2023届高考生物二轮复习基因工程和生物技术的安全性与伦理问题作业（不定项）含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习基因工程和生物技术的安全性与伦理问题作业（不定项）含答案，共12页。
全员必做题
1.[2022·江苏省海安市高三学业质量监测]RT­PCR是将RNA的逆转录和cDNA的聚合酶链式扩增相结合的技术。目前国际上均以RT­PCR检测呈阳性作为感染新型冠状病毒肺炎的“金标准”。相关叙述错误的是( )
A．RT­PCR反应体系中需要添加逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶
B．RT­PCR也需要经过高温变性、低温复性和中温延伸
C．RT­PCR模拟了新冠病毒在人体细胞内增殖的主要过程
D．标本保存与运输不当可能导致RT­PCR检测呈假阴性
2．[2022·湖北省恩施州高三教学质量监测]下图是利用DNA重组技术生产能降解农药马拉硫磷的CarE制剂的流程。下列叙述正确的是( )
A．重组DNA技术的核心是将CarE基因导入受体细胞
B．过程①是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的
C．过程②获取的CarE基因中不含有启动子和终止子
D．重组表达载体的制备过程中需要限制酶和DNA聚合酶
3．[2022·山东省泰安肥城市高三一摸]农杆菌Ti质粒上的T­DNA可以转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出T­DNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定T­DNA插入的具体位置。下列说法不正确的是( )
注：子链从引物的3′端开始延伸。
A．PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理
B．进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶
C．利用图中的引物②、③组合可扩增出两侧的未知序列
D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T­DNA的插入位置
4．[2022·江苏省南通市高三期末质量调研](不定项选择)亨廷顿舞蹈病是一种由于亨廷顿蛋白(HTT)基因突变所导致的疾病。我国科学家利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9)，成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型，操作过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A．上述操作过程的原理有基因重组、动物细胞核全能性等
B．过程②为动物细胞融合技术，通常采用灭活病毒诱导
C．过程④为胚胎分割，该技术关键是将内细胞团均等分割
D．基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因可遗传给后代
5．[2022·山东省青岛市高三期初考试]哺乳动物的单倍体胚胎干细胞(haESCs)是指只含有一套染色体(性染色体只含X染色体)，拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型，在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列说法错误的是( )
A．在体外培养条件下，haESCs可以只增殖而不发生细胞分化
B．推测仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段
C．haESCs与成体干细胞类似，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官
D．haESCs中通常不含等位基因，为获取遗传操作的动物模型提供了新思路
6．[2022·江苏省海安市高三学业质量监测]科研人员克隆了猪白细胞抗原基因(SLA­2基因)，构建了该基因的真核表达载体，进行了猪肾上皮细胞表达研究。实验的主要流程如下，SLA­2基因长度为1 100 bp，质粒B的总长度为4 445 bp，其限制酶切位点后的数字表示距复制原点的距离。请回答：
(1)过程①中，PCR扩增SLA­2的原理是________，下列4种引物中应选择的是________。
a.5′­GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC
b．5′­GTTGCGGCCGCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC
c．5′­GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC
d．5′­GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC
(2)过程②将重组质粒导入大肠杆菌的目的是________________，该过程需要用________处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。然后将大肠杆菌涂布在含有____________(抗生素)的培养基上培养。
(3)若用San3A Ⅰ和Xba Ⅰ完全酶切质粒C后电泳，请画出可能得到的电泳条带。
(4)科研中常用嘌呤霉素对真核细胞进行筛选，一般选择最低致死浓度的前一个浓度作为筛选浓度的原因是：既可以让大部分没有抗性的细胞死亡又不会让____________________。实验结果如图，根据实验结果最佳的嘌呤霉素筛选浓度为________。
