质;提高作物和畜产品的产量。(2)医药卫生领域:生产药物包括细胞因子、抗体、疫苗和激素等;用转基因动物作器官移植的供体。注意重点关注“乳腺生物反应器”:①外源基因:药用蛋白基因;②表达条件:药用蛋白基因+乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件;③受体细胞:哺乳动物的受精卵。(3)食品方面的应用:生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。(4)基因工程在其他方面的应用:培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染;利用经过基因改造的微生物生产能源等。
常考题型一 基因工程的工具和过程 1.(2024·新课标卷)某研究小组将纤维素酶基因(N)插入某种细菌(B1)的基因组中,构建高效降解纤维素的菌株(B2)。该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段;再经限制酶切割获得含N基因的片段甲,片段甲两端分别为M1与M2;利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将片段甲插入B1的基因组,得到菌株B2。酶切位点(Ⅰ~Ⅳ)、引物(P1~P4)的结合位置、片段甲替换区如图所示,→表示引物5′→3′方向。回答下列问题。
(1)限制酶切割的化学键是____________。为保证N基因能在菌株B2中表达,在构建片段甲时,应将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间,原因是____________________________________________________________________________________________。
(2)CRISPR/Cas9技术可以切割细菌B1基因组中与向导RNA结合的DNA。向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G—C和________________________。(3)用引物P1和P2进行PCR可验证片段甲插入了细菌B1基因组,所用的模板是__________________;若用该模板与引物P3和P4进行PCR,实验结果是__________________________。(4)与秸秆焚烧相比,利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是__________________________(答出2点即可)。
【答案】 (1)磷酸二酯键 不破坏N基因,且能保证N基因启动子、N基因、N基因终止子的完整性,确保N基因正常表达(2)C—G、A—T、U—A(3)菌株B2的基因组中N基因的两条链 不能扩增出目的基因(4)不污染环境、增加土壤养分
【解析】 (1)限制酶切割的化学键为磷酸二酯键。在构建片段甲时,应将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间,不破坏N基因,且能保证N基因正常表达。(2)RNA的碱基组成有A、U、G、C,DNA的碱基组成为A、T、G、C,向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G—C和C—G、A—T、U—A。(3)用引物P1和P2进行PCR可扩增N基因,验证片段甲插入了细菌B1基因组,所用的模板是菌株B2的基因组中N基因的两条链;用该模板与引物P3和P4进行PCR,因为P4不能与被替换后的模板链结合,实验结果是不能扩增出DNA片段。(4)与秸秆焚烧相比,利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是不污染环境、增加土壤养分。
2.(2025·山西卷)马铃薯作为重要农作物,提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现,野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关,将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。
(1)PCR扩增目的基因时,需要模板DNA、引物、______________、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的_______步骤中起作用。(2)图中标识了载体和S基因中限制酶的切割位点。为将S基因正确插入载体,PCR扩增S基因时需在引物的________(填“5′端”或“3′端”)添加限制酶识别序列,结合上表分析,上游引物应添加的碱基序列是5′-____________-3′,切割载体时应选用的两种限制酶是____________________,PCR扩增产物和载体分别被限制酶切割后,经纯化和连接,获得含S基因的表达载体并导入农杆菌。
(3)用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时,基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞,将S基因整合到________________________________,抗性基因________可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经________形成芽、根,继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。【答案】 (1)4种脱氧核苷酸 延伸(2)5′端 AGATCT BamHⅠ、EcRⅠ(3)栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体DNA上 2 再分化
