生物工程及其安全倫理問題——高二生物學(xué)浙科版一、單項(xiàng)選擇題1.下列不宜作為基因工程中標(biāo)記基因的是()A.核糖體蛋白基因 B.熒光蛋白基因C.產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因 D.抗性基因2.在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要遵循一定的規(guī)則。同時(shí)面對實(shí)際問題，可利用分子生物學(xué)原理加以解決。下列說法正確的是()A.利用不同的限制酶對載體和目的基因進(jìn)行剪切而形成的黏性末端無法再次連接B.若要降低細(xì)胞中某基因的表達(dá)，可將該基因的編碼序列反向連接到基因表達(dá)載體中C.如果目的基因沒有合適的酶切位點(diǎn)，可以在引物3′端末尾設(shè)計(jì)加入酶切位點(diǎn)D.表達(dá)載體中標(biāo)記基因不需要啟動(dòng)子，可以在受體細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)3.科研人員將玉米螟抗性基因Bt導(dǎo)入普通玉米，培育出如圖甲、乙、丙、丁四個(gè)品系的抗蟲玉米，攜帶基因Bt的花粉有一半敗育。下列分析錯(cuò)誤的是()A.甲品系自交子代中抗蟲玉米的占比2/5B.將乙品系的花粉人工授予普通玉米，子代中抗蟲玉米占比1/3C.丙品系的抗性遺傳最穩(wěn)定D.丁品系的花粉可育率為5/84.蝦青素是蝦體內(nèi)的一種脂質(zhì)，具有抗氧化等多種藥理活性。研究人員將蝦青素基因?qū)胨局?，獲得轉(zhuǎn)基因水稻，取轉(zhuǎn)基因水稻外植體進(jìn)行組培形成愈傷組織，制備水稻胚乳懸浮細(xì)胞，對蝦青素進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。下列說法正確的是()A.將蝦青素基因與胚特異性啟動(dòng)子重組B.在培養(yǎng)水稻胚乳細(xì)胞的固體培養(yǎng)基中添加蔗糖C.懸浮培養(yǎng)前用胰蛋白酶分離胚乳細(xì)胞D.工廠化生產(chǎn)的蝦青素需要進(jìn)行藥理活性檢測5.Hv-Lv肽鏈?zhǔn)强贵w與抗原識(shí)別并結(jié)合的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。為篩選特異性高、結(jié)合能力強(qiáng)的Hv-Lv肽鏈，將編碼Hv-Lv肽鏈的DNA片段與絲狀噬菌體固有外殼蛋白pVIII的基因連接并一起表達(dá)，最后用固定化抗原篩選（過程如圖）。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.Hv-LvDNA片段上游需要設(shè)計(jì)并連接啟動(dòng)子B.Hv-LvDNA片段上無需連接標(biāo)記基因C.收集不耐受沖洗的噬菌體獲得目標(biāo)肽鏈D.實(shí)驗(yàn)過程須嚴(yán)格遵循生物防護(hù)措施6.利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)特定單克隆抗體的流程如下圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.過程①需要使用限制酶、DNA連接酶B.過程②是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入噬菌體并啟動(dòng)基因表達(dá)C.過程③利用抗原－抗體的特異性結(jié)合篩選目標(biāo)抗體D.過程④可將目標(biāo)抗體A的基因?qū)虢湍妇M(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)7.銀杏的次生代謝產(chǎn)物如銀杏黃酮、銀杏內(nèi)酯對人體健康有重要作用等，一般從葉片中取得，但效率低。研究表明低氧脅迫條件下，培養(yǎng)銀杏細(xì)胞能提高銀杏黃酮、銀杏內(nèi)酯產(chǎn)量。利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)銀杏的次生代謝產(chǎn)物具有一定的研究意義與應(yīng)用前景。下列說法正確的是()A.用通氣不良的介質(zhì)封口，可以提升黃酮和內(nèi)酯的產(chǎn)量B.