人教版 (2019)选择性必修3第4章 生物技术的安全性与伦理问题本章综合与测试综合训练题

这是一份人教版 (2019)选择性必修3第4章 生物技术的安全性与伦理问题本章综合与测试综合训练题，共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.有关基因工程的叙述正确的是( )
A.限制酶只在获得目的基因时使用
B.蛋白质的结构为合成目的基因提供资料
C.质粒都可作为载体
D.相同黏性末端只是通过碱基对的配对而连接的
2.基因工程需要特定的工具,下列叙述错误的是( )
A.基因工程所需载体有质粒、细菌拟核DNA等
B.载体均需有一个或多个限制酶识别位点
C.限制酶、DNA连接酶和Taq DNA聚合酶作用的化学键都相同
D.基因工程需要的工具中只有载体具有自我复制的能力
3.PCR是一种在生物体外扩增特定DNA片段的技术,下列关于PCR叙述正确的是( )
A.PCR技术所用的仪器是DNA合成仪
B.PCR所需的酶为耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶
C.循环一次一般要经过变性、复性、延伸三个步骤
D.PCR过程所需的两种引物是可以互补配对的
4.下列关于基因表达载体构建的相关叙述,不正确的是( )
A.需要限制酶和DNA连接酶
B.必须在细胞内进行
C.抗生素抗性基因可作为标记基因
D.启动子位于目的基因的上游
5.科学家将含有人体α-抗胰蛋白酶基因的表达载体注射到羊的受精卵中,该受精卵发育的雌羊乳汁中含有α-抗胰蛋白酶。上述过程一般不会发生( )
A.α-抗胰蛋白酶基因与载体间基因重组
B.α-抗胰蛋白酶基因在乳腺细胞中大量扩增
C.RNA聚合酶识别乳腺特异表达基因的启动子
D.乳腺细胞的高尔基体分泌α-抗胰蛋白酶
6.下列利用洋葱进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A.将切碎的洋葱充分研磨,过滤后弃去滤液
B.采用不用浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可以去除部分杂质
C.将等体积的冷却的95%酒精加入含有DNA的浓盐水中,搅拌过滤,可析出较纯净的DNA
D.将提取的白色丝状物溶解在NaCl溶液中,加入二苯胺试剂振荡后,溶液呈现蓝色
7.科学家构建了含有大洋鳕鱼抗冻蛋白基因启动子和大鳞鲑鱼生长激素基因的表达载体,并将其导入了大西洋鲑的细胞中,获得了生长速率加快的转基因大西洋鲑。相关叙述正确的是( )
A.转基因大西洋鲑体内抗冻蛋白明显增加
B.构建基因表达载体需要限制酶和DNA聚合酶
C.大鳞鲑鱼生长激素基因不能通过PCR技术扩增获得
D.转基因大西洋鲑生长激素含量增加导致生长速率加快
8.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )
A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D.选择合适的受体细胞时可以不需要考虑目的基因编码产物的特性
9.如图表示应用基因工程技术生产干扰素的三条途径,下列相关叙述错误的是( )
A.途径甲中,过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子重组
B.途径乙中,过程Ⅱ一般所采用的方法是农杆菌转化法
C.途径丙中,过程Ⅱ可用Ca2+处理大肠杆菌
D.三条途径中,过程Ⅲ依据的生物学原理相同
10.科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中,经培育获得一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述错误的是( )
A.选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性
B.采用PCR扩增技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达
C.人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达,说明遗传密码在不同种生物中可以通用
D.将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆),可以获得多个具有外源基因的后代
11.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程,有广阔的发展前景,关于蛋白质工程的描述正确的是( )
A.由于需要对蛋白质直接改造,因此操作更难
B.由于蛋白质不能遗传,因此蛋白质工程的产物不能大量生产
C.蛋白质工程也需要设计出相应的基因
D.蛋白质工程在各个领域有广泛应用
