2023届高考生物二轮复习基因工程及生物技术的安全性与伦理问题作业含答案

微专题限时集训(十六)　基因工程及生物技术的安全性与伦理问题

(建议用时：25分钟)

一、选择题

1．(2021·江苏选择性考试)如图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是(　　)

A．分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T­DNA序列

B．该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因需整合到不同染色体上

C．若要获得剔除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组

D．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异

D　[农杆菌中的Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，故分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T­DNA序列，进而成功整合到受体细胞染色体上，A正确；该方法需要利用农杆菌转化法，在高转化频率的基础上，将目的基因和标记基因整合到染色体上，由图可知，标记基因和目的基因位于细胞中不同的染色体上，B正确；通过杂交分离结果可知，经过有性繁殖阶段遗传重组后获得了三种类型的细胞，其中包括只含目的基因的，只含标记基因的和既含目的基因又含标记基因的，C正确；获得的无筛选标记转基因植株发生了基因重组，D错误。]

2．(2021·湖北选择性考试)某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带(引物与模板完全配对)外，还有两条非特异条带(引物和模板不完全配对)。为了减少非特异条带的产生，以下措施中有效的是(　　)

A．增加模板DNA的量

B．延长热变性的时间

C．延长延伸的时间

D．提高复性的温度

D　[增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异条带，A错误；延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性和延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少非特异条带，B、C错误；复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少非特异条带的产生，D正确。]

3．(2022·辽宁葫芦岛高三期末)利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，其原因不包括(　　)

A．人体不会对它们产生免疫反应

B．它们可能具有超强的传染性和致病性

C．它们可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染

D．人类从没接触过它们，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医

A　[新型致病菌对人体来说是抗原，人体可以对它们产生免疫反应，A错误；由于基因重组，集中在一种病菌体内可能导致其致病能力和传染性超强，危害性更大，B正确；由于对该致病菌进行基因修改，它们侵染的寄主可能有所改变，可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染，C正确；人类从没接触过它们，体内没有相应的记忆细胞和抗体，也没有特效药，加之它们可能具有超强的传染性和致病性，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医，D正确。]

4．(不定项)(2022·江苏苏州高三期末)人参是一种名贵药材，具有良好的滋补作用。干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。①～④表示相关的操作， EcoRⅠ、BamHⅠ为限制酶，它们的识别序列及切割位点如下表所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．过程①所需的两种引物中分别加上GAATTC和GGATCC序列有利于后续操作

B．构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行复制

C．过程③利用的是T­DNA的特性将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA中

D．过程④需控制培养基中植物激素的种类和比例，以防止愈伤组织细胞发生再分化

BC　[结合图示可知，PCR的产物用EcoRⅠ和BamHⅠ来酶切，因此需在基因的引物两侧加上酶切位点和，A正确；启动子负责与RNA聚合酶结合启动表达，终止子负责终止表达，因此构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行表达，B错误；过程③是利用T­DNA的特性将目的基因导入根瘤农杆菌中，根瘤农杆菌是原核生物，无染色体，C错误；整个过程最终需要利用愈伤组织细胞生成干扰素，因此应控制培养基中植物激素的种类和比例，以防止愈伤组织细胞发生再分化，D正确。]

二、非选择题

5．(2022·湖北武汉模拟预测)临床研究中常用腺病毒(AAV)作为载体将目的基因导入人体细胞，以实现基因治疗。为了解决天然AAV难以靶向侵入肌肉组织的问题，研究者采用如下图所示方法对AAV进行改造并筛选：首先将随机七肽基因添加到野生型AAV基因的特定部位，使其表达的七肽恰好暴露在AAV衣壳表面；然后将重组AAV载体注射到小鼠体内，一段时间后，取小鼠全身肌肉组织进行检测，筛选出能成功导入并高效表达的重组AAV载体，命名为MyoAAV。回答下列问题：

(1)随机的七肽基因一般通过DNA合成仪用化学方法直接________。将七肽基因插入AAV载体需要用到的酶有____________________。除了病毒，基因工程中使用的载体还有__________________________(答出一种)。

(2)MHCK7是骨骼肌特异性启动子，将含七肽基因的病毒衣壳基因与MHCK7重组在一起构建基因表达载体的目的是________________________，七肽的作用是________________________________________。

(3)研究人员利用筛选得到的某种MyoAAV作为载体，将CRISPR/Cas9系统(能进行靶向基因组编辑的系统)导入患遗传性肌营养不良症的模型小鼠的肌肉组织中，通过基因编辑，使肌肉组织表达抗肌营养不良蛋白，从而实现基因治疗。现需检测治疗后的模型小鼠体内抗肌营养不良蛋白的恢复情况，从分子水平上应采用________________方法，该检测方法判断治疗有效的指标是________________________。

