基因工程及生物技術(shù)安全與倫理問題——高考生物學一輪復習單元檢測卷一、選擇題（本題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1.基因工程操作離不開三種工具，下列有關(guān)說法正確的是()A.用限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒時，需保證獲得相同的黏性末端B.常用載體質(zhì)粒的基本單位是核糖核苷酸，另外兩種工具的基本單位是氨基酸C.DNA聚合酶能夠催化形成磷酸二酯鍵，是基因工程中的“分子縫合針”D.攜帶目的基因的質(zhì)粒只有整合到受體DNA上才會隨后者的復制而復制2.1972年，伯格首先在體外進行了DNA改造的研究，成功地構(gòu)建了第一個體外重組DNA分子。下列敘述錯誤的是()A.限制酶和其他酶一樣具有專一性，只能識別特定的核苷酸序列B.質(zhì)粒是只存在于細菌細胞質(zhì)中能自主復制的小型環(huán)狀DNA分子C.用限制酶酶切獲得一個外源基因時，若得到兩個切口，有4個磷酸二酯鍵被斷開D.DNA連接酶能連接同種限制酶切開的兩個DNA片段，重新形成磷酸二酯鍵3.基因工程中需使用多種工具酶，幾種限制酶的切割位點如圖所示。下列說法正確的是()A.限制酶SmaI和EcoRV切割形成的末端，只能通過E.coliDNA連接酶相互連接B.DNA連接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯鍵的形成C.限制酶EcoRI進行一次切割，會切斷2個磷酸二酯鍵，形成1個游離的5′末端D.若兩種限制酶的識別序列相同，則形成的末端一定能通過DNA連接酶相互連接4.為提高大豆對磷元素的吸收能力，研究人員利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將水稻的耐低磷基因OsPTF轉(zhuǎn)移到大豆植株中，下圖為重組Ti質(zhì)粒上T-DNA的序列結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)敘述不正確的是()A.以水稻RNA為模板通過逆轉(zhuǎn)錄及PCR擴增可獲得大量OsPTF基因B.RNA聚合酶與啟動子I識別并結(jié)合后，啟動抗除草劑基因的轉(zhuǎn)錄C.可通過含除草劑的選擇培養(yǎng)基篩選含有目的的基因大豆愈傷組織D.用EcoRI、BamHI雙酶切重組Ti質(zhì)粒后，經(jīng)電泳分離至少得到兩條帶5.如圖表示人工合成目的基因及PCR擴增儀擴增DNA的過程。下列敘述錯誤的是()A.轉(zhuǎn)基因生物中的目的基因并非都是通過表達產(chǎn)生相應的蛋白質(zhì)來改變生物性狀的B.過程①、過程②和過程⑤所用的原料一致C.PCR擴增儀中還需加入解旋酶以便于DNA雙鏈的解旋D.過程④的溫度設置在50℃左右而不能太低，避免引物錯配和模板鏈形成雙鏈6.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，研究者獲取了該蛋白的基因編碼序列（簡稱phb2基因），利用大腸桿菌表達該蛋白。下圖為所用載體示意圖，phb2基因基因序列不含圖中限制酶的識別序列。下列敘述錯誤的是()A.將phb2基因與載體正確連接構(gòu)建基因表達載體是培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的核心工作B.為使phb2基因與載體正確連接，在擴增的phb2基因兩端可分別引入PvuⅡ和EcoRI限制酶的識別序列C.在使phb2基因與載體連接時，在擴增的phb2基因兩端都引入PvuⅡ限制酶的識別序列可能導致目的基因環(huán)化D.構(gòu)建基因表達載體時，需選擇BamHI限制酶破壞氨芐青霉素抗性基因，以便對目的基因是否正常轉(zhuǎn)入進行檢測與鑒定7.質(zhì)粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，將該質(zhì)粒導入大腸桿菌細胞后，其編碼的酶可分解X-gal，產(chǎn)生藍色物質(zhì)，進而形成藍色菌落，如圖所示?？蒲行〗M以該質(zhì)粒作為載體，采用基因工程技術(shù)實現(xiàn)人源干擾素基因在大腸桿菌中的高效表達。下列敘述錯誤的是()A.使用氯化鈣處理大腸桿菌以提高轉(zhuǎn)化效率，可增加篩選平板上白色和藍色菌落數(shù)B.如果篩選平板中僅含卡那霉素，生長出的白色菌落不可判定為含目的基因的菌株C.因質(zhì)粒K中含兩個標記基因，篩選平板中長出的白色菌落即為表達目標蛋白的菌株D.若篩選平板中藍色菌落偏多，原因可能是質(zhì)粒K經(jīng)酶切后自身環(huán)化并導入了大腸桿菌8.下圖是將人的生長激素基因?qū)爰毦鶥細胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細菌B細胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。判斷下列說法正確的是()A．目的基因成功表達的標志是受體細胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長B．常用的方法是顯微注射法，將完成導入過程后的細菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導入了重組質(zhì)粒的細菌C．將完成導入過程后的細菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的是只導入了質(zhì)粒A的細菌D．將重組質(zhì)粒導入細菌，細菌能在涂布有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長9.胰島素用于治療糖尿病，但胰島素注射后易在皮下堆積，需較長時間才能進入血液，進入血液后又易被分解，因此治療效果受到影響。科研人員研制了速效胰島素，其生產(chǎn)過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.