(5)过程⑦研究人员用小鼠抗SLA抗原肽单克隆抗体检测肾上皮细胞生产的抗原肽，其原理是________________，单克隆抗体能检测其是否具有正确的________，从而是否具有生物活性。
重点选做题
7.[2022·江苏省百校联考高三年级考试](不定项选择)菊花是一种双子叶植物，易感桃蚜。桃蚜不但直接影响植物生长，还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述正确的是( )
A．受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞
B．将目的基因GNA插入到Ti质粒的T­DNA上构建表达载体
C．菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞
D．应用抗虫接种实验，检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度
8．[2022·江苏省南通市高三期初测](不定项选择)下图为目的基因结构示意图及几种限制酶的酶切位点，下列相关叙述错误的是( )
A．图中所示目的基因可能来源于真核生物，也可能来源于原核生物
B．噬菌体可以作为运载体将重组DNA导入动物细胞获得转基因动物
C．PCR技术扩增该基因时，形成磷酸二酯键所需要的能量可由dNTP直接提供
D．用图中目的基因和质粒构建重组质粒时，只能用Sma Ⅰ酶切割
9．[2022·山东省济南大学城高三月考]PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列(简称phb2基因)，大小为0.9 kb(1 kb＝1 000碱基对)，利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：
(1)为获取phb2基因，提取该动物肝脏组织的总RNA，再经________过程得到cDNA，将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
(2)图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2基因(该基因序列不含图1中限制酶的识别序列)与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端分别引入________和________两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时，可选用________(填“E.cliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)。
相关限制酶的识别序列及切割位点
注：箭头表示切割位点。
(3)转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于____________的生理状态，以提高转化效率。
(4)将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养，随机挑取菌落(分别编号为1、2、3、4)培养并提取质粒，用(2)中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，结果如图2，________号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。
注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中。
注：间期包括G1期、S期和G2期
(5)将纯化得到的PHB2蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养24小时后，检测处于细胞周期(示意图见图3)不同时期的细胞数量，统计结果如图4。分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的________(填“G1”或“S”或“G2/M”)期。
注：G2/M表示G2和M。
10．[2022·山东省烟台市、德州市高三一模]2020年8月16日，由我国军事医学研究院陈薇院士团队及康希诺生物联合申报的腺病毒载体新冠疫苗被授予专利权，是我国首个新冠疫苗专利。全面接种新冠疫苗，建立免疫屏障，可有效防止新冠病毒大规模传染。
(1)新冠病毒是一种RNA病毒，通过其表面的S蛋白与宿主细胞膜表面ACE2受体结合而完成感染。研制疫苗时，通过RT­PCR(反转录—聚合酶链式反应)获取S蛋白基因所需要的酶是________________________。据图1分析，选择的引物是________________，其作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)PCR的产物一般通过电泳来鉴定，结果如图2所示。1号泳道为标准(Marker)，2号泳道为阳性对照(提纯的S蛋白基因片段)，3号泳道为实验组。标准(Marker)的实质为________________________________，3号泳道的杂带出现的原因一般有______________________________(至少答出两点)。
(3)腺病毒是一种DNA病毒，基因组中的E1区蛋白与腺病毒的复制有关而且对宿主细胞的毒性很强。科研中将去除E1基因构建的复制缺陷型腺病毒作为运载S蛋白基因的载体，经过改造后的腺病毒应该具备的特点有________________________________________(至少答出两点)。试说明科研中选用复制缺陷型腺病毒做载体制备新冠疫苗的原因是________________________________________。