為獲得次生代謝產(chǎn)物，需要將外植體脫分化和再分化培養(yǎng)成植株C.擴(kuò)大培養(yǎng)細(xì)胞提取次生代謝物，一般使用固體培養(yǎng)基D.次生代謝是細(xì)胞生長和生存必需代謝活動(dòng)8.非對稱細(xì)胞融合技術(shù)是指利用射線照射某一種原生質(zhì)體，破壞其細(xì)胞核，用蕊香紅6G處理另一種原生質(zhì)體，使其細(xì)胞質(zhì)失活。然后融合處理過的兩種原生質(zhì)體，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核基因的優(yōu)化組合。研究者利用上述技術(shù)使小麥獲得長穗偃麥草細(xì)胞質(zhì)中的耐旱基因，培育小麥新品種。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.原生質(zhì)體應(yīng)在等滲或略高滲的外界溶液中用酶解法處理植物體細(xì)胞獲得B.需用射線照射小麥原生質(zhì)體，用蕊香紅6G處理長穗偃麥草原生質(zhì)體C.可用電融合技術(shù)促進(jìn)小麥和長穗偃麥草原生質(zhì)體的融合D.借助核移植技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù)也可獲得上述耐旱小麥新品種9.科學(xué)家利用黑鼠成纖維細(xì)胞獲得多能干細(xì)胞(iPS)，并利用該細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠，流程如圖所示，圖中①—⑨表示過程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.過程①需在含%的空氣加5%CO?混合氣體環(huán)境中培養(yǎng)體細(xì)胞B.培養(yǎng)黑鼠體細(xì)胞的培養(yǎng)基除了需要葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素外，通常需要加入血清等一些天然成分C.進(jìn)行過程⑧之前需用激素處理白鼠，該過程的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移D.由于克隆鼠與黑鼠供體所含的遺傳物質(zhì)相同，故兩者性狀完全相同10.自然情況下，牛的生育率很低，畜牧業(yè)生產(chǎn)上可通過下圖兩種途徑實(shí)現(xiàn)良種牛的快速大量繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.胚胎移植前需要用外源促性腺激素對雌性牛A與雌性牛B做超數(shù)排卵處理B.途徑1和途徑2過程中都有胚胎的形成，均為有性生殖C.途徑2獲得的克隆牛的性狀表現(xiàn)只與雌性牛B和C有關(guān)D.從雌性牛A卵巢內(nèi)取得的卵母細(xì)胞都需繼續(xù)培養(yǎng)至MⅡ期再進(jìn)行其他操作二、非選擇題11.近年來，我國科研工作者在國際上首次利用體細(xì)胞成功創(chuàng)建克隆獼猴中中、華華和夢夢。體細(xì)胞克隆猴的誕生，是人類認(rèn)識(shí)克隆技術(shù)，研究細(xì)胞功能和治療性克隆的里程碑式研究結(jié)果。同時(shí)，也是人類干細(xì)胞研究方興未艾事業(yè)的一個(gè)開始?？寺∩鲜霁J猴的操作流程如圖1。與此同時(shí)，我國科研人員利用大鼠、小鼠兩個(gè)遠(yuǎn)親物種創(chuàng)造出世界首例異源二倍體胚胎干細(xì)胞（AdESCs），操作流程如圖2。請回答下列問題：（1）利用________酶處理一只流產(chǎn)獼猴胎兒的皮膚，獲取分散的成纖維細(xì)胞，制備細(xì)胞懸液。然后放入氣體條件是________的恒溫箱中培養(yǎng)。（2）請你推測，圖1中注入的神秘濃度比的藥物的作用是________，注入細(xì)胞的方法是________。（3）通常情況下，卵母細(xì)胞要發(fā)育到________期才適合進(jìn)行核移植，早期胚胎要發(fā)育到________時(shí)才適合進(jìn)行胚胎移植，由此產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體的過程是________生殖。（4）圖2中獲取單倍體胚胎干細(xì)胞取自于囊胚的________，胚胎干細(xì)胞能發(fā)育為完整個(gè)體，說明它具有________性。