速效胰島素的生產(chǎn)需要用到蛋白質(zhì)工程和發(fā)酵工程B.大腸桿菌合成的新的胰島素不能正常發(fā)揮作用C.除人工合成DNA外，還可以通過定點突變技術(shù)獲得目的基因D.可以用Ca2+處理的方法直接將新的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌細胞中10.基于AI技術(shù)的蛋白質(zhì)設計方法，可以利用現(xiàn)有蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫以及機器深度“學習算法”來預測新型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能。下列說法錯誤的是()A.AI可幫助人們更深入了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系B.AI可預測新型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，依據(jù)的原理是中心法則C.可通過改造或合成基因來獲得AI設計的蛋白質(zhì)D.AI可幫助人們高效地設計出自然界沒有的蛋白質(zhì)11.蛋白質(zhì)工程可以說是基因工程的延伸，下列敘述正確的是()A.蛋白質(zhì)工程需要制備蛋白質(zhì)晶體，然后通過X射線衍射技術(shù)，分析晶體結(jié)構(gòu)，建立蛋白質(zhì)三維模型后，才能設計預期蛋白質(zhì)的功能B.蛋白質(zhì)工程和基因工程在分子水平對基因進行定點突變時，只能實現(xiàn)堿基對的替換C.蛋白質(zhì)工程和基因工程原則上都能生產(chǎn)自然界中不存在的，但是滿足人類生產(chǎn)生活需要的蛋白質(zhì)D.蛋白質(zhì)工程可以通過增加酶內(nèi)部的二硫鍵數(shù)目，來提高酶的熱穩(wěn)定性12.水蛭素可用于預防和治療血栓。研究發(fā)現(xiàn)，將水蛭素第47位的天冬酰胺替換為賴氨酸，其抗凝血活性顯著提高，可通過奶牛乳腺生物反應器批量生產(chǎn)活性高的水蛭素。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.對水蛭素進行改造的直接操作對象為水蛭素基因B.改造后的水蛭素為自然界不存在的蛋白質(zhì)C.需要將乳腺中特異表達的基因的啟動子與目的基因重組在一起D.水蛭素基因及其mRNA只能從轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細胞中提取并檢測13.基因工程自20世紀70年代興起后，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面得到了飛速的發(fā)展。下列關(guān)于基因工程應用的敘述，正確的是()A.通過將腸乳糖酶導入到奶牛乳腺細胞中，以降低乳汁中乳糖含量，從而解決部分人群的乳糖不耐受問題B.通過X射線、紫外線綜合處理，將青霉素產(chǎn)量低的菌種培育成產(chǎn)量高的菌株屬于基因工程技術(shù)的應用C.通過制備山羊膀胱生物反應器，使人乳鐵蛋白基因只存在于膀胱細胞中，進而可以從尿液中分離純化出所需要的人乳鐵白蛋白，實現(xiàn)大量制備的目的D.與人細胞分泌的天然生長激素相比，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌制備的工程菌無法對生長激素進行正常的加工和修飾14.基因工程在農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源和醫(yī)藥衛(wèi)生等領域得到廣泛的應用。下列關(guān)于基因工程應用的敘述，正確的是()A.將含有人凝血因子基因的表達載體導入羊乳腺細胞中，即可獲得乳腺生物反應器B.將賴氨酸合成酶基因?qū)胗衩准毎?，獲得富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米C.將乙烯合成相關(guān)基因?qū)敕眩@得的延熟番茄儲存時間大大延長D.我國科學家培育的Bt毒蛋白抗蟲棉對棉鈴蟲具有較強的抗性15.辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領域。辣椒素的獲得途徑如圖。下列表述正確的是()A.實現(xiàn)①過程的條件是外植體細胞發(fā)生基因突變B.①過程受外源激素的調(diào)控，②過程受內(nèi)源激素的調(diào)控C.獲得脫毒苗常用的外植體是根和芽，脫毒苗具有更強的抗病毒能力D.通過細胞培養(yǎng)獲得辣椒素的過程不需要體現(xiàn)細胞的全能性16.下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因生物的敘述正確的是()A.轉(zhuǎn)基因作物的長期、大規(guī)模種植不利于侵染力更強的害蟲的出現(xiàn)B.轉(zhuǎn)基因生物不會對生物多樣性構(gòu)成威脅，也不會影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.嚴格選擇種植區(qū)域可減少轉(zhuǎn)基因作物發(fā)生外源基因擴散的可能性D.只要有證據(jù)表明某種轉(zhuǎn)基因食品有害，就應全面禁止轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品上的應用17.生物科技是一柄“雙刃劍”，生物技術(shù)如果被誤用或濫用將對人類健康、生態(tài)環(huán)境乃至國家安全造成重大威脅。下列敘述正確的是()A.轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物可能引起食品安全問題，但對生態(tài)環(huán)境沒有影響B(tài).生殖性克隆是為了獲得治療所需的克隆細胞，應給予一定支持C.我國反對生物武器及其技術(shù)和裝備的擴散D.試管嬰兒與克隆人一樣，為無性生殖，會引起倫理道德問題18.