11．[2022·山东省临沂市高三检测]镰孢菌引起的小麦赤霉病被称为小麦“癌症”，是威胁粮食安全的重大国际性难题。我国科学家从小麦近缘属植物长穗偃麦草中首次克隆出主效抗赤霉病基因Fhb7(编码一种谷胱甘肽S转移酶)，为解决小麦赤霉病的世界性难题提供了“金钥匙”。研究发现，用光诱导型启动子(PrbcS)能够使Fhb7基因表达，其结合T基因后能使Fhb7基因更高水平表达。
(1)PrbcS是一段有特殊结构的DNA片段，能被____________识别并结合，驱动基因的持续________。
(2)通过PCR技术扩增Fhb7基因片段，反应过程一般由95 ℃热变性、55～60 ℃引物和模板配对、72 ℃延伸三个步骤，经过多次循环完成。延伸阶段选用72 ℃综合考虑了两个因素，这两个因素是________________________和________________________，若研究人员在反应缓冲溶液中加入4种dNTP时，误加入了单一种类的ddNTP(即2、3双脱氧核苷三磷酸，在脱氧核糖的3位置缺少一个羧基)，则子链会停止延伸，分析其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下图中甲、乙均为Fhb7基因表达载体构建过程中的中间载体，请分析重组载体的部分构建过程。
注：Kmr为卡那霉素抗性基因，rigin为复制原点，其余为限制酶酶切位点
区别含有中间载体甲­PrbcS­*T与含有重组载体乙­PrbcS→*T的微生物的方法是________________________________。经酶切后凝胶电泳，测得2B片段为0.3 kb，经图示信息分析，PrtbcS­*T的长度约为________。据图分析，形成重组载体乙­PrbcS­*T需要使用限制酶________切割，图中重组载体乙­PrbcS­*T问号处有________种限制酶的酶切位点。
整合训练（十七）
1．解析：逆转录酶在RNA的逆转录过程中发挥作用，耐高温的DNA聚合酶在cDNA的聚合酶链式扩增中发挥作用，故该反应体系中需加入逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶，A正确；该技术包括cDNA的聚合酶链式扩增过程，故需要经过高温变性、低温复性和中温延伸，B正确；新冠病毒属于自我复制型的RNA病毒，其在宿主细胞内不进行逆转录过程，C错误；若在标本运输、保存中出现了损坏和污染，导致新冠病毒核酸破坏而无法检测，可能导致RT­PCR检测呈假阴性，D正确。
答案：C
2．解析：重组DNA技术的核心是基因表达载体的构建，A错误；过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程是在体外进行的，不是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的，B错误；目的基因是通过逆转录法获得的，该方法获得的目的基因不含启动子和终止子，因此过程②获取的CarE基因中不含有启动子和终止子，C正确；重组表达载体的制备过程中需要限制酶和DNA连接酶，D错误。
答案：C
3．解析：PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理，是体外扩增DNA的一种方式，A正确；PCR技术需要在高温条件下进行变性，故进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶，B正确；由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3′端开始延伸，故利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C错误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T­DNA的插入位置，D正确。
答案：C
4．解析：上述操作中基因编辑技术的原理是基因重组，过程①②是细胞核移植技术，体现的生物学原理是动物细胞核的全能性，A正确；过程②是将细胞核移入去核的卵细胞中，所利用的生物技术是细胞核移植技术，B错误；过程④为胚胎分割，该技术关键是将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，C正确；基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因属于基因重组，可遗传给后代，D正确。
答案：ACD
5．解析：单倍体胚胎干细胞拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，在体外培养条件下，单倍体胚胎干细胞同样具有胚胎干细胞的特点，也可增殖而不发生细胞分化，A正确；根据题干信息“单倍体胚胎干细胞性染色体只含X染色体”推测，仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段，B正确；单倍体胚胎干细胞类似于正常胚胎干细胞，具有发育的全能性，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官，而成体干细胞来源于已经分化组织中的未分化细胞，如造血干细胞，其只能分化为所来源的组织和器官的类型的细胞，C错误；单倍体胚胎干细胞中不含等位基因，动物细胞核具有全能性，需要核移植技术才能培育成单倍体动物，为获取遗传操作的动物模型提供了新思路，D正确。
答案：C
6．解析：（1）PCR是在体外进行DNA复制，原理是DNA复制；引物需与经限制酶剪切过的黏性末端互补配对，经分析表格中相关限制酶的切割位点和引物序列，只有c能和San3AⅠ切割的黏性末端配对。（2）将重组质粒导入大肠杆菌的目的是扩增重组DNA分子，用于下一步的抗性检测；大肠杆菌通常在低温条件下，用Ca2＋处理，使其转化为感受态细胞；据图分析，在含氨苄青霉素的培养基中培养可达到筛选的目的。（3）由图可知，质粒C共有（4 445＋1 100）＝5 545 bp，用San3AⅠ和XbaⅠ完全酶切质粒C后，可能产生以下长度的片段：5 545 bp，3 620 bp，1 925 bp，具体分析见下图。