12.某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1,科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物,下一步要做的是( )
A.合成编码多肽P1的DNA片段
B.构建含目的肽DNA片段的表达载体
C.设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构
D.利用抗原—抗体杂交的方法对表达产物进行检测
13.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述,错误的是( )
A.应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质
B.当今社会的普遍观点是禁止生殖性克隆人的实验,但不反对治疗性克隆
C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
14.下列关于生殖性克隆人的叙述,正确的是( )
A.生殖性克隆人可以丰富人类基因的多样性
B.可以运用重组DNA技术进行生殖性克隆人研究
C.虽然生殖性克隆人存在伦理问题,但克隆技术已经成熟
D.我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
15.新冠肺炎在全世界的大流行,使我们对病毒的威力有深刻感受,所以生物武器更是人类要严格禁止的。下列关于生物武器的说法,错误的是( )
A.生物武器致病能力强,攻击范围广,可通过食物、生活必需品散布
B.利用炭疽杆菌制成的生物武器,具有传染性强、死亡率高的特点
C.中美两国发布联合声明,重申在一般情况下不发展、不生产、不储存生物武器
D.彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题
有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.下列关于基因工程的叙述,正确的是( )
A.通常用一种限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA,用另一种酶处理质粒的DNA
B.限制酶和DNA连接酶是构建重组质粒常用的工具酶
C.基因工程的操作步骤首先要提取目的基因
D.质粒是广泛存在于细菌细胞质中的一种颗粒状的细胞器
17.盐害是全球水稻减产的重要原因之一,中国水稻研究所等单位的专家通过农杆菌中的质粒将CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5个耐盐基因导入水稻,获得了一批耐盐转基因植株。有关耐盐转基因水稻培育的分析错误的是( )
A.该转基因水稻与原野生型水稻存在生殖隔离
B.该基因工程所需的限制性内切核酸酶可能有多种
C.只要目的基因进入水稻细胞,水稻就会表现出抗盐性状
D.可通过将水稻种植到有农杆菌的土壤中观察目的基因是否表达
18.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,不正确的是( )
A.表达载体中的人胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和人胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D.启动子和终止密码子并不都在人胰岛素基因的转录中起作用
19.某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内,来表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因:A是抗链霉素基因,B是抗氨苄青霉素基因,且目的基因要插入基因B中,而大肠杆菌不带有任何抗性基因。下列叙述不正确的是( )
A.导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒
B.抗生素抗性基因是目的基因表达的必要条件
C.可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D.在含氨苄青霉素培养基中不能生长,但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌
20.关于基因工程的应用,下列说法不正确的是( )
A.从大肠杆菌培养液中提纯的胰岛素的生物活性与人体中的完全相同
B.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中,使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低
C.将生长素基因注入小鼠的受精卵中,可得到体型巨大的“超级小鼠”
