考點38基因工程生物技術的安全性和倫理問題第一關小題自助餐自選狂刷題組一刷基礎小卷——固知識1.[經(jīng)典模擬]如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是（）A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②2.下列關于基因工程的敘述，錯誤的是（）A．目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物B．限制性內切核酸酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C．人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D．載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達3.[2022·四省名校高三聯(lián)考]胰島素是胰島素基因控制合成的胰島素原經(jīng)加工、分類、包裝而形成的一種分泌蛋白，是治療糖尿病的特效藥?？茖W家從人體內直接提取到控制合成人胰島素的基因，擬采用基因工程的方法大量生產(chǎn)人胰島素以用于疾病的治療。結合所學知識回答下列問題：（1）從人體內直接提取的人胰島素基因數(shù)量較少，科學家常采用PCR（多聚酶鏈式反應）技術對其進行快速擴增，該技術依據(jù)的原理是，PCR技術擴增目的基因的前提是，以便據(jù)此合成引物。（2）構建人胰島素基因表達載體是基因工程的核心，其目的是_________________________________________________________________________________________。一個完整的基因表達載體除了含有啟動子、終止子、目的基因外，還含有標記基因，標記基因的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）為能在山羊的乳汁中提取到人胰島素，科學家將人胰島素基因與等調控元件重組在一起，通過法導入山羊的受精卵中，最終得到乳汁中含有人胰島素的轉基因山羊，最終實現(xiàn)了人胰島素的大量生產(chǎn)。（4）依據(jù)單細胞生物繁殖快、代謝旺盛的特點，科學家選用酵母菌作為生產(chǎn)人胰島素的轉基因受體細胞，不選用大腸桿菌作為受體細胞的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。題組二刷提升小卷——培素養(yǎng)4.[2022·江蘇省東臺中學高三檢測]限制酶、DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)為DNA切割、連接、功能基因的獲得以及表達載體的構建創(chuàng)造了條件，下列關于限制酶和DNA連接酶的敘述，正確的是（）A．兩者都是從原核生物中分離純化出來的B．兩者的催化都會導致磷酸二酯鍵數(shù)目的改變C.限制酶都能在特定位點切割產(chǎn)生黏性末端D．T4DNA連接酶只能連接雙鏈DNA片段互補的黏性末端5.[經(jīng)典模擬]近年誕生的CRISPR/Cas9基因編輯技術可進行基因定點編輯。CRISPR/Cas9系統(tǒng)主要包括Cas9（內切核酸酶）和向導RNA，其原理是由向導RNA引導Cas9到一個特定的基因位點進行切割（上述過程見下圖）。下列相關敘述，正確的是（）A．CRISPR/Cas9的組成物質是在核糖體上合成的B．向導RNA的合成需要逆轉錄酶的參與C．基因的定點編輯過程只涉及堿基A—U，G—C的互補配對D．切割后形成的每個DNA片段均含有兩個游離的磷酸基團6.[2022·新高考省份高三檢測]為使玉米獲得抗除草劑性狀，需進行如圖所示的操作。報告基因的產(chǎn)物能催化無色物質K呈現(xiàn)藍色。轉化過程中，愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌，導致未轉化的愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長。下列敘述不正確的是（）A．篩選1需要用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出成功導入表達載體的農(nóng)桿菌B．篩選2需要用無色物質K處理愈傷組織并篩選出呈現(xiàn)藍色的組織C．