【解析】 (1)PCR扩增目的基因时,需要模板DNA、引物、4种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。PCR一般分为变性、复性和延伸三步,其中DNA聚合酶在PCR的延伸步骤中起作用。(2)为了使目的基因能够被限制酶切割,扩增目的基因时,需要在引物的5′端添加限制酶的识别序列。结合图表分析,在载体的启动子和终止子之间有BamHⅠ、EcRⅠ和XbaⅠ的识别序列,而S基因内部含有XbaⅠ、NdeⅠ和BamHⅠ的识别序列,要用BamHⅠ、EcRⅠ或XbaⅠ切割载体,又不能用XbaⅠ、NdeⅠ或BamHⅠ切割S基因,再根据各种限制酶的识别序列及切割位点,可知,需要用BamHⅠ、EcRⅠ切割载体,用BamHⅠ的同尾酶BglⅡ和EcRⅠ切割S基因,故PCR扩增S基因时需在上游引物添加的碱基序列是5′-AGATCT-3′。
(3)T-DNA属于可转移DNA,用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时,基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞,将S基因整合到栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体DNA上,抗性基因1位于T-DNA外部,用于筛选含有重组载体的农杆菌,而抗性基因2位于T-DNA内部,可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经再分化形成芽、根,继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
3.(2025·四川卷)杆菌M2合成的短肽拉索西丁能有效杀死多种临床耐药细菌。拉索西丁能与细菌的核糖体结合,阻止携带氨基酸的tRNA进入核糖体位点2。有人将合成拉索西丁的相关基因(lrcA-lrcF)导入链霉菌,基因克隆流程及拉索西丁的作用机制如下图。回答下列问题。
注:①F1、F2、F3和F4为与相应位置的DNA配对的单链引物,“→”指引物5′-3′方向。②密码子对应的氨基酸:AAA—赖氨酸;AUG—甲硫氨酸(起始);UUC—苯丙氨酸;ACA—苏氨酸:UCG—丝氨酸。(1)用PCR技术从杆菌M2基因组中扩增lrcA-lrcF目的基因时,应选用________引物。本研究载体使用了链霉菌的复制原点,其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)采用EcR Ⅰ和BamH Ⅰ完全酶切构建的重组质粒,产物通过琼脂糖凝胶电泳检测应产生________条电泳条带,电泳检测酶切产物的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由图可知,拉索西丁与核糖体结合后,会阻止携带________(填氨基酸名称)的tRNA进入结合位点,导致________________________________,最终引起细菌死亡。
(4)重组链霉菌的目的基因产物经验证有杀菌活性,但重组菌在实验室多次培养后,提取的目的基因产物杀菌活性丧失,可能的原因是________________________________________。若运用发酵工程来生产拉索西丁工程药物,除产物活性外还需进一步研究的问题有________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。
【答案】 (1)F2、F4 保证目的基因能在链霉菌细胞中复制 (2)2 检测重组质粒是否构建成功 (3)苯丙氨酸 翻译过程无法正常进行,细菌无法合成蛋白质 (4)目的基因发生突变(或目的基因表达受到抑制等合理答案) 发酵的最佳条件(或提高发酵产物产量的方法、产物的分离和纯化方法等合理答案)
【解析】 (1)引物需要结合到模板的3′端,且与目的基因的部分碱基序列互补配对,子链延伸方向为5′端→3′端,因此用PCR技术从杆菌M2基因组中扩增lrcA-lrcF目的基因时,应选用F2、F4引物。载体使用链霉菌的复制原点,是为了保证目的基因能在链霉菌细胞中复制,使目的基因能够在链霉菌中稳定存在并遗传给后代。(2)采用EcR Ⅰ和BamH Ⅰ完全酶切构建的重组质粒,会得到载体片段和目的基因片段,共2条电泳条带。电泳检测酶切产物的目的是检测重组质粒是否构建成功,若能得到预期的载体片段和目的基因片段大小的条带,说明酶切成功,重组质粒构建可能成功。但是还需要进一步的鉴定。
(3)观察拉索西丁的作用机制图,结合所给密码子信息,可知拉索西丁与核糖体结合后,会阻止携带苯丙氨酸的tRNA进入结合位点。因为位点2对应的密码子是UUC,编码苯丙氨酸。拉索西丁阻止携带苯丙氨酸的tRNA进入结合位点,会导致翻译过程无法正常进行,进而使细菌无法合成蛋白质,最终引起细菌死亡。 (4)重组链霉菌在实验室多次培养后,提取的目的基因产物杀菌活性丧失,可能的原因是目的基因发生突变,导致其表达的产物结构改变,从而失去杀菌活性;也可能是目的基因的表达受到抑制等。若运用发酵工程来生产拉索西丁工程药物,除产物活性外还需进一步研究的问题有:发酵的最佳条件,如温度、pH、溶氧量等;如何提高发酵产物的产量;产物的分离和纯化方法等。
4.(2024·河北卷)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病,我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN,使其在水稻胚乳特异表达,制备获得r2HN疫苗,并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题:(1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子,若使r2HN仅在水稻胚乳表达,GtP应为__________________________启动子。Ns为终止子,其作用为____________________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此,可选择限制酶________和________对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。
(2)利用____________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测__________________,通过____________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后,r2HN纯合子植株的占比为___________。选择纯合子进行后续研究的原因是________________________________________________________________________。