D.利用基因工程技术,得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(除特别标注外,每空1分,共10分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值,其只能从人血浆中制备。图一是以基因工程技术获取重组HSA的两条途径,其中报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色。图二为相关限制酶的识别序列和切割位点,以及HSA基因两侧的核苷酸序列。据图回答下列问题:
图一
图二
(1)依据图一和图二分析,在构建基因表达载体时下列叙述错误的是 (2分)。
A.应该使用酶B和酶C获取HSA基因
B.应该使用酶A和酶B切割Ti质粒
C.成功建构的重组质粒含1个酶A的识别位点
D.成功建构的重组质粒用酶C处理将得到2个DNA片段
(2)PCR技术应用的原理是 ,在利用该技术获取目的基因的过程中,以从生物材料中提取的DNA作为模板,利用 (2分)寻找HSA基因的位置并进行扩增。
(3)图一过程①中需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让 整合到植物细胞染色体DNA上;除尽农杆菌后,还须转接到含 (2分)的培养基上筛选出转化的植物细胞。
(4)图一③过程中将目的基因导入绵羊受体细胞,采用最多,也是最为有效的方法是 。
(5)为检测HSA基因的表达情况,可提取受体细胞的 ,用抗血清白蛋白的抗体进行杂交实验。
22.(每空2分,共12分)某科研小组通过农杆菌转化法将黑麦草的抗旱基因P转入野生型拟南芥,以验证基因P的功能,其流程如图所示。回答下列问题:
(1)利用PCR技术从黑麦草的DNA中分离并克隆目的基因P, (填“需要”或“不需要”)用限制酶进行预处理,其原因是 。
(2)用SmaⅠ和SalⅠ这两种限制酶分别对含有基因P的DNA和质粒进行双酶切,然后连接形成① 。与双酶切相比,用同种限制酶对二者进行单酶切的缺点是容易造成基因P或质粒自身环化、 。
(3)将②的花序浸入农杆菌悬浮液以实现转化,在适宜条件下培养,收获的种子在含潮霉素(一种抗生素)的MS培养基上筛选得到③,这表明质粒载体携带的选择标记是 。
(4)基因P表达的蛋白P是脯氨酸合成过程所需的一种关键酶,而脯氨酸在细胞中的积累既可提高植物的抗旱性,又可抑制蛋白P的酶活性。研究发现,蛋白P的第128位苯丙氨酸若变为丙氨酸,该抑制作用则显著降低。请据此提出进一步提高植物抗旱性的一种简要思路

。
23.(每空1分,共10分)PCR技术广泛用于对少量DNA样品的大量扩增过程中,尤其在法医鉴定中有重要的意义。PCR扩增过程示意图,请回答下列问题:
(1)PCR反应中需要加入缓冲液、引物、模板DNA、 、 。
(2)图中步骤1代表 ,步骤2代表 ,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。
(3)引物1和引物2的碱基序列 (相同/不同)。若一个DNA分子在PCR中经历n轮循环,理论上需要消耗 个引物,由引物形成子链的延伸方向是 。
(4)PCR扩增时,复性温度的设定是成败的关键,复性温度过高会破坏 之间的碱基配对。复性温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但G—C含量高的引物需要设定 (更高/更低)的复性温度。如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有 (填序号:①升高复性温度 ②降低复性温度 ③重新设计引物)。
24.(除特别标注外,每空1分,共10分)克隆羊多莉的问世引起了许多人对“治疗性克隆”的关注。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图回答下列问题。
(1)A过程表示 ,由此产生的重组细胞②的遗传物质主要来自图中的 。
(2)图中B过程表示的生物技术名称是 ;C过程表示定向诱导技术,其诱导的对象是[ ] 。
(3)如果进行生殖性克隆,则不需要进行定向诱导,但必须进行 ,使得胚胎能正常发育成完整个体,该操作一般在 期进行。
(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论,有一男子患有白血病,经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复,你认为这种做法符合伦理道德吗?为什么?
(3分)。
25.(除特别标注外,每空1分,共13分)2019年1月24日,《国家科学评论》发表了上海科学家团队的一项重要成果,即先通过基因编辑技术切除猕猴受精卵中的生物节律核心基因BMAL1,再利用体细胞克隆技术,获得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,这是国际上首次成功构建出了一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型,同时也是世界上首个体细胞克隆猴“中中”“华华”诞生后,体细胞克隆猴技术的首次应用。基因编辑技术是上述研究中的核心技术,该技术中的基因编辑工具是经改造的CRISPR/Cas9系统。该系统由向导RNA和Cas9蛋白组成,由向导RNA引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割来完成基因的编辑过程,其工作原理如图所示。