為使除草劑抗性基因G在農(nóng)桿菌中高效表達，需要把目的基因片段插入到表達載體的復制原點和啟動子之間D．為從個體水平上檢測圖中玉米植株A是否具有抗除草劑性狀，可采用的方法是用相應除草劑噴灑待測玉米植株7.[經(jīng)典高考]北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復序列，該序列重復次數(shù)越多，抗凍能力越強，下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關敘述正確的是（）A．過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B．將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C．過程②構成的重組質粒缺乏標記基因，需要轉入農(nóng)桿菌才能進行篩選D．應用DNA探針技術，可以檢測轉基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達8.[2022·福建龍巖市高三一模]Kisspeptin（Kp）是脊椎動物的一種肽類激素，對下丘腦分泌促性腺激素釋放激素（GnRH）的神經(jīng)元有活化作用。研究者為探究Kp、GnRH以及GnRH受體的相關基因在下丘腦和垂體中的表達情況，提取下丘腦和垂體中的RNA，采用RT－PCR擴增DNA（RT是反轉錄）進行檢測。下列有關敘述不正確的是（）A．RT—PCR過程需要的酶有反轉錄酶、Taq酶B.PCR擴增時可以相關基因的mRNA的核苷酸序列為依據(jù)設計引物C．檢測RT－PCR的產(chǎn)物可采用DNA分子雜交和熒光分子雜交技術D．可檢測到Kp受體、GnRH、GnRH受體相關基因均在下丘腦中表達量最高9.[2022·沈陽市高三模擬]圖1為培育轉基因生物時選用的運載體，圖2是含有目的基因的一段DNA序列，圖中標注了相關限制酶的酶切位點。下列敘述錯誤的是（）A.若通過PCR技術提取該目的基因，應該選用引物甲和引物丙B．構建表達載體時應選用BclⅠ和HindⅢ這兩種限制酶以及DNA連接酶C．若將基因表達載體導入大腸桿菌中，需用Ca2＋處理大腸桿菌D．只利用含四環(huán)素的培養(yǎng)基就可以直接篩選出成功導入表達載體的受體細胞10.甲基對硫磷是常見的農(nóng)藥污染物。科研人員嘗試改造并分離得到能夠降解甲基對硫磷的微生物。下列操作中非必需的是（）A．構建含有甲基對硫磷分解酶基因的表達載體B．將甲基對硫磷分解酶基因表達載體導入受體菌C．用甲基對硫磷為唯一碳源的培養(yǎng)基選擇所需工程菌D．提取工程菌的質粒并檢測甲基對硫磷基因的含量11.下圖表示蛋白質工程的操作過程，相關說法不正確的是（）A．蛋白質工程中對蛋白質分子結構的了解是非常關鍵的工作B．蛋白質工程是完全擺脫基因工程技術的一項全新的生物技術工程C．a(chǎn)、b過程分別是轉錄、翻譯D．蛋白質工程可以制造一種新的蛋白質也可以對現(xiàn)有蛋白質進行改造12.安全有效的疫苗被認為是戰(zhàn)勝新冠疫情的“終極武器”。截止到2021年2月28日，我國共有4款新冠疫苗獲批上市，走在世界新冠疫苗研發(fā)的前沿。根據(jù)采用的主要技術路徑不同，目前研制的新冠疫苗主要是核酸疫苗、滅活疫苗、腺病毒載體疫苗、重組蛋白疫苗。對于新冠疫苗研制的技術路徑，下列說法不合理的是（）A．通過基因工程方法，生產(chǎn)提純新冠病毒最有可能作為抗原的S蛋白，制成重組蛋白疫苗B.將新冠病毒在瓊脂培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，然后通過滅活和純化，制成滅活疫苗C.mRNA疫苗在人體細胞內作為模板合成病毒刺突蛋白（如S蛋白）可刺激人體產(chǎn)生抗體D．用改造后無害的腺病毒作為載體，和新冠病毒的刺突蛋白基因（如S蛋白基因）重組，可制成腺病毒載體疫苗13.基因編輯是指將外源DNA片段導入到染色體DNA特定位點或刪除基因內部特定片段，是一種對生物體基因組特定目標基因進行修飾的技術。下圖是對某生物B基因進行基因編輯的過程，該過程中用sgRNA指引限制性內切核酸酶Cas9結合到特定的靶位點。下列相關敘述錯誤的是（）A．sgRNA的部分堿基序列與靶基因序列互補B．限制性內切核酸酶Cas9可斷裂核苷酸之間的磷酸二酯鍵C.根據(jù)上述處理前后生物體的功能變化，可推測B基因的功能D．使用該項基因編輯技術來預防人的某些疾病時可以無需審批題組三刷真題小卷——登頂峰14.