(4)制备r2HN疫苗后,为研究其免疫效果,对实验组鸡进行接种,对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)水平,结果如图2所示。据此分析,获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的____________免疫和____________免疫。
(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是_________________________________。(答出两点即可)【答案】 (1)水稻胚乳细胞中特异性表达的基因的 使转录在需要的地方停下来 HindⅢ EcRⅠ(2)农杆菌转化 r2HN基因的mRNA 抗原—抗体杂交(3)1/4 纯合子自交后代不发生性状分离(4) 体液 细胞(5)不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高
【解析】 (1)利用水稻细胞培育能表达r2HN的水稻胚乳细胞生物反应器,水稻胚乳细胞中特异性表达的基因的启动子在水稻胚乳细胞中更容易被RNA聚合酶识别和结合而驱动转录。Ns为终止子,终止子可以终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。KpnⅠ破坏了启动子序列不能选用,SacⅠ位于终止子序列之外不能选用,则为了将目的基因插入到载体的启动子和终止子之间,则需要用限制酶HindⅢ和EcRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切,用于表达载体的构建。(2)获得水稻愈伤组织后,通过农杆菌的侵染,使目的基因进入水稻细胞并完成转化。为检测r2HN表达情况,可通过PCR技术检测转录所产生的r2HNmRNA,可从转基因水稻中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3)获得转基因植株后,通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。单一位点插入目的基因的植株,则相当于杂合子,杂合子自交,后代含有r2HN基因的纯合子为1/4。由于纯合子自交后代不发生性状分离,具有遗传的稳定性,所以选择纯合子进行后续研究。(4)据题图可知,实验组的抗体水平和CD8+T细胞水平都比对照组高,说明通过体液免疫产生了抗体,通过细胞免疫产生了细胞毒性T细胞,即r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。(5)通过水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗具有不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高等优点。
载体上标记基因的标记原理载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以筛选出转入载体的受体细胞,原理如下图所示:
常考题型二 PCR技术与电泳技术 5.(2025·江苏卷)川金丝猴是我国特有的珍稀濒危物种,为了更好地保护这一物种,研究者开展了以下研究。请回答下列问题:(1)川金丝猴警戒行为具有监测捕食者和同种个体的功能,这说明生物之间的关系有________________________。川金丝猴的警戒行为依赖于环境中获取的信息,信息类型有______________________________。川金丝猴根据这些信息及时作出反应,一方面可以降低被捕食风险,另一方面为争夺________________________获得更多机会。
(2)川金丝猴以植食为主,消化道中部分微生物直接参与高纤维食物的消化,这些微生物与川金丝猴构成____________关系。(3)研究者为了进一步研究川金丝猴的食性,采集其粪便样本,进行DNA提取、扩增,部分实验过程如下。请完成下表:
(4)为分析川金丝猴摄食的植物种类,研究者设计一对引物F和R,能同时扩增出不同种植物叶绿体中的rbeL基因片段,是因为引物F和R的碱基能与rbeL基因的保守序列的碱基____________。用引物F和R对4种植物样本甲~丁的叶绿体基因组DNA进行扩增测序,结果如图所示。若对4个样本的扩增产物进行DNA电泳条带分析,能检出的样本是____________。研究者用引物F和R对川金丝猴粪便DNA进行扩增并测序,得到的序列有图中的3种序列,据此可确定川金丝猴摄食的植物有________。若要更准确鉴定出川金丝猴摄食的植物,参照叶绿体基因库,还需选用____________的保守序列设计引物,对川金丝猴粪便DNA进行扩增、测序分析。
注:“·”表示与植物甲对应位置上相同的碱基;“……”表示省略200个碱基
(5)依据上述研究,保护川金丝猴可采取的措施有________(填字母)。a.建立川金丝猴生态廊道,促进种群间基因交流b.保护川金丝猴栖息地的植被和它喜食的植物c.需用标记重捕法定期重捕,以精确监测种群数量d.主要依赖迁地保护,扩大川金丝猴种群数量【答案】 (1)种间关系和种内关系 物理信息、化学信息、行为信息 食物和空间等资源(2)互利共生(3)上清液 溶解DNA 4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶(4)互补配对 丁 丙丁 染色体DNA(5)ab
【解析】 (1)捕食者与川金丝猴是种间关系,川金丝猴和同种个体之间是种内关系。生态系统中信息的种类有物理信息、化学信息和行为信息。川金丝猴根据这些信息及时作出反应,一方面可以降低被捕食风险,另一方面为争夺食物和空间等资源获得更多机会。(2)川金丝猴以植食为主,消化道中部分微生物直接参与高纤维食物的消化,这些微生物从川金丝猴胃内获取营养物质,又能为川金丝猴分解纤维素,两者构成互利共生关系。(3)研究者为了进一步研究川金丝猴的食性,采集其粪便样本,进行DNA提取、扩增,部分实验过程如下:释放DNA:在去杂后的样本中加入裂解液,细胞裂解,内容物释放,→析出DNA:DNA呈溶解状态,离心后取①上清液,再加入乙醇,DNA不溶于酒精→故在沉淀物中加入纯水,②再次溶解DNA→扩增DNA:PCR扩增DNA,需要将③4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、引物、样本DNA、含有Mg2+缓冲液、超纯水等加入PCR管中,进行PCR。