(1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内,推测该系统在细菌体内的作用是 。
(2)由于Cas9蛋白没有特异性,用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1基因,向导RNA的识别序列应具有的特点是 (2分)。
(3)为了获得更多的受精卵,可对母猕猴注射 激素,使其超数排卵,判断卵细胞受精成功的重要标志是 (2分)。在个体水平鉴定BMAL1基因敲除成功的方法是 。
(4)该团队利用一只BMAL1缺失的成年猕猴体细胞克隆出5只后代的实验中,体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是
。
(5)在人类生物节律紊乱机理研究方面,猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想,理由是 (2分)。基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴(A组),与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴(B组)比较, (填“A组”或“B组”)更适合做疾病研究模型动物,理由是 (2分)。
第3、4章达标检测
1.B 基因工程中基因表达载体的构建过程中,需要用同种限制性内切核酸酶切割目的基因和质粒,A错误;在蛋白质工程中,可根据氨基酸的顺序推测密码子的顺序,进而推出DNA中的碱基序列,B正确;基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行人工改造的,因此天然质粒不一定能作为载体,C错误;黏性末端的碱基对通过碱基互补配对进行连接,DNA连接酶连接目的基因与载体之间的磷酸二酯键,D错误。
2.A 基因工程中使用的载体有噬菌体、动植物病毒和质粒等,细菌拟核DNA不能作为载体,A错误;载体均需有一个或多个限制酶识别位点,方便对载体进行切割,B正确;限制酶、DNA连接酶和Taq DNA聚合酶作用的化学键都是磷酸二酯键,C正确;基因工程需要的工具有限制酶、DNA连接酶和载体,其中只有载体具有自我复制的能力,D正确。
3.C DNA合成仪是按照人们预先设定的DNA序列,从无到有,从头合成,以循环的化学反应合成出DNA链;PCR是利用DNA聚合酶对特定基因进行体外或试管内的大量合成,因此体外扩增DNA片段所用的仪器应该是PCR仪,而不是DNA合成仪,A错误。PCR技术中需要耐高温的DNA聚合酶,不需要DNA连接酶,细胞内DNA复制需要DNA聚合酶和DNA连接酶等,B错误。PCR循环一次一般要经历变性、复性和延伸三个步骤,C正确。PCR过程所需的两种引物不能有互补性,否则引物之间会互补配对形成双链DNA,D错误。
4.B 构建基因表达载体时需要用限制酶对目的基因和载体进行切割,然后用DNA连接酶进行连接,A正确;构建基因表达载体是在细胞外进行的,B错误;基因表达载体的组成有启动子、目的基因、终止子和标记基因等,启动子位于目的基因的上游,C、D正确。
5.B 该过程中需要构建基因表达载体,因此会发生α-抗胰蛋白酶基因与载体间基因重组,A正确;乳腺细胞已经高度分化,不再分裂,因此α-抗胰蛋白酶基因不能在乳腺细胞中大量扩增,只能在乳腺细胞中大量表达,B错误;RNA聚合酶识别乳腺特异表达基因的启动子,并与之结合启动转录过程,C正确;α-抗胰蛋白酶是一种分泌蛋白,动物细胞中高尔基体与分泌物的形成有关,因此乳腺细胞的高尔基体分泌α-抗胰蛋白酶,D正确。
6.B 提取DNA时,将切碎的洋葱充分研磨,过滤并取滤液,A错误;由于DNA在不同浓度氯化钠溶液中溶解度不同,因此采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除部分杂质,B正确;DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,因此在离心得到的上清液中加入等体积、体积分数为95%冷酒精,静置2~3分钟,用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起的丝状物是DNA,C错误;将提取的白色丝状物溶解在NaCl溶液中,加入二苯胺试剂沸水浴加热,溶液呈现蓝色,D错误。
7.D 转基因大西洋鲑体内抗冻蛋白有所增加,但是不会明显增加,A错误;构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶,B错误;大鳞鲑鱼生长激素基因能通过PCR技术扩增获得,C错误;转基因大西洋鲑生长激素含量增加导致生长速率加快,D正确。