[解析]　(1)由于随机的七肽基因是已知的，且分子量较小，因此，一般通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。将七肽基因插入AAV载体需要用到的酶有限制酶和DNA连接酶。基因工程中用作转运目的基因的载体除了病毒外，还有质粒或噬菌体的衍生物。

(2)MHCK7是骨骼肌特异性启动子，将含七肽基因的病毒衣壳基因与MHCK7重组在一起构建基因表达载体的目的是保证含七肽基因的病毒衣壳基因在肌肉细胞中特异性表达，由于七肽能够暴露在AAV衣壳表面，据此可以将靶向侵染肌肉细胞并能高效表达的重组AAV载体筛选出来。

(3)研究人员利用筛选得到的某种MyoAAV作为载体，将CRISPR/Cas9系统(能进行靶向基因组编辑的系统)导入患遗传性肌营养不良症的模型小鼠的肌肉组织中，通过基因编辑，使肌肉组织表达抗肌营养不良蛋白，从而实现基因治疗。现需检测治疗后的模型小鼠体内抗肌营养不良蛋白的恢复情况，由于要检测蛋白质是否正常表达，因此，从分子水平上应采用抗原—抗体杂交技术，若能检测到明显的杂交带，这说明目的基因进行了高效表达。

[答案]　(1)人工合成　限制酶和DNA连接酶　质粒(或噬菌体的衍生物)　(2)使含七肽基因的病毒衣壳基因在肌肉细胞中特异性表达　便于筛选能靶向侵染肌肉细胞并能高效表达的重组AAV载体　(3)抗原—抗体杂交　能检测到明显的杂交带

6．(2021·山东等级考)人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。

(1)为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是________________，在R末端添加的序列所对应的限制酶是____________。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要____________种酶。

(2)将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F1～F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是_____________

______________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(3)向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于____________，理由是____________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

[解析]　(1)据题意可知，需要将扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达，则含有启动子P的扩增后的产物读取方向与荧光蛋白基因的读取方向一致，故扩增后的产物中的R端与荧光蛋白基因中限制酶MunⅠ识别序列端结合，才能保证扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达。要做到定向插入，需要引物末端两端添加限制酶的识别序列，且被限制酶识别并切割后，两端的黏性末端不能相同。而扩增后的产物中可能含有MunⅠ和XhoⅠ的识别位点，故在引物末端添加限制酶的识别序列不能被限制酶MunⅠ和XhoⅠ所识别，故应该选用添加限制酶EcoRⅠ和限制酶SalⅠ识别序列。据图中对限制酶的注释可知，限制酶MunⅠ识别并切割后的黏性末端与限制酶EcoRⅠ识别并切割后的黏性末端相同，故R末端添加的序列所对应的限制酶是EcoRⅠ，在F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是SalⅠ；荧光蛋白基因中含有限制酶EcoRⅠ的识别位点，故对载体使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割。综上所述，对载体使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割，对扩增后的产物用限制酶EcoRⅠ和限制酶SalⅠ识别序列，然后在DNA连接酶的催化作用下，连接形成重组载体；产物扩增中需要使用耐高温的DNA聚合酶催化，合成更多的产物，故从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶，分别是耐高温的DNA聚合酶、限制酶EcoRⅠ、限制酶SalⅠ、限制酶MunⅠ、限制酶XhoⅠ、DNA连接酶。

(2)受体细胞中已经除去BCL11A基因，故扩增产物中的BCL11A蛋白结合位点，不会抑制荧光蛋白基因的表达；基因的表达需要RNA聚合酶与启动子结合，才能完成荧光蛋白基因的转录过程；含F1～F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，则可能是F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达。

(3)向培养液中添加适量的雌激素，此时重组载体上的BCL11A基因表达，产生BCL11A蛋白，BCL11A蛋白与BCL11A蛋白结合位点结合后，导致荧光蛋白基因被抑制；含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，则说明BCL11A蛋白结合位点位于F4所对应调控序列的下游(右侧)；含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，则说明BCL11A蛋白结合位点位于F5所对应调控序列的上游(左侧)，故据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。

[答案]　(1)SalⅠ　EcoRⅠ　6　(2)F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达  (3)引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上　根据有无荧光情况判断，F1～F4与R扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控序列的下游(右侧)；F5～F6与R扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于F5所对应调控序列的上游(左侧)，所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上