(4)为分析川金丝猴摄食的植物种类,研究者设计一对引物F和R,能同时扩增出不同种植物叶绿体中的rbeL基因片段,是因为引物F和R的碱基能与rbeL基因的保守序列的碱基互补配对,从而在耐高温的DNA聚合酶的作用下延伸子链。用引物F和R对4种植物样本甲~丁的叶绿体基因组DNA进行扩增测序,结果如图所示,可知植物甲乙丙的条带一样长,植物丁的短,若对4个样本的扩增产物进行DNA电泳条带分析,都能形成条带,但甲、乙、丙条带一样长,故能检出的样本是丁。研究者用引物F和R对川金丝猴粪便DNA进行扩增并测序,得到的序列有图中的3种序列,说明摄食的植物有三种,甲和乙的序列相同,不能确定,故据此可确定川金丝猴摄食的植物有丙和丁。
选用染色体DNA的保守序列设计引物,对川金丝猴粪便DNA进行扩增、测序分析,能更准确鉴定出川金丝猴摄食的植物。(5)建立川金丝猴生态廊道,促进种群间基因交流,能够保护川金丝猴遗传多样性和物种多样性,a正确;保护川金丝猴栖息地的植被和它喜食的植物,能够保护川金丝猴,b正确;川金丝猴是我国特有的珍稀濒危物种,不能用标记重捕法定期重捕,c错误;保护川金丝猴主要依赖就地保护,d错误。
6.(2025·浙江1月卷)3-磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酵母细胞中甘油合成的关键酶。利用某假丝酵母菌株为材料,克隆具有高效催化效率的3-磷酸甘油脱氢酶的基因(Gpd)。采用的方案是:先通过第1次PCR扩增出该基因的中间部分,再通过第2次PCR分别扩增出该基因的两侧,经拼接获得完整基因的序列,如图所示,回答下列问题:
(1)分析不同物种的GPD蛋白序列,确定蛋白质上相同的氨基酸区段,依据这些氨基酸所对应的________,确定DNA序列,进而设计1对引物。以该菌株基因组DNA为模板进行第1次PCR,利用________凝胶电泳分离并纯化DNA片段,进一步测定PCR产物的序列。在制备PCR反应体系时,每次用微量移液器吸取不同试剂前,需要确认或调整刻度和量程,还需要________________________。
(2)若在上述PCR扩增结果中,除获得一条阳性条带外,还出现了另外一条条带,不可能的原因是________。A.DNA模板被其他酵母细胞的基因组DNA污染B.每个引物与DNA模板存在2个配对结合位点C.在基因组中Gpd基因有2个拷贝D.在基因组中存在1个与Gpd基因序列高度相似的其他基因
(3)为获得完整的Gpd基因,分别用限制性内切核酸酶PstⅠ和SalⅠ单酶切基因组DNA后,各自用DNA连接酶连接形成环形DNA,再用苯酚—氯仿抽提除去杂质,最后加入________________沉淀环形DNA。根据第一次PCR产物测定获得的序列,重新设计一对引物,以环形DNA为模板进行第二次PCR,最后进行测序。用于第二次PCR的一对引物,其序列应是DNA链上的________(A.P1和P2 B.P3和P4 C.P1和P4 D.P2和P3)。根据测序结果拼接获得完整的Gpd基因序列,其中的启动子和终止子具有____________功能。
(4)为确定克隆获得的Gpd基因的准确性,可将获得的基因序列与已建立的____________进行比对。将Gpd基因的编码区与________连接,构建重组质粒,再将重组质粒导入酿酒酵母细胞中,实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。【答案】 (1)密码子(遗传密码) 琼脂糖 更换微量移液器的枪头(2)C(3)冷的95%乙醇 C 调控(4)基因数据库 表达载体
【解析】 (1)分析不同物种的GPD蛋白序列,确定蛋白质上相同的氨基酸区段,依据这些氨基酸所对应的密码子,根据碱基互补配对,确定DNA序列,进而设计1对引物。可通过琼脂糖凝胶电泳分离并纯化目标DNA片段。在制备PCR反应体系时,每次用微量移液器吸取不同试剂前,需要更换微量移液器的枪头,以避免交叉污染。(2)DNA模板被其他酵母细胞的基因组DNA污染,可能扩增出其他DNA,从而出现另外一条条带,A错误;每个引物与DNA模板存在2个配对结合位点,从而扩增出不同的DNA片段,从而出现另外一条条带,B错误;在基因组中Gpd基因有2个拷贝,扩增出的DNA是相同DNA,电泳时只会出现一个条带,C正确;在基因组中存在1个与Gpd基因序列高度相似的其他基因,可能将相似的基因扩增出来,从而出现另外一条条带,D错误。
(3)DNA在冷的95%乙醇中溶解度较低,可通过将酶切后的DNA经苯酚—氯仿抽提除去杂质,在加入冷的95%乙醇中沉淀,得到环形DNA。因为引物P1与P2的序列从左向右为5′→3′,与图中下边的DNA链部分序列互补配对,引物P3与P4的序列从右向左为5′→3′,与图中上边的DNA链部分序列互补配对。以环形DNA为模板进行第二次PCR时,应选择对已知序列反向,但对未知序列却是相向的引物,即P2和P3,从而得以扩增出未知序列。启动子可启动转录,终止子可终止转录,即启动子和终止子具有调控功能。(4)为确定克隆获得的Gpd基因的准确性,可将获得的基因序列与已建立的基因数据库进行对比,若二者相同,则说明克隆获得的Gpd基因准确。将Gpd基因的编码区与表达载体连接,构建重组质粒,再将重组质粒导入酿酒酵母细胞中,使之进行表达,实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。
7.(2025·安徽卷)稻瘟病是一种真菌病害,水稻叶片某些内生放线菌对该致病菌有抑制作用。科研小组分离筛选出内生放线菌,并开展了相关研究。回答下列问题。(1)采集有病斑的水稻叶片,经表面消毒、研磨处理,制备研磨液。此后,采用________________(填方法)将研磨液接种于不同的选择培养基,分别置于不同温度下培养,目的是________________________________________________________________________。