下列不屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)濫用行為的是()A.把蠟狀桿菌通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造成像炭疽桿菌一樣的致病菌B.把炭疽桿菌基因通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組到人體內(nèi)，使人具有免疫力C.對流感病毒基因進行改造，使其感染具有某種易感基因的人群D.將控制生物毒素分子合成的基因與流感病毒的基因拼接在一起19.下列關(guān)于生物武器的說法,錯誤的是()A.霍亂弧菌、鼠疫桿菌均可以用來制造生物武器B.生物武器難以檢測,用其進行殺傷性襲擊時可能并不會被馬上察覺C.生物武器具有強大的傳染性和致命性,因此無法對其進行防護D.我國奉行不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器的政策,并反對擴散生物武器20.與常規(guī)武器相比，生物武器具有()①致病能力強②攻擊范圍廣，不易被發(fā)現(xiàn)③有一定的潛伏期④像核武器一樣破壞建筑物⑤自然條件下的大雪、低溫、干燥、日曬等不影響生物武器的殺傷力A.①②③ B.②③④⑤ C.①②③④⑤ D.①②③④二、非選擇題（本題共5小題，共60分）21.（11分）膠原蛋白在維持器官、組織、細胞的結(jié)構(gòu)和功能等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,而傳統(tǒng)提取方法得到的膠原蛋白成分復雜,還可能含有一定的免疫原成分等。為此,科學家將合成膠原蛋白的基因kit導入大腸桿菌以構(gòu)建基因工程菌,利用工程菌的發(fā)酵大量獲得膠原蛋白,構(gòu)建過程如圖1所示。請據(jù)圖回答下列問題:（1）目的基因與質(zhì)粒連接后可以導入到不同物種細胞中進行表達，其原因是____，若導入到原核生物大腸桿菌中，但由于原核細胞中缺少____等細胞器，不能對表達產(chǎn)物進行加工，可能會影響蛋白質(zhì)的功能。（2）用圖中方法得到的kit基因較少，可以采用PCR技術(shù)進行擴增，已知kit基因的部分序列如下：5'-CGGGATCCALLAGAATTCCG-3'3'-GCCCTAGGTLLTCTTAAGGC-5'A.5'-GCCCTAGGT-3' B.5'-CGGAATTCT-3'C.5'-CGGGATCCA-3' D.5'-GCCTTAAGA-3'（3）通過上述方法獲得的kit基因與直接從人體細胞中獲取的該基因的區(qū)別在于前者____（4）運用限制酶________雙酶切kit基因，與質(zhì)粒pET-28a（+）長度為170bp片段進行置換，構(gòu)建重組質(zhì)粒pET-28a（+）-kit，上述兩種質(zhì)粒在HindⅢ酶切后片段長度如下表所示，質(zhì)粒類型pET-28a（+）pET-28a（+）-kitHindⅢ酶切片段1000bp、2550bp1000bp、2000bp、700bp則kit基因長度為____，由此判定kit基因上有2個HindⅢ酶切位點，原因是____。（5）菌液PCR是直接以菌體熱解后的DNA為模板、以目基因兩端序列為引物進行擴增的方法，根據(jù)凝膠電泳結(jié)果可初步鑒定菌落是否含有目的基因。對構(gòu)建的基因工程菌進行菌液PCR驗證，根據(jù)初步驗證的結(jié)果提取大腸桿菌的質(zhì)粒進行雙酶切再驗證，結(jié)果如圖所示。分析可知，基因工程菌的構(gòu)建____（選填“是”或“否”）成功，原因是____。22.（12分）心臟移植是挽救終末期心臟病患者生命唯一有效的手段,然而心臟移植過程中會發(fā)生缺血再灌注損傷(IRI),可能導致心臟壞死。研究發(fā)現(xiàn),IRI通過促進Caspase8等一系列凋亡基因的表達,導致細胞凋亡最終引起器官損傷。根據(jù)Caspase8基因合成的小干擾RNA(siRNA)可以使Caspase8基因沉默,有效抑制IRI所致的器官損傷。圖1是利用豬的心肌細胞開展siRNA作用研究的示意圖,圖2是此研究可能用到的4種限制酶及其切割位點?；卮鹣铝袉栴}:

(1)圖1中步驟②構(gòu)建重組質(zhì)粒需要使用多種工具酶。常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。圖2中______酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接,圖中______酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學鍵是______。(2)圖1中步驟③將重組質(zhì)粒導入豬的心肌細胞最常用的方法是______。siRNA對應DNA序列在心肌細胞中表達產(chǎn)生siRNA的步驟④稱為______。siRNA與RISC組裝形成基因沉默復合物,通過抑制基因表達的______過程,使Caspase8基因沉默,從而降低IRI引起的細胞凋亡。(3)研究人員根據(jù)Caspase8基因的堿基序列,設計了三種序列分別導入豬的心肌細胞,通過測定靶基因Caspase8的mRNA含量來確定最優(yōu)序列。測定mRNA含量時,需提取心肌細胞的總RNA,經(jīng)過過程得到cDNA,再進行PCR擴增,測定PCR產(chǎn)物量,結(jié)果如______圖3所示。據(jù)此判斷最優(yōu)序列是______。

(4)與直接將siRNA導入豬的心肌細胞相比,通過重組質(zhì)粒將siRNA對應的DNA序列導入豬的心肌細胞,其優(yōu)點是_____(答出一點)。(5)選用豬的心肌細胞作受體細胞,是因為豬在基因、解剖結(jié)構(gòu)、生理生化和免疫反應等方面與人類極為相似。為了解決心臟移植供體短缺問題,許多科學家正在研究用豬心臟代替人的心臟。你認為將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)是_____。以下哪些技術(shù),能有效解決這一問題(多選)(