8.B 设计扩增目的基因的引物时要考虑表达载体相关序列,从而保证目的基因能与表达载体相连接及正常表达,A错误;只要设计出目的基因的引物,接下来即可自动进行,不必知道其全部序列,B正确;PCR技术需要特殊的耐高温的DNA聚合酶,C错误;根据目的基因的编码产物的特性选择特定合适的受体细胞,从而保证目的基因能表达出相应的产物,D错误。
9.D 途径甲中,过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子重组,这样才能使目的基因在乳腺组织中表达,A正确;过程Ⅱ是将含目的基因的重组质粒导入受体细胞,途径乙的受体细胞为植物细胞,一般所采用的方法是农杆菌转化法,B正确;途径丙中,过程Ⅱ是将含目的基因的重组质粒导入微生物细胞,可用Ca2+处理大肠杆菌,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,C正确;三条途径中,过程Ⅲ依据的生物学原理不完全相同,其中途径甲和途径乙的原理是细胞的全能性(途径甲为受精卵的全能性,途径乙为植物细胞的全能性),过程丙的原理是细胞增殖,D错误。
10.B 受精卵能发育成完整个体,具有全能性,故转基因动物需要用受精卵作为受体细胞,A正确;要检测目的基因是否成功表达,需要用抗原—抗体杂交,PCR扩增技术能检测外源基因是否插入受体细胞的染色体DNA上或检测目的基因是否转录出mRNA,B错误;人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达,说明不同物种中遗传密码是通用的,C正确;将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中,受精卵分裂增殖,最终形成一个个体,所以小鼠的体细胞中含有的基因与受精卵完全相同,将带有目的基因的细胞核通过核移植技术可获得多个具有外源基因的后代,D正确。
11.C 蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程,是在分子水平上对基因分子直接进行操作,A错误;对基因分子直接进行操作,使遗传物质发生改变,可以遗传给下一代,B错误;蛋白质工程对基因分子直接进行操作,需要推测出应有的氨基酸序列,设计出相应的基因,C正确;蛋白质工程的发展并不成熟,目前并不能在各个领域广泛应用,D错误。
12.C 蛋白质工程的基本思路:从预期的蛋白质功能出发→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(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。因此,预期蛋白质功能的下一步要做的是设计预期的蛋白质结构,即设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构。
13.D 在转基因过程中,为避免基因污染和对人类的影响,必须严格选择目的基因,A正确;我国不反对治疗性克隆,坚决反对生殖性克隆人,B正确;反对设计试管婴儿原因之一是防止选择性设计婴儿,违背伦理道德,C正确;生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等,干扰素不是生物武器,D错误。
14.D 生殖性克隆人属于无性繁殖,不能丰富人类基因的多样性,A错误;生殖性克隆人采用的技术有核移植和胚胎移植,不涉及重组DNA技术,B错误;克隆技术还不成熟,也存在伦理道德问题,C错误;我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,D正确。
15.C 生物武器致病能力强,攻击范围广,它可以直接或通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布,A正确;利用炭疽杆菌制成的生物武器,具有传染性强、死亡率高、污染面广、难以防治的特点,B正确;1998年6月,中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中,重申了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,C错误;生物武器杀伤力强,彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识,D正确。
16.BC 在基因工程中,通常使用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割目的基因和载体,以便形成重组质粒,A错误;限制酶和DNA连接酶是构建重组质粒常用的工具酶,B正确;基因工程操作的第一个步骤是提取目的基因,C正确;质粒不是细胞器,而是环状双链DNA分子,D错误。