(2)经筛选获得一株内生放线菌,该菌株高效合成铁载体小分子,能辅助内生放线菌吸收铁离子。R基因是合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株,探究铁载体的功能。主要步骤如下:首先克隆R基因的上游片段R—U和下游片段R—D;然后构建重组质粒;最后利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理,对目标基因进行敲除。如图1所示。
说明:用图1中的引物1和2进行PCR扩增。
采用PCR技术鉴定R基因的敲除结果。PCR通过变性、复性和延伸三步,反复循环,可实现基因片段的____________。R基因敲除过程中,可发生多种形式的同源区段交换,PCR检测结果如图2所示,其中R基因敲除株为菌落________(填序号),出现菌落④的可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)内生放线菌和稻瘟病致病菌的生长均需要铁元素。科研小组推测该内生放线菌通过对铁离子的竞争性利用,从而抑制稻瘟病致病菌生长。设计实验验证该推测,简要写出实验思路:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)稀释涂布平板法 分离不同条件下生长的内生放线菌(2)指数级扩增 ② 重组质粒通过(单交换)同源重组整合到了内生放线菌的基因组中(3)设置两组培养实验:对照组在低(或常规)铁浓度的培养基上进行,实验组在高铁浓度的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况(如菌落大小或抑制圈大小)。若高铁组的抑制效果明显弱于低铁组,则支持该推测。
【解析】 (1)从含有多种微生物的研磨液中分离出单一菌落,并接种到选择培养基中常用的接种方法是稀释涂布平板法。使用选择培养基和不同的温度条件,目的是为了抑制其他杂菌的生长,分离不同条件下生长的内生放线菌。(2)PCR技术的核心原理是通过多次循环(变性、复性、延伸),使目标DNA片段的数量以指数形式快速增加,实现体外扩增。PCR鉴定是利用引物1和引物2进行的。在野生型菌株中,引物1和引物2之间的DNA片段长度为R—U(500 bp)+R基因(2 000 bp)+R—D(500 bp)=3 000 bp。对应题图2中的菌落①和③。
在成功发生双交换的R基因敲除株中,R基因(2 000 bp)被替换,引物1和引物2之间的DNA片段长度为R—U(500 bp)+R—D(500 bp)=1 000 bp。对应题图2中的菌落②。菌落④的PCR产物大小约为7 000 bp。这个大小可以通过以下方式解释:发生了单交换同源重组事件。整个重组质粒(大小为3 000 bp质粒骨架+500 bp R—U+500 bp R—D=4 000 bp)整合到了基因组中。整合后,引物1和引物2之间的区域长度变为原来的长度(3 000 bp)加上整个质粒的长度(4 000 bp),即3 000+4 000=7 000 bp。因此,这是单交换同源重组整合的结果。
(3)设置两组培养实验:一组为对照组,在常规(或低铁)浓度的培养基上进行;另一组为实验组,在添加了足量铁离子的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况(如菌落大小或抑制圈大小)。预期结果与结论:如果实验组(高铁培养基)中内生放线菌对稻瘟病致病菌的抑制作用明显减弱或消失,而对照组(低铁培养基)中抑制作用明显,则说明该内生放线菌是通过竞争铁离子来抑制稻瘟病致病菌生长的。
8.(2025·辽宁卷)香树脂醇具有抗炎等功效,从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇。回答下列问题。
(1)可从____________中查询基因N的编码序列,设计特定引物。如图1所示,a链为转录模板链,为保证基因N与质粒pYL正确连接,需在引物1和引物2的5′端分别引入________和________限制酶识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用________________连接DNA片段,构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变。(2)进一步筛选构建的质粒,以1-4号菌株中提取的质粒为模板,使用引物1和引物2进行PCR扩增,电泳PCR产物,结果如图2。在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应中是否有________的污染。初步判断实验组________(从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N,理由是________________________。
(3)为提高香树脂醇合酶催化效率,将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列,丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同。据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有________。
(4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的____________含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。【答案】 (1)基因数据库/序列数据库 XhⅠ XbaⅠ DNA连接酶(2)试剂 1 目的基因N大小为2.3 kb(3)GCC(4)香树脂醇
【解析】 (1)GenBank是目前国际上广泛使用的序列数据库之一,它的数据主要是各国的实验室、测序机构等发布的序列信息。利用这个数据库,我们可以便捷地检索到基因和蛋白质的序列信息;故可从序列数据库或基因数据库中查询基因N的编码序列,设计特定引物。保证基因N与质粒pYL正确连接,需要使用双酶切法,为了目的基因能正确表达,目的基因需要插入质粒的启动子和终止子之间,且质粒和目的基因需要使用相同的酶或能产生相同黏性末端的酶;分析图1可知,质粒pYL应该选用SpeⅠ和XhⅠ酶切,由于目的基因N含有SpeⅠ识别序列,故N基因不能使用SpeⅠ酶切,但XbaⅠ与其具有相同的黏性末端,基因N酶切时可以用XbaⅠ替换SpeⅠ,即N基因两端应该含有XbaⅠ和XhⅠ识别序列;