)A.細胞融合B.基因敲除C.選猿猴細胞為受體細胞D.轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白基因23.（12分）為治理水體中對生物有毒害的鎘污染，研究者構(gòu)建了分泌信號肽SP7、鎘離子結(jié)合蛋白CADR、定位于細胞壁的蛋白GP1和黃色熒光蛋白YFP編碼序列融合表達的載體，轉(zhuǎn)入單細胞衣藻，實現(xiàn)CADR大量合成、分泌并定位于細胞壁，以吸附水體中的鎘離子。回答下列問題：（1）在DNA聚合酶、引物、模板DNA和脫氧核苷酸中，隨著PCR反應進行，分子數(shù)量逐漸減少的是__________和__________。模板與引物在PCR反應的__________階段開始結(jié)合。PCR中使用的DNA聚合酶需耐高溫，其原因為____________________________________________________________。（2）載體中可用的酶切位點信息和擬構(gòu)建載體的部分結(jié)構(gòu)如圖1所示。在將CADR、GP1和YFP基因逐個構(gòu)建到載體時，為避免錯誤連接，需向以上三個基因的兩端分別添加限制酶識別序列，其中GPl兩端應添加__________（填兩種限制酶）的識別序列。用DNA連接酶連接時，可催化載體和目的基因之間形成__________鍵。（3）若在熒光顯微鏡下觀察到轉(zhuǎn)基因衣藻表現(xiàn)為__________，初步表明融合蛋白表達成功。將轉(zhuǎn)基因衣藻和野生型衣藻置于含鎘離子的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，若轉(zhuǎn)基因衣藻細胞壁比野生型衣藻細胞壁的鎘離子含量__________，則表明融合蛋白能結(jié)合鎘離子。（4）將轉(zhuǎn)基因衣藻和野生型衣藻在不同鎘離子濃度的培養(yǎng)液中培養(yǎng)6天后，檢測細胞密度，結(jié)果見圖2。轉(zhuǎn)基因衣藻在含有不同濃度鎘離子的培養(yǎng)液中生長均優(yōu)于野生型衣藻的原因可能是________________________。240μmol·L-1鎘離子濃度下，轉(zhuǎn)基因衣藻和野生型衣藻生長均被明顯抑制的原因可能是____________________。注：鎘離子對滲透壓的影響忽略不計（5）轉(zhuǎn)基因衣藻可用于水體鎘污染治理，與施加化學藥物法相比，能體現(xiàn)出其環(huán)境治理優(yōu)勢的兩個特性是__________和__________。（填標號）①衣藻作為生物材料在水體中可自我繁殖②衣藻生長速率受鎘離子濃度影響③衣藻可吸收水體中能引起富營養(yǎng)化的物質(zhì)④衣藻吸附的鎘可沿食物鏈傳遞24.（10分）人體內(nèi)的t-PA蛋白能高效降解血栓，是心梗和腦血栓的急救藥。然而，為心?；颊咦⑸浯髣┝康幕蚬こ蘴-PA會誘發(fā)顱內(nèi)出血。研究證實，將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血副作用。據(jù)此，先對天然的t-PA基因進行序列改造，然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達該突變基因，可制造出性能優(yōu)異的t-PA突變蛋白。下圖是通過重疊延伸PCR技術(shù)獲取t-PA改良基因和利用質(zhì)粒pCLYII構(gòu)建含t-PA改良基因的重組質(zhì)粒示意圖(圖中重疊延伸PCR過程中引物a、b用來擴增突變位點的上游DNA序列，引物c、d用來擴增突變位點的下游DNA序列)。請回答下列問題。(1)科學家將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，生產(chǎn)出性能優(yōu)良的t-PA突變蛋白的生物技術(shù)手段屬于______范疇。(2)獲得性能優(yōu)良的t-PA突變蛋白的正確順序是_____________(選擇正確編號并排序)。①t-PA蛋白功能分析和結(jié)構(gòu)設計②借助定點突變改造t-PA基因序列③檢驗t-PA蛋白的結(jié)構(gòu)和功能④設計t-PA蛋白氨基酸序列和基因序列⑤利用工程菌發(fā)酵合成t-PA蛋白(3)已知t-PA蛋白第84位是半胱氨酸，相應的基因模板鏈(圖中t-PA基因的上鏈)上的堿基序列是ACA，絲氨酸的密碼子是UCU。重疊延申P(guān)CR示意圖中的黑點便是突變部位的堿基，引物b中該突變位點的堿基是_______，引物c中該突變位點的堿基是_______。(4)據(jù)圖可知，重疊延伸時，需要的引物是______，引物的作用是______。若擴增圖中序列時引物選擇正確，PCR操作過程沒有問題，但對產(chǎn)物進行電泳時，發(fā)現(xiàn)除了目標序列外還有很多非特異性條帶，請分析出現(xiàn)此情況的原因____。(5)若獲得的t-PA突變基因如圖所示，那么質(zhì)粒pCLY11需用限制酶_______切開，才能與t-PA突變基因高效連接。25.（15分）一對健康夫婦生下一男嬰，一歲時腦出血死亡，兩年后女方懷孕6個月時，經(jīng)羊水及臍帶血診斷為男孩且患血友病，遂引產(chǎn)。于是夫婦倆到廣州中山大學附屬第一醫(yī)院做試管嬰兒。醫(yī)生培養(yǎng)了7個活體胚胎，抽取每個胚胎1~2個細胞檢查后，選兩個胚胎移植，最后一個移植成功，生出了一個健康女嬰，她是我國第三代試管嬰兒。請回答：（1）試管嬰兒技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)與母親正常懷孕生產(chǎn)的過程的相同之處是_____，不同點在于_____。（2）如果B、b表示血友病基因或正常基因，則該父、母親的基因型分別是_____、_____。如果該夫婦再生一個男孩，患血友病的概率是_____。（3）醫(yī)生抽取活體胚胎的1~2個細胞后，可通過觀察_____判斷早期胚胎的性別，你認為醫(yī)生應選用_____性胚胎進行移植。應用現(xiàn)代生物技術(shù)，現(xiàn)在人們已能夠選取最理想的胚胎，其基因型應該是_____，自然狀態(tài)下，出現(xiàn)這樣的胚胎的概率是_____。該實例體現(xiàn)了現(xiàn)代科學技術(shù)應用于社會和人類生活的重要意義。（4）供體器官的短缺和免疫排斥反應是制約器官移植的兩個重要問題，而治療性克隆能最終解決這兩個問題。下圖是治療性克隆的過程圖解：Ⅰ.請在圖中橫線上填上適當?shù)男g(shù)語：①_____；②_____。Ⅱ.圖中的③④表示的生理過程是_____。Ⅲ.我國禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆的研究，而美國國會反對治療性克隆。請你談談為什么要反對克隆人？_____。