[2021·湖北卷]限制性內切核酸酶EcoRⅠ識別并切割雙鏈DNA，用EcoRⅠ完全酶切果蠅基因組DNA，理論上得到DNA片段的平均長度（堿基對）約為（）A．6B．250C．4000D．2400015.[2021·湖北卷]某實驗利用PCR技術獲取目的基因，實驗結果顯示除目的基因條帶（引物與模板完全配對）外，還有2條非特異條帶（引物和模板不完全配對）。為了減少反應非特異條帶的產(chǎn)生，以下措施中有效的是（）A.增加模板DNA的量B．延長熱變性的時間C．延長延伸的時間D．提高復性的溫度16.[2021·遼寧卷]腈水合酶（N0）廣泛應用于環(huán)境保護和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領域，但不耐高溫。利用蛋白質工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶（N1）。下列有關敘述錯誤的是（）A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B．加入連接肽需要通過改造基因實現(xiàn)C．獲得N1的過程需要進行轉錄和翻譯D．檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境17.[2021·山東卷]粗提取DNA時，向雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌，過濾后所得濾液進行下列處理后再進行過濾，在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物的處理方式是（）A．加入適量的木瓜蛋白酶B．37～40℃的水浴箱中保溫10～15分鐘C．加入與濾液體積相等的、體積分數(shù)為95%的冷卻的酒精D．加入NaCl調節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14mol/L18.[2021·海南卷]CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向導RNA（sgRNA）引導下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術的工作原理如圖所示。回答下列問題。（1）過程①中，為構建CRISPR/Cas9重組質粒，需對含有特定sgRNA編碼序列的DNA進行酶切處理，然后將其插入到經(jīng)相同酶切處理過的質粒上，插入時所需要的酶是。（2）過程②中，將重組質粒導入大腸桿菌細胞的方法是。（3）過程③～⑤中，sgRNA與Cas9蛋白形成復合體，該復合體中的sgRNA可識別并與目標DNA序列特異性結合，二者結合所遵循的原則是。隨后，Cas9蛋白可切割序列。（4）利用CRISPR/Cas9基因編輯技術敲除一個長度為1200bp的基因，在DNA水平上判斷基因敲除是否成功所采用的方法是，基因敲除成功的判斷依據(jù)是。（5）某種蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白?？蒲腥藛T將該蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9質粒中獲得重組質粒，隨后將其導入到大腸桿菌細胞，通過基因編輯把該蛋白酶基因插入到基因組DNA中，構建得到能大量分泌該蛋白酶的工程菌。據(jù)圖簡述CRISPR/Cas9重組質粒在受體細胞內，將該蛋白酶基因插入到基因組DNA的編輯過程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。19.[2021·遼寧卷]PHB2蛋白具有抑制細胞增殖的作用。為初步探究某動物PHB2蛋白抑制人宮頸癌細胞增殖的原因，研究者從基因數(shù)據(jù)庫中獲取了該蛋白的基因編碼序列（簡稱phb2基因），大小為0.9kb（1kb＝1000堿基對），利用大腸桿菌表達該蛋白?；卮鹣铝袉栴}：（1）為獲取phb2基因，提取該動物肝臟組織的總RNA，再經(jīng)過程得到cDNA，將其作為PCR反應的模板，并設計一對特異性引物來擴增目的基因。（2）圖1為所用載體圖譜示意圖，圖中限制酶的識別序列及切割位點見下表。為使phb2基因（該基因序列不含圖1中限制酶的識別序列）與載體正確連接，在擴增的phb2基因兩端分別引入和兩種不同限制酶的識別序列。經(jīng)過這兩種酶酶切的phb2基因和載體進行連接時，可選用（填“E.coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”）。