题干信息:N基因a链为转录模板链,才有引物1和引物2扩增N基因,则扩增后模板链的5′端含有引物1序列,而编码链的5′端含有引物2序列,结合质粒pYL上的启动子和终止子方向,可知应该在引物2的5′端添加XbaⅠ、引物1的5′端添加XhⅠ识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用DNA连接酶连接DNA片段,构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对)。(2)在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应体系是否存在污染,即检验PCR反应中是否有试剂污染。构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变,而质粒pYL本身7.2 kb,可知目的基因N大小为2.3 kb;分析电泳图可知,初步判断实验组1的质粒中成功插入了基因N。
(3)编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列,丙氨酸的密码子有GCA;密码子位于mRNA上,mRNA上的序列与编码链序列相似,而a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),可知a引物延伸后的序列为编码链;b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同,分析题图bcd序列可知c是诱变第243位苯丙氨酸的引物,且c引物延伸后的序列为编码链,根据a引物5′-端首位GCA为240位,则c引物5′-端GCC为243位,故据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有GCC。(4)题干研究目的是通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇;由此可知,进一步检测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。
引物设计主要遵循如下原则1.引物的长度通常为20~30个核苷酸,太短则特异性不够强,太长则退火温度会比较高。2.引物G+C含量以40%~60%为宜,太少扩增效果不佳,过多则易出现非特异条带,4种碱基最好随机分布。3.两条引物之间不能有连续4个碱基的互补配对,否则加入的引物自身形成双链得不到目的基因片段。
4.一条引物自身不能有大于4个碱基的反向重复序列或自身互补序列的存在,这种序列可形成发夹结构。如果这种结构在PCR条件下稳定,它会阻止引物和模板之间的退火。5.设计的引物在合成之前,要在DNA数据库中进行BLAST检测,以确保引物中的序列只在所扩增的基因中出现,而与其他基因不具有互补性。
蛋白质工程和生物技术的安全性和伦理问题
1.蛋白质工程(1)基本思路:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。(2)蛋白质工程难度很大的原因:蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构,而这种高级结构往往十分复杂。(3)对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成来实现。
2.生物技术的安全性与伦理性(1)转基因产品的安全性②理性看待转基因技术。
(2)生殖性克隆人的伦理问题①治疗性克隆与生殖性克隆的关系
②中国政府态度:不反对治疗性克隆,反对生殖性克隆。
(3)试管婴儿和设计试管婴儿的比较①图示过程中①②③是试管婴儿的培育过程,①②④⑤是设计试管婴儿的培育过程。②后者比前者多了胚胎移植前的“遗传学诊断”或“基因检测”。③前者主要是解决不孕夫妇的生育问题,后者可用于白血病、贫血症等的治疗。④相同点:都是体外受精,并进行体外胚胎培养,都要经过胚胎移植,都是有性生殖。
(4)禁止生物武器①生物武器的种类:致病菌、病毒、生化毒剂等。②中国政府的态度:在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
常考题型一 蛋白质工程 1.(2022·重庆卷)将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸,B链末端增加2个精氨酸,可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述,错误的是( )A.进入人体后需经高尔基体加工 B.比人胰岛素多了2个肽键C.与人胰岛素有相同的靶细胞 D.可通过基因工程方法生产
【答案】 A【解析】 胰岛素作用于细胞表面的受体,不需要经高尔基体的加工,A错误;人工长效胰岛素比人胰岛素的B链上多了两个精氨酸,氨基酸与氨基酸之间通过肽键连接,故多2个肽键,B正确;人工胰岛素和人胰岛素作用相同,都是降血糖的作用,故靶细胞相同,C正确;人工长效胰岛素是对天然蛋白质的改造,需要通过基因工程生产,D正确。
2.(广东卷)从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是( )A.合成编码目的肽的DNA片段 B.构建含目的肽DNA片段的表达载体C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽 D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽【答案】 C
【解析】 蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质(目的肽为多肽药物)的功能(抗菌性强但溶血性弱)出发→设计预期蛋白质的空间结构→推测应有的氨基酸序列(即C项表述)→合成相应的基因(即A项表述)→构建相应的基因表达载体(即B项表述)→导入受体细胞,相应基因的表达与鉴定(即D项表述)。从中可看出,首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽,故选C。