17.ACD 转基因技术的原理是基因重组,未产生新物种,故该转基因水稻与原野生型水稻不存在生殖隔离,A错误;不同的目的基因可能需要不同的限制酶进行切割,因此该基因工程所需的限制性内切核酸酶可能有多种,B正确;目的基因进入水稻细胞后,还要检测目的基因是否成功表达,如果不表达水稻就不会表现出抗盐性状,C错误;可通过将水稻种植到盐碱地观察水稻是否表现出抗盐性状,进而推出目的基因是否表达,D错误。
18.AB 由于基因的选择性表达,在人的肝细胞中没有胰岛素基因转录出的mRNA,A错误;表达载体的复制启动于复制原(起)点,人胰岛素基因的表达启动于启动子,B错误;标记基因可将含有目的基因的细胞筛选出来,C正确;人胰岛素基因的表达启动于启动子,终止于终止子,而终止密码子在翻译过程中起作用,D正确。
19.ABC 用DNA连接酶连接时,目的基因和目的基因、目的基因和质粒、质粒和质粒都可能连接,因此,导入大肠杆菌的质粒不一定为重组质粒,A错误;抗生素抗性基因为基因表达载体中的标记基因,是为了将含有目的基因的细胞筛选出来,B错误;目的基因插入基因B中破坏了抗氨苄青霉素基因,故导入重组质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素不具有抗性,故不可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒,C错误;导入重组质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素不具有抗性,但对链霉素具有抗性,因此在含氨苄青霉素培养基中不能生长,但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌,D正确。
20.AC 胰岛素属于分泌蛋白,在形成过程中需内质网、高尔基体的加工才具有生物活性,而大肠杆菌细胞中无这两种细胞器,所以从大肠杆菌培养液中提纯的胰岛素的生物活性与人体中的不同,A错误;肠乳糖酶基因的表达产物是乳糖酶,可分解乳糖,故将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中,使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量降低,B正确;将生长激素基因注入小鼠的受精卵中,可得到体型巨大的“超级小鼠”,C错误;利用基因工程技术,得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题,D正确。
21.答案 (除特别标注外,每空1分,共10分)(1)C(2分) (2)DNA半保留复制 引物(2分) (3)T-DNA 无色物质K(2分) (4)显微注射技术 (5)蛋白质
解析 (1)由图二中酶识别序列及HSA基因两侧的核苷酸序列可知,应使用酶B和酶C切割获取HSA基因,A正确;导入的目的基因应在Ti质粒上的T-DNA中,因此Ti质粒应使用酶A和酶B切割,酶A和酶B切出的黏性末端不能互补配对,可以将目的基因与Ti质料进行连接,B正确;据图一、图二分析可知,成功建构的重组质粒上不再有酶A的识别位点,C错误;成功构建的重组质粒含有1个酶C的识别位点,用酶C处理能得到2个DNA片段,D正确。(2)PCR技术应用的原理是DNA半保留复制,在利用该技术获取目的基因的过程中,以从生物材料中提取的DNA作为模板,利用引物寻找HSA基因的位置并进行扩增。(3)图一过程①中需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养,利用农杆菌的侵染特性,让Ti质粒上的T-DNA整合到植物细胞染色体DNA上;除尽农杆菌后,为了筛选出转化的植物细胞,利用重组质粒上的报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色的特性进行筛选,故还须将植物细胞转接到含无色物质K的培养基上。(4)图一过程③中将目的基因导入绵羊受体细胞,通常采用较多的方法是显微注射技术。(5)为检测HSA基因的表达情况,可利用抗原—抗体杂交技术,具体做法是提取受体细胞的蛋白质,用抗血清白蛋白的抗体进行杂交实验。
22.(1)不需要 使用基因特异性引物可以从模板DNA中扩增出特定基因 (2)重组质粒(重组DNA分子) 基因P和质粒反向连接 (3)潮霉素抗性基因 (4)定点诱变改造目的基因P,使其编码的蛋白P的第128位苯丙氨酸替换为丙氨酸;将改造后的基因转入受体植物,以提高受体植物的抗旱性
解析 (1)使用基因特异性引物可以从模板DNA中扩增出位于两个引物之间的特定基因序列,无需用限制酶预先切取模板。(2)目的基因和质粒载体的连接物称为重组质粒或者重组DNA分子。用同种限制酶对含有目的基因的DNA和质粒进行单酶切,因为获得的末端相同,所以容易造成目的基因或质粒自身环化、目的基因和质粒反向连接。(3)在MS培养基中添加潮霉素进行筛选得到③,由此可见,质粒载体携带的标记基因是潮霉素抗性基因。(4)蛋白P的第128位苯丙氨酸若变为丙氨酸,脯氨酸抑制蛋白P的酶活性的作用则显著降低。但是,如何将蛋白P的第128位苯丙氨酸变为丙氨酸,这就必须从根本上相应地改造抗旱基因P,将改造后的基因转入受体植物,以提高受体植物的抗旱性。