答案以及解析1.答案：A解析：A、構(gòu)建基因表達載體時，常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒，以產(chǎn)生相同的黏性末端，以便于二者連接，A正確；B、在三種工具中最常用載體——質(zhì)粒的化學本質(zhì)是DNA，其基本單位是脫氧核糖核苷酸；另外兩種工具酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸，B錯誤；C、DNA連接酶能夠催化形成磷酸二酯鍵，是基因工程中的“分子縫合針”，C錯誤；D、攜帶目的基因的質(zhì)粒導入受體細胞后便可穩(wěn)定存在，也可在受體細胞中復制和表達，D錯誤。故選A。2.答案：B解析：限制酶具有專一性，識別特定核苷酸序列并切割DNA，A項正確。質(zhì)粒是存在于細菌細胞質(zhì)中的一種小型環(huán)狀DNA分子，能夠自主復制，但并非只存在于細菌中，B項錯誤。限制酶切割DNA形成兩個切口，每個切口斷開兩個磷酸二酯鍵，共四個，C項正確。DNA連接酶連接兩個DNA斤段，形成磷酸二酯鍵，D項正確。因此，錯誤的描述是B項。3.答案：B解析：A、限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，T4DNA連接酶可連接黏性末端和平末端，A錯誤；B、DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵；DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵；RNA聚合酶將單個核糖核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯鍵，B正確；C、一個限制酶切割一次，使DNA雙鏈斷開，會有兩個磷酸二酯鍵斷裂，形成2個黏性末端或平末端，形成2個游離的5′末端，C錯誤；D、若兩種限制酶的識別序列相同，但由于識別的位點不同，切割形成的末端不同，故不一定能通過DNA連接酶相互連接，D錯誤。故選B。4.答案：B解析：A、以水稻RNA為模板通過逆轉(zhuǎn)錄可以合成cDNA，然后再以cDNA為模板利用PCR擴增可獲得大量OsPTF基因，A正確；B、識圖分析可知，抗除草劑基因位于啟動子2的后面，因此RNA聚合酶與啟動子2識別并結(jié)合后，啟動抗除草劑基因的轉(zhuǎn)錄，B錯誤；C、由于圖中T-DNA的序列中含有目的基因和抗除草劑基因，故可通過含除草劑的選擇培養(yǎng)基篩選含有目的的基因大豆愈傷組織，C正確；D、用EcoRI、BamHI雙酶切重組Ti質(zhì)粒后，會得到三種片段:含有耐低磷基因OsPTF的片段、含有除草劑基因的片段和只含啟動子I的片段，因此經(jīng)電泳分離至少得到兩條帶，即含耐低磷基因OsPTF的片段和含有除草劑基因的片段，D正確。故選B。5.答案：C解析：A、目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，通過表達產(chǎn)生相應的蛋白質(zhì)來改變受體的性狀，也有些目的基因不編碼蛋白質(zhì)，通過編碼RNA來影響受體細胞內(nèi)正?；虻谋磉_來影響性狀，A正確；B、過程①為逆轉(zhuǎn)錄，以RNA為模板合成DNA，原料為脫氧核苷酸，過程②為DNA復制，過程⑤為引物延伸，原料均為脫氧核苷酸，B正確；C、PCR擴增儀中通過升高溫度使DNA雙鏈解旋，無需加入解旋酶，C錯誤；D、過程④復性是在高溫解旋后降低溫度讓引物與模板鏈結(jié)合，復性溫度不宜太低，避免引物錯配和模板鏈形成雙鏈，D正確。故選C。6.答案：D解析：A、將phb2基因與載體正確連接構(gòu)建基因表達載體是培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的核心工作，A正確；B、限制酶的選擇不能破壞目的基因，不能破壞載體上的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，為使phb2基因與載體正確連接，在擴增的phb2基因兩端可分別引入PvuⅡ和EcoRI限制酶的識別序列，也可以防止自身環(huán)化，B正確；C、在使phb2基因與載體連接時，在擴增的phb2基因兩端都引入PvuⅡ限制酶的識別序列，會產(chǎn)生可以互補配對的序列，可能導致目的基因環(huán)化，C正確；D、氨芐青霉素抗性基因是標記基因，選擇BamHI限制酶破壞氨芐青霉素抗性基因，則不利于目的基因是否正常轉(zhuǎn)入進行檢測與鑒定，D錯誤。故選D。7.答案：C解析：氯化鈣處理大腸桿菌能增強其對質(zhì)粒的攝取能力,使更多大腸桿菌獲得質(zhì)粒,提高其轉(zhuǎn)化效率。若獲得空載質(zhì)粒(β-半乳糖苷酶基因未被破壞),則會在篩選平板上形成藍色菌落;若獲得重組質(zhì)粒(人源干擾素基因的插入會破壞β-半乳糖苷酶基因),則會在篩選平板上形成白色菌落。因此,使用氯化鈣處理可增加篩選平板上白色和藍色菌落數(shù),A正確。若篩選平板中僅含卡那霉素,能在上面形成白色菌落的菌可能是導入目的基因的大腸桿菌,也可能是對卡那霉素有抗性的雜菌,故B正確。質(zhì)粒K經(jīng)過BamHI酶切后,若未與目的基因連接,其可能會自身環(huán)化重新形成完整質(zhì)粒,導入大腸桿菌后,β-半乳糖苷酶基因正常表達,分解X-gal產(chǎn)生藍色物質(zhì),形成藍色菌落,故D正確。