3.(2022·湖南卷)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。回答下列问题:(1)蛋白质工程流程如图所示,物质a是______________________,物质b是________。在生产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是________________________。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有_______________________________、_________________________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是_________________________。(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的________(填“种类”或“含量”)有关,导致其活性不同的原因是______________________________________________________________________________________。
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异,简要写出实验设计思路:__________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)氨基酸序列多肽链 mRNA 密码子的简并性(2)从基因文库中获取目的基因 通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成 DNA半保留复制(3)种类 提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同,导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏(4)取3支试管,分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素;用酒精消毒,用注射器取同一种动物(如家兔)血液,立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中,静置相同时间,统计三支试管中血液凝固时间
【解析】 (1)据题图可知,物质a是氨基酸序列多肽链,物质b是mRNA。在生产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是密码子的简并性,即一种氨基酸可能有几个密码子。(2)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是DNA半保留复制。(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,据图可知,水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升,且差别不大;
而水解产物中抗凝血活性有差异,经酶甲处理后,随着酶解时间的延长,抗凝血活性先上升后相对稳定,经酶乙处理后,随着酶解时间的延长,抗凝血活性先上升后下降,且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性,差异明显,据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关,导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同,导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异,实验设计思路为:取3支试管,分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素;用酒精消毒,用注射器取同一种动物(如家兔)血液,立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中,静置相同时间,统计三支试管中血液凝固时间。
4.(2022·天津卷)Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如下。
据图回答:(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有________个。
(2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是_________。A.引入短肽编码序列不能含终止子序列B.引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成________种DNA片段。
(4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽—重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是__________________________________________________________________________________________________________________________。(5)用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后,小鼠体内出现人胰岛素抗原,能够特异性识别它的免疫细胞有_________。A.B细胞 B.T细胞 C.吞噬细胞 D.浆细胞
【答案】 (1)6(2)ABCD(3)3(4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁(5)AB【解析】 (1)从图示可知,改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换,则其转录形成的mRNA中,也会有7个核苷酸发生改变,一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成,由此可知,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。