23.答案 (1)四种脱氧核苷酸 Taq DNA聚合酶 (2)变性 复性 (3)不同 2n+1-2 5'→3' (4)引物与模板 更高 ②③
解析 (1)PCR反应中需要加入缓冲液、引物、模板DNA、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)。(2)图中步骤1、2、3分别代表变性、复性、延伸,这三个步骤组成一轮循环。(3)引物1和引物2的碱基序列不同。PCR扩增的本质是DNA复制,扩增n次,需要消耗(2n-1)个引物1,同理需要消耗(2n-1)个引物2,故需要消耗(2n+1-2)个引物1和引物2,由引物形成子链的延伸方向是5'→3'。(4)复性表示引物与模板相连,若复性温度过高会破坏引物与模板的碱基配对,由于G—C之间有三个氢键,A—T之间有两个氢键,所以G—C含量越高的引物,复性温度越高。PCR反应得不到任何扩增产物,可能是复性温度过高,导致引物与模板不能相连;或引物间相互配对,引物自连,不能与模板相连,因此,可通过降低复性温度或重新设计引物进行改进。
24.答案 (除特别标注外,每空1分,共10分)(1)细胞核移植 乙 (2)动物细胞培养 ④ 内细胞团(或胚胎干细胞) (3)胚胎移植 桑葚胚或囊胚 (4)符合,因为脐带血不是来自胚胎,其中的造血干细胞属于成体细胞(或脐带血是身外之物,属于废弃物利用,符合伦理道德)(3分)
解析 (1)A过程表示细胞核移植技术,得到的重组细胞的遗传物质主要来自乙。(2)B过程是重组细胞经过动物细胞培养发育成胚胎的过程,C过程是将从囊胚内细胞团中获得的胚胎干细胞进行诱导分化形成不同组织、器官的过程,即“治疗性克隆”过程,诱导的对象是④内细胞团(或胚胎干细胞)。(3)如果进行生殖性克隆,则不需要进行定向诱导,但必须进行胚胎移植,胚胎移植的时期是在囊胚或桑葚胚阶段,可以通过胚胎移植技术转移到其他母体内继续发育,直至形成完整的个体。(4)有一男子患有白血病,医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复,该做法符合伦理道德,因为脐带血不是来自胚胎,其中的造血干细胞属于成体细胞(或脐带血是身外之物,属于废弃物利用,符合伦理道德)。
25.答案 (除特别标注外,每空1分,共13分)(1)切割外源DNA,保护自身 (2)能与BMAL1基因特定序列通过碱基互补配对结合(2分) (3)促性腺 观察到两个极体或雌、雄原核(2分) 猕猴表现为生物节律紊乱 (4)体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难 (5)猕猴与人类亲缘关系更近,猕猴生物节律性与人类相近(2分) A组 A组遗传背景一致(生物节律紊乱程度一致),提高了科学研究的可靠性和可比性[(B组可能存在遗传背景(基因编辑成功率)差异,降低科学研究的可靠性和可比性)](或从遗传背景的一致性角度的其他合理表述也行)(2分)
解析 (1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内,由向导RNA引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割来完成基因的编辑过程,据此推测该系统在细菌体内的作用是切割外源DNA,保护自身,类似于基因工程中的限制酶。(2)用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1基因,向导RNA的识别序列应具有能与BMAL1基因特定序列通过碱基互补配对结合的特点。(3)对母猕猴注射促性腺激素,使其超数排卵;判断卵细胞受精成功的重要标志是观察到两个极体或雌、雄原核。由于基因BMAL1控制着猕猴的生物节律,因此在个体水平鉴定BMAL1基因敲除成功的方法是猕猴表现为生物节律紊乱。(4)体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,故体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(5)由于猕猴与人类亲缘关系更近,猕猴生物节律性与人类相近,因此在人类生物节律紊乱机理研究方面,猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想。与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴(B组)比较,A组更适合做疾病研究模型动物,理由是A组遗传背景一致(生物节律紊乱程度一致),提高了科学研究的可靠性和可比性。
1.B
2.A
3.C
4.B
5.B
6.B
7.D
8.B
9.D
10.B
11.C
12.C
13.D
14.D
15.C
16.BC
17.ACD
18.AB
19.ABC
20.AC