篩選平板中長出白色菌落,只能說明菌株中導入了β-半乳糖苷酶基因被破壞的質(zhì)粒,但該質(zhì)粒中是否正確連接目的基因,且目的基因是否轉(zhuǎn)錄、翻譯,是否表達出目標蛋白未知,還需要進一步鑒定,C錯誤。8.答案：C解析：A.將目的基因?qū)爰毦鷷r,常用Ca2+處理細菌,使之處于感受態(tài)，從而能夠吸收重組質(zhì)粒,A錯誤;B.由于重組質(zhì)粒中抗氨芐青霉素基因并沒有被破壞,所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長的是導入普通質(zhì)粒A的細菌和導入重組質(zhì)粒的細菌,B錯誤;C.由于重組質(zhì)粒中抗四環(huán)素基因被破壞,所以能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上能生長的就是導入了質(zhì)粒A的細菌,C正確;D.目的基因成功表達的標志是工程菌生產(chǎn)出人的生長激素，D錯誤。故選C。9.答案：D解析：A、圖示的前半部分是利用蛋白質(zhì)工程設計速效胰島素的生產(chǎn)過程，后半部分是利用發(fā)酵工程生產(chǎn)速效胰島素的過程，A正確；B、大腸桿菌是原核生物，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體對胰島素原進行加工，因此大腸桿菌合成的新的胰島素不能正常發(fā)揮作用，B正確；C、基因定點突變是指按照特定的要求，使基因的特定序列發(fā)生插入、刪除、置換、重排等變異，除人工合成DNA外，還可以通過定點突變技術(shù)獲得目的基因，C正確；D、可以用Ca2+處理的方法可以將含有新的胰島素基因的基因表達載體導入大腸桿菌細胞中，D錯誤。故選D。10.答案：B解析：A、AI確實可以幫助人們深入了解蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。通過預測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，科學家可以更好地理解其功能，以及如何與其他分子相互作用，A正確；B、A預測新型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能并不是依據(jù)中心法則。中心法則指的是DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，然后RNA翻譯成蛋白質(zhì)的過程。而AI預測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理是基于大量的生物信息數(shù)據(jù)和復雜的算法，根據(jù)氨基酸序列預測蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。這個過程與中心法則無關(guān)，而是AI技術(shù)的應用，B錯誤；C、AI設計的蛋白質(zhì)序列可以通過基因工程方法表達出來，C正確；D、利用A的計算能力，可幫助人們高效地設計出自然界沒有的蛋白質(zhì)，D正確。故選B。11.答案：D解析：A、蛋白質(zhì)工程常常先設計預期蛋白質(zhì)功能，后設計預期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；B、蛋白質(zhì)和基因工程在分子水平對基因進行定點突變時，還可以實現(xiàn)堿基對的增添和缺失；C、蛋白質(zhì)工程和原則上都能生產(chǎn)自然界中不存在的，但是滿足人類生產(chǎn)生活需要的蛋白質(zhì)，基因工程一般生產(chǎn)已知的；D、蛋白質(zhì)工程可以通過增加二硫鍵數(shù)目來提高熱穩(wěn)定性，例如為了提高T4溶菌酶的耐熱性，將3號位的異亮氨酸換成半胱氨酸，在3號和97號半胱氨酸之間形成一個二硫鍵，使得T4溶菌酶耐熱性得到提高。12.答案：D解析：A、對水蛭素的改造是通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，屬于蛋白質(zhì)工程的范疇，A正確;B、改造水蛭素的過程涉及蛋白質(zhì)工程，這是一種能夠生產(chǎn)自然界不存在的蛋白質(zhì)的技術(shù)，改造后的水蛭素為自然界不存在的蛋白質(zhì)，B正確;C、通過奶牛乳腺生物反應器批量生產(chǎn)活性高的水蛭素，因此需要將乳腺中特異表達的基因的啟動子與目的基因重組在一起，C正確;D、轉(zhuǎn)基因奶牛的所有細胞中都含有水蛭素基因，只是在乳腺細胞中進行選擇性表達，D錯誤，故選D。13.答案：D解析：A、將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，乳糖酶可降解乳糖，可降低乳汁中乳糖含量，A錯誤；B、通過X射線、紫外線綜合處理，將青霉素產(chǎn)量低的菌種培育成產(chǎn)量高的菌株屬于誘變育種，B錯誤；C、通過制備山羊膀胱生物反應器，使人乳鐵蛋白基因只存在于膀胱細胞中，由于尿液是腎臟產(chǎn)生的，膀胱只起儲藏作用，因此不能從尿液中分離純化出所需要的人乳鐵白蛋白，實現(xiàn)大量制備的目的，C錯誤；D、由于大腸桿菌缺乏對蛋白質(zhì)進行加工和分裝的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，因此與人細胞分泌的天然生長激素相比，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌制備的工程菌無法對生長激素進行正常的加工和修飾，D正確。故選D。14.答案：D解析：A、轉(zhuǎn)基因動物中常用的受體細胞為受精卵，通過顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的表達載體導入羊受精卵中，獲得生產(chǎn)人凝血因子的乳腺生物反應器，A錯誤；B、我國科學家將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩祝@得富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米，B錯誤；C、若將乙烯合成相關(guān)基因?qū)敕?