相關限制酶的識別序列及切割位點注：箭頭表示切割位點。（3）轉化前需用CaCl2處理大腸桿菌細胞，使其處于的生理狀態(tài)，以提高轉化效率。（4）將轉化后的大腸桿菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，隨機挑取菌落（分別編號為1、2、3、4）培養(yǎng)并提取質粒，用（2）中選用的兩種限制酶進行酶切，酶切產(chǎn)物經(jīng)電泳分離，結果如圖2，號菌落的質粒很可能是含目的基因的重組質粒。注：M為指示分子大小的標準參照物；小于0.2kb的DNA分子條帶未出現(xiàn)在圖中。（5）將純化得到的PHB2蛋白以一定濃度添加到人宮頸癌細胞培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24小時后，檢測處于細胞周期（示意圖見圖3）不同時期的細胞數(shù)量，統(tǒng)計結果如圖4。分析該蛋白抑制人宮頸癌細胞增殖可能的原因是將細胞阻滯在細胞周期的（填“G1”“S”或“G2/M”）期。20.[2021·福建卷]微生物吸附是重金屬廢水的處理方法之一。金屬硫蛋白（MT）是一類廣泛存在于動植物中的金屬結合蛋白，具有吸附重金屬的作用?？蒲腥藛T將棗樹的MT基因導入大腸桿菌構建工程菌?；卮鹣铝袉栴}：（1）根據(jù)棗樹的MTcDNA的核苷酸序列設計了相應的引物（圖1甲），通過PCR擴增MT基因。已知A位點和B位點分別是起始密碼子和終止密碼子對應的基因位置。選用的引物組合應為。（2）本實驗中，PCR所用的DNA聚合酶擴增出的MT基因的末端為平末端。由于載體E只有能產(chǎn)生黏性末端的酶切位點，需借助中間載體P將MT基因接入載體E。載體P和載體E的酶切位點及相應的酶切序列如圖1乙所示。①選用酶將載體P切開，再用（填“T4DNA”或“E·coliDNA”）連接酶將MT基因與載體P相連，構成重組載體P′。②載體P′不具有表達MT基因的和。選用酶組合對載體P′和載體E進行酶切，將切下的MT基因和載體E用DNA連接酶進行連接，將得到的混合物導入到用離子處理的大腸桿菌，篩出MT工程菌。（3）MT基因在工程菌的表達量如圖2所示。結果仍無法說明已經(jīng)成功構建能較強吸附廢水中重金屬的MT工程菌，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。21.[2021·山東卷]人類γ基因啟動子上游的調控序列中含有BCL11A蛋白結合位點，該位點結合BCL11A蛋白后，γ基因的表達被抑制。通過改變該結合位點的序列，解除對γ基因表達的抑制，可對某種地中海貧血癥進行基因治療。科研人員擴增了γ基因上游不同長度的片段，將這些片段分別插入表達載體中進行轉化和熒光檢測，以確定BCL11A蛋白結合位點的具體位置。相關信息如圖所示。（1）為將擴增后的產(chǎn)物定向插入載體指導熒光蛋白基因表達，需在引物末端添加限制酶識別序列。據(jù)圖可知，在F1～F7末端添加的序列所對應的限制酶是，在R末端添加的序列所對應的限制酶是。本實驗中，從產(chǎn)物擴增到載體構建完成的整個過程共需要種酶。（2）將構建的載體導入除去BCL11A基因的受體細胞，成功轉化后，含F(xiàn)1～F6與R擴增產(chǎn)物的載體表達熒光蛋白，受體細胞有熒光，含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光。含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。（3）向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素，含F(xiàn)1～F4與R擴增產(chǎn)物的受體細胞不再有熒光，而含F(xiàn)5～F6與R擴增產(chǎn)物的受體細胞仍有熒光。若γ基因上游調控序列上與引物序列所對應的位置不含有BCL11A蛋白的結合位點序列，據(jù)此結果可推測，BCL11A蛋白結合位點位于，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第二關大題自助餐自選精做題組一基因工程及應用1.[2022·廣東珠海市模擬]新冠病毒是RNA病毒，病毒的S蛋白（刺突蛋白）是決定病毒入侵易感細胞的關鍵蛋白，可與宿主細胞的受體結合。下面為兩種針對新冠病毒的疫苗研發(fā)方法，回答下列問題。