(2)要确保等比例表达A、B肽链,则需A、B肽链一起合成,即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端,在其中间加入一段短肽编码序列后,序列中间不能出现终止子,所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子,同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能,综上,故选ABCD。(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶切位点分别有2个和1个,当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后,会形成3个缺口,得到3种不同的DNA片段。(4)乳酸菌属于原核细胞,其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后,到细胞质基质中加工,再将其运输到细胞膜上,进而转移到细胞壁。(5)人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫,在特异性免疫过程中,B细胞和T细胞能特异性识别抗原,而吞噬细胞能识别抗原,但不是特异性识别,浆细胞不能识别抗原。
蛋白质工程与基因工程的比较
常考题型二 生物技术的安全性和伦理问题 5.(2024·浙江1月卷)关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是( )A.试管动物的培育 B.转基因食品的生产C.治疗性克隆的研究 D.生物武器的发展和生产【答案】 D【解析】 试管动物的培育属于胚胎工程,没有禁止,A错误;我国目前不反对转基因食品的生产,B错误;中国政府禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆,C错误;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,D正确。故选D。
6.(江苏卷)下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传给子代的是( )A.将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌B.将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株C.将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛D.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗【答案】 D
【解析】 将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌,可以通过二分裂将胰岛素基因传给后代,A不符合题意;将花青素代谢基因导入植物体细胞,再经植物组织培养获得的植株所有细胞均含有花青素代谢基因,花青素代谢基因会随该植物传给后代,B不符合题意;将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛所有细胞均含有肠乳糖酶基因,可以遗传给后代,C不符合题意;该患者进行基因治疗时,只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因,性原细胞不含该基因,故不能遗传给后代,D符合题意。
7.(2023·浙江1月卷)以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类,在安全与伦理方面有不同的观点,下列叙述正确的是( )A.试管婴儿技术应全面禁止B.治疗性克隆不需要监控和审查C.生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险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】 D
【解析】 试管婴儿为治疗不孕症开辟了新途径,不应全面禁止,A错误;我国政府一再重申四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,但治疗性克隆可在有效监控和严格审查下实施,B错误,D正确;生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念,C错误。故选D。
8.(江苏卷)下列关于转基因生物安全性的叙述中,错误的是( )A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上
【答案】 B【解析】 我国为保护消费者的知情权,已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度,A项正确;转基因生物是否存在安全问题,尚在争论之中,国家为了维护消费者对转基因产品的选择权和知情权,一般会加贴标注,但不会警示性注明可能的危害,B项错误;保障转基因生物安全的前提是开展风险评估、预警跟踪和风险管理等,C项正确;目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上,此外还有生物安全问题,D项正确。
对克隆的理解克隆是指无性繁殖系,具体地说,是指从一个共同祖先通过无性繁殖的方法繁殖出来的一群遗传特征相同的DNA分子、细胞或个体。克隆有广义和狭义之分,广义的克隆有分子、细胞和个体三个水平的克隆;狭义的克隆是指通过细胞核移植产生重组细胞再发育成新个体。1.分子水平的克隆:即DNA复制,如PCR扩增产生相同的基因,表达载体进入受体细胞或在生物中自我复制得到大量完全相同的基因等。
2.细胞水平的克隆:如通过细胞培养由亲代细胞分裂形成遗传信息相同的很多细胞或某些组织、器官;单克隆抗体的制备,单细胞生物如细菌进行分裂生殖等。3.个体水平的克隆:是指通过各种生物技术获得基因型完全相同的两个或更多个体。如通过细胞核移植、胚胎分割等产生新个体。克隆的生殖方式属于无性生殖。
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