，獲得的轉(zhuǎn)基因番茄能合成更多的乙烯，使得果實成熟加快，不利于儲存，C錯誤；D、一種生活在棉鈴蟲消化道內(nèi)的蘇云金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死，而此毒蛋白對人畜無害，據(jù)此科學家通過基因工程，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到普通棉株細胞內(nèi)，并成功地實現(xiàn)了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的抗蟲棉，D正確。故選D。15.答案：D解析：由題圖可知①和②分別表示脫分化和再分化，細胞核中的遺傳物質(zhì)不變，基因發(fā)生了選擇性表達，但沒發(fā)生基因突變，A錯誤；在進行植物組織培養(yǎng)時，需要在培養(yǎng)基中添加適當比例的生長素和細胞分裂素誘導生根、生芽，B錯誤；因為植物頂端分生區(qū)附近的病毒極少，甚至沒有病毒，所以將莖尖進行離體培養(yǎng)能獲得脫毒植株，脫毒苗不具有更強的抗病毒能力，C錯誤；由題圖可知辣椒素是細胞代謝產(chǎn)物，通過細胞培養(yǎng)得到高產(chǎn)細胞系時就可產(chǎn)生，不需要發(fā)育成植株，所以不需要體現(xiàn)植物細胞的全能性，D正確。16.答案：C解析：轉(zhuǎn)基因作物的長期、大規(guī)模種植有利于侵染力更強的害蟲的出現(xiàn),因為轉(zhuǎn)基因生物能起到選擇作用,A錯誤；轉(zhuǎn)基因生物可能會對生物多樣性構(gòu)成威脅,也可能會影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,B錯誤;嚴格選擇種植區(qū)域可減少轉(zhuǎn)基因作物發(fā)生外源基因擴散的可能性,從而降低風險,C正確;要理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù),不能因為有證據(jù)表明某種轉(zhuǎn)基因食品有害,就全面禁止轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品上的應用,D錯誤。17.答案：C解析：轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物除了可能會引起食品安全問題,還可能會對生態(tài)環(huán)境造成不利影響,A錯誤。生殖性克隆有很多倫理和道德問題,應予以禁止,為獲得治療所用的克隆細胞屬于治療性克隆,B錯誤。生物武器具有傳染性等特點,會對人類造成嚴重的威脅與傷害,我國反對生物武器及其技術(shù)和裝備的擴散,C正確。試管嬰兒與克隆人不同,是有性生殖的結(jié)果,可能會引起倫理道德問題,D錯誤。18.答案：B解析：把炭疽桿菌基因通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組到人體內(nèi)，使人具有免疫力，不屬于對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的濫用行為，故選B。19.答案：C解析：生物武器在一定程度上可以進行防護,C錯誤。20.答案：A解析：：①生物武器中所用病原體傳染性強、致病能力強，①正確；②病原體傳染性強，攻擊范圍廣，不易被發(fā)現(xiàn)，②正確；③病原體有一定的潛伏期，③正確；④生物武器為病原體，不會像核武器一樣破壞建筑物，④錯誤；⑤環(huán)境因素影響生物武器殺傷力，⑤錯誤。故選A。21.（除標注外每空1分，共11分）答案：（1）密碼子具有通用性；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體（2）BC（3）無啟動子、內(nèi)含子、終止子（2分）（4）BamHI和EcoRI；320bp；pET-28a（+）原有的兩個HindⅢ位點被目的基因置換走一個后，得到環(huán)狀的pET-28a（+）-kit仍然被HindⅢ限制酶切割成3段，由此判定kit基因內(nèi)部有2個HindⅢ酶切位點（2分）（5）是；菌落PCR與質(zhì)粒雙酶切均獲得大小約為320bp的基因片段解析：（1）目的基因與質(zhì)粒連接后可以導入到不同物種細胞中進行表達，該操作的原理之一是密碼子具有通用性，若導入到原核生物大腸桿菌中，但由于原核細胞中缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器，不能對表達產(chǎn)物進行加工，可能會影響蛋白質(zhì)的功能。（2）在PCR中，引物與模板鏈的3'端堿基互補配對，并且引物的方向與模板鏈走向相反，因此與圖中kit基因上面一條鏈結(jié)合的引物，其序列應為5'-CGGAATTCT-3'，與kit基因下面一條鏈結(jié)合的引物其序列應為5'-CGGGATCCA-3'，綜上所述，AD錯誤，BC正確。（3）通過上述方法，即逆轉(zhuǎn)錄過程獲得的kit基因與直接從人體細胞中獲取的該基因的區(qū)別在于前者無啟動子、內(nèi)含子、終止子，因此在構(gòu)建目的基因表達載體時需要在目的基因的首端和尾端添加啟動子和終止子。（4）觀察質(zhì)粒pET-28a(+)圖可知，在該質(zhì)粒上有兩個HindⅢ的識別序列，一個在啟動子和終止子之間，一個在復制原點ori中，因此用HindⅢ切割質(zhì)粒pET-28a(+)后，可得到兩個片段，通過表格可知，這兩個片段長度分別為1000bp和2550bp，說明質(zhì)粒pET-28a(+)總長度是1000bp+2550bp=3550bp；利用雙酶切法將kit基因與質(zhì)粒pET-28a(+)長度為170bp片段進行置換后，形成的重組質(zhì)粒pET-28a（+）-kit能被HindⅢ切割成三個片段，長度分別是1000bp、2000bp、700bp，說明置換后的kit基因上含有兩個HindⅢ的識別序列，再加上復制原點ori中的一個HindⅢ的識別序列，共三個HindⅢ的識別序列，經(jīng)HindⅢ酶切后才能將重組質(zhì)粒pET-28a（+）-kit切成3段。