（5）圖2過程涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)和________，不用大鼠和小鼠直接交配制備異源二倍體胚胎干細(xì)胞的原因是二者之間存在________。12.CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術(shù)，在單鏈向?qū)NA（SgRNA）引導(dǎo)下，Cas9基因表達(dá)產(chǎn)生的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，切割DNA雙鏈以敲除目標(biāo)基因（靶基因）或插入新的基因，其工作原理如下所示。（1）研究發(fā)現(xiàn)CRISPR-Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，從功能上看，細(xì)菌體內(nèi)的Cas9類似于基因工程中的________，推測細(xì)菌中Cas9存在的意義：________。（2）SgRNA是一段較短的能與目標(biāo)基因互補(bǔ)配對的特殊序列，在SgRNA的引導(dǎo)下，Cas9蛋白對目標(biāo)基因進(jìn)行識(shí)別和定點(diǎn)敲除。Cas9蛋白有時(shí)會(huì)對非目標(biāo)基因進(jìn)行切割，試分析其原因可能是________。請?zhí)峁┮粋€(gè)解決措施：________。（3）圖2為科研人員利用CRISPR/Cas9技術(shù)制作PD-1基因敲除牛的流程圖，通過刪除編碼PD-1蛋白功能區(qū)的2、3、4片段造成蛋白的功能性缺失，此過程至少需要根據(jù)PD-1基因的堿基序列設(shè)計(jì)________個(gè)SgRNA.經(jīng)基因編輯得到的12只小?？赏ㄟ^PCR鑒定其基因型，電泳結(jié)果如圖3所示。據(jù)圖可知，圖3中代表基因敲除純合子的小牛有________只。（4）要獲得基因編輯的小牛，需將培養(yǎng)到________時(shí)期的胚胎移植到經(jīng)過________處理的母牛的子宮中進(jìn)行發(fā)育。

答案以及解析1.答案：A解析：A、核糖體蛋白所有細(xì)胞中都含有，不易檢測，不宜作為基因工程中標(biāo)記基因，A符合題意；B、發(fā)光基因如綠色熒光蛋白基因可以用作基因工程的標(biāo)記基因，B不符合題意；C、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因可根據(jù)顏色反應(yīng)是否發(fā)生篩選重組質(zhì)粒，可以用作基因工程的標(biāo)記基因，C不符合題意；D、抗性基因可作為基因工程的標(biāo)記基因，篩選重組質(zhì)粒，D不符合題意。故選A。2.答案：B解析：A、同尾酶識(shí)別的核苷酸序列不同，但是產(chǎn)生的末端相同，因此用同尾酶切割運(yùn)載體和目的基因，可以產(chǎn)生相同的黏性末端而進(jìn)行互補(bǔ)再次連接，A錯(cuò)誤；B、要降低細(xì)胞中某基因的表達(dá)，可將該基因的編碼序列反向連接到基因表達(dá)載體中，轉(zhuǎn)錄形成的兩種mRNA可堿基互補(bǔ)配對，抑制該基因的翻譯過程，從而使該基因表達(dá)量下降，B正確；C、由于DNA子鏈延伸時(shí)總是從5'到3'，如果目的基因沒有合適的酶切位點(diǎn)，那么可以在引物5'端末尾設(shè)計(jì)加入酶切位點(diǎn)，C錯(cuò)誤；D、表達(dá)載體中標(biāo)記基因和目的基因都需要合適的啟動(dòng)子才能表達(dá)，D錯(cuò)誤。故選B。3.答案：A解析：A、攜帶基因Bt的花粉有一半敗育，甲品系自交，雌配子育性正常Bt∶O（表示不含Bt）=1∶1，可育雄配子的比例Bt∶O（表示不含Bt）=1∶2，因此自交后代中抗蟲玉米占比為1-1/2×2/3=2/3，A錯(cuò)誤；B、乙品系做父本，攜帶基因Bt的花粉有一半敗育，可育雄配子的比例變成Bt∶O（表示不含Bt）=1∶2，普通玉米做母本，雌配子均為O（表示不含Bt），雜交子代中抗蟲玉米占比為1/3，B正確；C、丙品系兩個(gè)Bt基因插入了一對等位基因，雖然位置不同，但其正常產(chǎn)生的配子一定攜帶基因Bt，因此遺傳最穩(wěn)定，C正確；D、設(shè)不含Bt的染色體對應(yīng)基因用bt表示，則丁品系產(chǎn)生BtBt、Btbt、btBt、btbt4種基因型的花粉，其中基因型BtBt、Btbt、btBt的花粉各有一半敗育，因此丁品系的花粉可育率為（3×1/2+1）÷4=5/8，D正確。