方法技術路線基因工程疫苗S蛋白基因→基因表達載體→大腸桿菌→S蛋白→人體腺病毒載體重組疫苗S蛋白基因→腺病毒基因表達載體→人體（1）基因表達載體的組成除了S蛋白基因外還必須有復制原點、啟動子、（答出2點）等。啟動子位于基因的首端，它是的部位。（2）基因工程疫苗制備過程中S蛋白基因進入大腸桿菌細胞內并且，則說明該基因完成了轉化。與基因工程疫苗相比，腺病毒載體重組疫苗的優(yōu)點是。（3）除研制疫苗外，還可對新冠病毒進行免疫學檢測以阻斷傳播途徑，其過程是：①向小鼠體內注射新冠病毒S蛋白后分離產(chǎn)生的B淋巴細胞，并與小鼠的骨髓瘤細胞融合，常用的融合方法有（答出1種）；再多次篩選、檢測，最終獲得所需雜交瘤細胞，該種細胞的特點是_____________________________________。②獲得的雜交瘤細胞可在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到內增殖，獲得大量可與S蛋白特異性結合的單克隆抗體作為診斷試劑。2.[2021·廣東廣州市三模]科研工作者將徑柳匙葉草液泡膜Na＋/K＋逆向轉運蛋白基因（TaNHX2基因）轉移到棉花細胞內，獲得了耐鹽新品種。圖1是含有目的基因的DNA片段，Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ為三種限制酶（Sau3AⅠ、BamHⅠ切割形成的黏性末端相同）；圖2是農(nóng)桿菌Ti質粒結構示意圖。請分析回答問題：（1）將徑柳匙葉草不同基因的DNA片段導入受體菌的群體中儲存，再根據(jù)目的基因的特定序列從受體菌中提取該基因，這種獲取目的基因的方法稱為___________________。（2）計劃用EcoRⅠ分別切割圖1中DNA片段和圖2所示質粒，以構建基因表達載體。①構建表達載體除限制酶外還需要的工具酶是。②本方案的缺陷是：可能導致以及目的基因與質粒的反向連接。③為避免上述缺陷，最佳方案是用切割圖1的DNA，用切割圖2質粒。（3）目的基因成功導入受體細胞后，還需要利用技術才能得到轉基因棉花苗，這一技術的原理是___________________________________________________。（4）要在個體生物學水平上檢測耐鹽新品種的培育效果，檢測方法是。題組二基因工程和蛋白質工程的綜合考查3.[2022·陜西省聯(lián)考]超氧化物歧化酶（SOD）是生物體內重要的抗氧化酶，具有延緩衰老的功效。科研人員采用農(nóng)桿菌介導轉化法將攜帶SOD基因的Ti質粒導入胡蘿卜細胞，成功培育出轉SOD基因胡蘿卜的新品種?；卮鹣铝袉栴}：（1）Ti質粒作為基因工程中常用的載體，應具備的基本條件有（答出2點即可）。為了促進農(nóng)桿菌吸收Ti質粒，一般先用藥物處理大腸桿菌使之成為細胞。（2）為了獲得SOD基因，可通過提取分析超氧化物歧化酶中的序列，推知SOD基因可能的核苷酸序列，再用DNA合成儀直接大量合成?；蚬こ讨行枰狣NA連接酶，該酶催化形成的化學鍵是。（3）將攜帶SOD基因的Ti質粒的農(nóng)桿菌導入到胡蘿卜的體細胞中，然后利用技術獲得胡蘿卜的再生植株。若要測定SOD基因最終是否整合到胡蘿卜的某一染色體上，可用技術，或直接測定該染色體上的DNA序列。（4）將SOD基因與受體植物細胞（包括原生質體受體）遺傳物質重新組合，除了轉基因技術外，還有細胞融合等方法，這些方法解決了傳統(tǒng)育種方法存在的的缺陷。（5）在生產(chǎn)蛋白質方面，與基因工程相比，蛋白質工程的優(yōu)點是____________________ 。4.[2022·福建省模擬]乙烯具有促進果實成熟的作用，ACC合成酶是番茄細胞合成乙烯的關鍵酶。轉化的反義ACC合成酶基因番茄具有耐儲存、宜運輸?shù)膬?yōu)點。下圖為反義ACC合成酶基因表達載體的結構示意圖，請據(jù)圖回答。（1）提取ACC合成酶的mRNA時，宜選用成熟番茄的果實組織，原因是。以mRNA為模板合成DNA所需的酶是，原料是。（2）將圖中表達載體與農(nóng)桿菌菌液混合后，加入含有的培養(yǎng)基中，可篩選出轉化了反義ACC合成酶基因的農(nóng)桿菌。將ACC合成酶基因反向接在35S后構成反義ACC合成酶基因，在檢測反義ACC合成酶基因是否整合到番茄植株的染色體DNA上時，（填“能”或“不能”）用放射性物質標記的ACC合成酶基因片段做探針進行檢測，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）圖中35S為特異啟動子，推測35S應在番茄的