利用這三段的長度可計算出重組質(zhì)粒pET-28a（+）-kit的總長度為1000bp+2000bp+700bp=3700bp，由于kit基因與長度為170bp片段進行置換，設kit基因長度為n，可列出等式：3550+n-170=3700bp，故可計算出kit基因長度為n=320bp。（5）由（4）分析可知，kit基因（即目的基因）的長度是320bp，根據(jù)電泳圖可知，在約320bp處，菌落PCR組與質(zhì)粒雙酶切組均得到條帶，說明目的基因成功導入大腸桿菌中，據(jù)此可對目的菌進行鑒定。22.（除標注外每空1分，共12分）答案：(1)EcoRⅠ、PstⅠ;EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ（2分）;磷酸二酯鍵(2)顯微注射法;轉(zhuǎn)錄;翻譯(3)逆轉(zhuǎn)錄;序列2(4)可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,使靶基因長時間沉默(5)免疫排斥反應;BD解析：(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端,限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端,E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶都能連接黏性末端,另外T4DNA連接酶還可以連接平末端,因此圖中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段(具有黏性末端)可以用E.coliDNA連接酶連接,EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成磷酸二酯鍵。(2)將重組質(zhì)粒導入動物細胞常采用顯微注射法,步驟④以DNA為模板合成RNA,為轉(zhuǎn)錄過程。mRNA是翻譯的模板,據(jù)圖1可知,基因沉默復合物作用于Caspase8mRNA,抑制了基因表達的翻譯過程,使Caspase8基因沉默。(3)測定mRNA含量時,需提取細胞總RNA,經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄過程得到cDNA,再進行PCR擴增,通過PCR產(chǎn)物的量間接反映細胞中相關(guān)基因的mRNA含量;據(jù)圖3可知,在序列2作用下,PCR產(chǎn)物量最少,推測Caspase8的mRNA含量最低,表明其抑制效果最好,是最優(yōu)序列。(4)與直接將siRNA導入豬的心肌細胞相比,通過重組質(zhì)粒將siRNA對應的DNA序列導入心肌細胞,可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,從而使靶基因長時間沉默。(5)對于人體而言,豬的器官屬于外來物質(zhì),免疫系統(tǒng)會把外來器官當作抗原成分進行攻擊,故免疫排斥反應是將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)。23.（除標注外每空1分，共12分）答案：(1)引物；脫氧核苷酸；復性；PCR過程中變性和延伸需要的溫度均較高,一般的DNA聚合酶在高溫下會變性失活(2)SmaI、EcoRI；磷酸二酯(3)發(fā)出黃色熒光；高(4)轉(zhuǎn)基因衣藻細胞壁上的鎘離子結(jié)合蛋白可以吸附培養(yǎng)液中的鎘離子,減少鎘離子對衣藻細胞的毒害；鎘離子濃度過高,轉(zhuǎn)基因衣藻細胞壁上的CADR數(shù)量和吸附能力有限,鎘離子進入細胞對轉(zhuǎn)基因衣藻和野生型衣藻均造成了較嚴重的毒害(5)①；③解析：(1)PCR反應過程包括①變性:溫度超過90℃時,雙鏈DNA解聚為單鏈:②復性:溫度下降到50℃左右時兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合:③延伸:溫度上升到72℃左右時,溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下,根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。PCR過程中變性和延伸需要的溫度均較高,一般的DNA聚合酶在高溫下會變性失活,只有耐高溫的DNA聚合酶在這種溫度條件下可以正常發(fā)揮作用。(2)分析圖示中幾種限制酶可知,NheI與XbaI酶切后產(chǎn)生的黏性末端相同,為了防止載體和目的基因出現(xiàn)自身環(huán)化和二者之間反向連接,不能同時在目的基因兩端添加這兩種酶的識別序列。根據(jù)題圖中幾種基因和限制酶的順序可得出目的基因與對應酶切位點的位置關(guān)系,如圖所示,即GP1基因兩端應分別添加SmaI和EcoRI的識別序列。DNA連接酶催化載體和目的基因之間形成磷酸二酯鍵,完成DNA片段的連接。(3)根據(jù)題干信息可知,該轉(zhuǎn)基因衣藻中轉(zhuǎn)入的融合表達載體中含有黃色熒光蛋白YFP的編碼序列,若在熒光顯微鏡下觀察到轉(zhuǎn)基因衣藻發(fā)出黃色熒光,說明YFP基因表達成功,初步表明融合蛋白表達成功。構(gòu)建成功的轉(zhuǎn)基因衣藻中含有鎘離子結(jié)合蛋白CADR、分泌信號肽SP7和定位于細胞壁的蛋白GP1的編碼序列,可大量合成CADR,并定位于細胞壁;若轉(zhuǎn)基因衣藻細胞壁的鎘離子含量高于野生型衣藻,則說明融合蛋白可結(jié)合鎘離子。(4)由圖2可知,不同鎘離子濃度的培養(yǎng)液處理下,轉(zhuǎn)基因衣藻的細胞密度相對值均大于野生型衣藻,原因可能是轉(zhuǎn)基因衣藻細胞壁上的鎘離子