故選A。4.答案：D解析：A、為使蝦青素在胚乳細(xì)胞中表達(dá)，需將蝦青素基因與胚乳特異性啟動(dòng)子重組，這樣可以使蝦青素基因在水稻胚乳細(xì)胞中特異性表達(dá)，有利于在水稻胚乳懸浮細(xì)胞中生產(chǎn)蝦青素，A錯(cuò)誤；B、制備水稻胚乳懸浮細(xì)胞，對蝦青素進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，需要使用液體培養(yǎng)基，B錯(cuò)誤；C、胰蛋白酶是用于處理動(dòng)物細(xì)胞的，植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，應(yīng)用纖維素酶和果膠酶來分離植物細(xì)胞，所以用胰蛋白酶分離胚乳細(xì)胞操作不合理，C錯(cuò)誤；D、對分離純化的蝦青素進(jìn)行活性鑒定，能夠確定所生產(chǎn)的蝦青素是否具有預(yù)期的抗氧化等藥理活性，D正確。故選D。5.答案：C解析：A、啟動(dòng)子位于基因的上游，是RNA聚合酶識(shí)別與結(jié)合的位點(diǎn)，可用于驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄，故Hv-LvDNA片段上游需要設(shè)計(jì)并連接啟動(dòng)子，A正確；B、Hv-Lv肽鏈?zhǔn)强贵w與抗原識(shí)別并結(jié)合的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，而Hv-LvDNA可表達(dá)出Hv-Lv肽鏈，可通過是否與固定化抗原相結(jié)合進(jìn)行篩選，無需連接標(biāo)記基因，B正確；C、結(jié)合題意可知，該過程目的是篩選特異性高、結(jié)合能力強(qiáng)的Hv-Lv肽鏈，因此，需收集耐受沖洗的噬菌體的目標(biāo)肽鏈，C錯(cuò)誤；D、絲狀噬菌體為病毒，實(shí)驗(yàn)過程須嚴(yán)格遵循生物防護(hù)措施，盡可能避免可能會(huì)帶來的安全問題，D正確。故選C。6.答案：B解析：A、過程①利用質(zhì)粒構(gòu)建表達(dá)載體，該過程需要用到限制酶和DNA連接酶，A正確；B、②表示將目的基因?qū)氪竽c桿菌或酵母菌并將抗體蛋白表達(dá)的過程，從而產(chǎn)生外殼上攜帶不同抗體的不同的噬菌體，B錯(cuò)誤；C、③表示利用抗原抗體特異性結(jié)合的原理篩選能與特定抗原結(jié)合的抗體，C正確；D、酵母菌是真核表達(dá)系統(tǒng)，適合生產(chǎn)復(fù)雜蛋白如抗體，④表示將目標(biāo)抗體A的基因?qū)虢湍妇M(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，D正確。故選B。7.答案：A解析：A、由題中“低氧脅迫條件下，培養(yǎng)銀杏細(xì)胞能提高銀杏黃酮、銀杏內(nèi)酯產(chǎn)量”可知，用通氣不良的介質(zhì)封口，可以提升黃酮和內(nèi)酯的產(chǎn)量，A正確；B、為獲得次生代謝產(chǎn)物，將外植體培養(yǎng)成特定的組織細(xì)胞即可，B錯(cuò)誤；C、擴(kuò)大培養(yǎng)細(xì)胞提取次生代謝產(chǎn)物，一般使用液體培養(yǎng)基，C錯(cuò)誤；D、次生代謝不是生物生長所必需的代謝活動(dòng)，D錯(cuò)誤。8.答案：B解析：植物細(xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性可用纖維素酶和果膠酶進(jìn)行處理，得到原生質(zhì)體，等滲的外界溶液能維持原生質(zhì)體的形態(tài)和功能，A正確；長穗偃麥草細(xì)胞質(zhì)中含耐旱基因，故應(yīng)利用射線照射長穗偃麥草，破壞其細(xì)胞核，用蕊香紅6G處理小麥，使其細(xì)胞質(zhì)失活，B錯(cuò)誤；借助核移植技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù)也可獲得上述耐早小麥新品種，如可將小麥的細(xì)胞核移入長穗偃麥草的細(xì)胞質(zhì)中，或抗旱基因?qū)胄←渻?nèi)，D正確。9.答案：D解析：A、iPS細(xì)胞需置于含有95%空氣和5%CO2混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，A正確；B、培養(yǎng)黑鼠體細(xì)胞的培養(yǎng)基除了需要葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素外，通常需要加入血清等一些天然成分，加入血清的目的是滿足細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)的需求，B正確；C、進(jìn)行過程⑧之前需用激素處理白鼠，其目的是同期發(fā)情處理；該過程，即胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，C正確；D、雖然克隆鼠與黑鼠供體在遺傳物質(zhì)上是相同的，但性狀的表現(xiàn)還受到環(huán)境因素的影響。此外，克隆過程中可能發(fā)生的表觀遺傳變化也可能導(dǎo)致兩者在性狀上不完全相同，D錯(cuò)誤。故選D。10.答案：D解析：胚胎移植前需要對雌性牛A與雌性牛B做同期發(fā)情處理，受體母牛不需要超數(shù)排卵處理，A錯(cuò)誤；途徑1獲得試管牛的技術(shù)流程中包括體外受精，屬于有性生殖，途徑2獲得的克隆牛是通過核移植技術(shù)獲得的，為無性生殖，B錯(cuò)誤；環(huán)境也會(huì)影響克隆牛的性狀表現(xiàn)，C錯(cuò)誤；兩個(gè)途徑中從雌性牛A卵巢內(nèi)取得的卵母細(xì)胞都需要先體外培養(yǎng)至M=2\*ROMANII再進(jìn)行操作。D正確。11.答案：（1）胰蛋白酶/膠原蛋白酶；95%空氣和5%的CO2（2）激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程；顯微注射法（3）MII；桑椹胚或囊胚；無性（4）內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；全能（5）動(dòng)物細(xì)胞融合；生殖隔離解析：（1）用胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）處理組織可分散成單個(gè)細(xì)胞，故利用胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）處理一只流產(chǎn)獼猴胎兒的皮膚，獲取分散的成纖維細(xì)胞，制備細(xì)胞懸液。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，恒溫箱的氣體條件是95%空氣和5%的CO2。（2）注入的神秘濃度比的藥物的作用是激活重構(gòu)胚，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。圖1中的重組細(xì)胞是動(dòng)物細(xì)胞，將神秘濃度比的藥物注入細(xì)胞的方法是顯微注射法。（3）卵母細(xì)胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)，細(xì)胞已經(jīng)成熟，具備受精能力，故卵母細(xì)胞要發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)才適合核移植，早期胚胎要發(fā)育到桑葚胚或囊胚時(shí)才適合進(jìn)行胚胎移植。此動(dòng)物個(gè)體的產(chǎn)生是細(xì)胞核移植等一系列技術(shù)的結(jié)果，從繁殖的角度看本質(zhì)是無性生殖。（4）囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)能發(fā)育為完整個(gè)體，它具有全能性。（5）圖2過程涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞融合（孤雌單倍體胚胎干細(xì)胞和孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞融合）。由題干可知，大鼠和小鼠是兩個(gè)遠(yuǎn)親物種，二者之間存在生殖隔離，自然狀態(tài)下無法完成受精作用，或者即便能完成也不能發(fā)育，因此不用大鼠和小鼠直接交配制備異源二倍體胚胎干細(xì)胞。12.答案：（1）限制酶；切割外源DNA使之失效，以保證自身的安全（2）當(dāng)其他基因也含有與SgRNA互