所以酶切后可能得到的电泳条带如图所示：
（4）最低致死浓度既可以让大部分没有抗性的细胞死亡又不会让具有抗性的细胞死亡；根据实验结果分析，最佳的嘌呤霉素筛选浓度为80 μg/mL。（5）检测抗原肽的原理是抗原—抗体杂交；利用单克隆抗体能检测其抗原基因是否正确表达从而产生正确的抗原肽。
答案：（1）DNA复制 c
（2）扩增重组DNA分子 Ca2＋ 氨苄青霉素
（3）见解析
（4）具有抗性的细胞死亡 80 μg/mL
（5）抗原—抗体杂交 抗原肽
7．解析：分析题意可知，科学家将目的基因导入了菊花细胞，故受体细胞可以选择菊花叶片细胞，但不能选择桃蚜细胞，A错误；基因工程中构建表达载体时，由于T­DNA可以转移到受体细胞内，可以将目的基因GNA插入到Ti质粒的T­DNA上，B正确；菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞，有利于目的基因成功导入，C正确；已知雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长，故应用抗虫接种实验，检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度，D正确。
答案：BCD
8．解析：图中基因的编码区存在外显子和内含子，因此该目的基因来源于真核生物，A错误；将重组DNA导入动物细胞的方法是显微注射法，B错误；dNTP含有高能磷酸键，在PCR技术扩增该基因时，可以在形成磷酸二酯键时提供能量，C正确；SmaⅠ酶的酶切位点在编码区，会破坏目的基因，所以不能用SmaⅠ酶切割目的基因，D错误。
答案：ABD
9．解析：（1）利用RNA获得cDNA的过程称为逆转录。（2）根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间。由图中看出，两者之间存在于三种限制酶切点，但是由于Kpn Ⅰ在质粒上不止一个酶切位点，所以应该选择EcR Ⅰ和Pvit Ⅱ两种不同限制酶的识别序列；根据Pvit Ⅱ的酶切序列，切出了平末端，所以构建基因表达载体时，应该用T4DNA连接酶连接质粒和目的基因。（3）转化时用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理状态，以提高转化效率。（4）由于这些菌落都可以生长在含有氨苄青霉素的培养基中，因此都含有质粒，重组质粒包含了目的基因和质粒，如果用EcR Ⅰ和Pvit Ⅱ两种酶切割重组质粒电泳后将获得含有质粒和目的基因两条条带，由于phb2基因大小为0.9 kb，所以对应电泳图是菌落3。（5）比较图4中G1期和S期细胞减少，而G2期细胞数目明显增多，说明了G1期和S期细胞可以进入G2期，而G2期的细胞没有能够完成分裂进入G1期，因此PHB2蛋白应该作用于G2/M期。
答案：（1）逆转录
（2）EcR Ⅰ Pvit Ⅱ T4DNA连接酶
（3）感受态 （4）3 （5）G2/M
10．解析：（1）通过RT­PCR（反转录—聚合酶链式反应）获取S蛋白基因，该技术需要脱氧核苷酸、逆转录酶、TaqDNA聚合酶及引物。由于DNA子链从5′端向3′端延伸，则据图1分析，选择的引物是Ⅱ、Ⅲ，引物可以使TaqDNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。（2）标准（Marker）的实质为不同已知长度的DNA片段混合物，若实验的模板受到污染、引物的特异性不强、退火温度偏低，则3号泳道会出现杂带。（3）经过改造后的腺病毒应该具备能够侵染宿主细胞；具有多个限制酶切位点；不能复制等特点。疫苗制备中选取复制缺陷型腺病毒作为载体可以防止病毒在人体内进行增殖，进而提高疫苗的安全性。
答案：（1）逆转录酶、TaqDNA聚合酶 Ⅱ、Ⅲ 使Taq酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
（2）不同已知长度的DNA片段混合物 模板受到污染；引物的特异性不强；退火温度偏低
（3）能够侵染宿主细胞；具有多个限制酶切位点；不能复制 避免人体因重组腺病毒增殖而感染，进而提高疫苗的安全性
11．解析：（1）分析题意可知，PrbcS属于启动子，启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，能被RNA聚合酶识别并结合，用于驱动基因的转录。（2）DNA在高温条件下会解旋变性，且酶活性的发挥需要适宜条件，故延伸阶段选用72 ℃，主要是防止DNA变性和为保存TaqDNA聚合酶所需温度条件；ddNTP为2，3­双脱氧核苷三磷酸，在脱氧核糖的3号碳位置缺少一个羧基，只要ddNTP掺入链端，该链就停止延长的原因是3号碳上不是羟基，不能与下一个脱氧核苷酸的磷酸形成磷酸二酯键。（3）由图可知，中间载体甲­PrbcS­*T上不含卡那霉素抗性基因，而含有重组载体乙­PrbcS­*T含有卡那霉素抗性基因，故含有重组载体乙­PrbcS­*T的微生物能在含有卡那霉素的培养基中生长，而含有中间载体甲­PrbcS­*T不能在含有卡那霉素的培养基中生长；由图可知，重组载体乙­PrbcS­*T的长度为3.6 kb，经酶切后凝胶电泳，测得2B片段为0.3 kb，设Prbcs*T的长度为y，则3.6－0.3＋y＝5.1 kb，解得y＝1.8 kb；需要用同种酶切割目的基因和载体，故据图分析，形成重组载体乙­PrbcS­*T，需要使用限制酶EcR Ⅰ切割。据图示中中间载体甲PrbcS*T右侧的酶切位点和重组载体乙­PrbcS­*T右侧的酶切位点可知，图中重组载体乙­PrbcS­*T问号处限制酶的酶切位点可为Sph Ⅰ、BamH Ⅰ、EcR Ⅰ、Nt Ⅰ、Xh Ⅰ、EcR V的酶切位点。
答案：（1）RNA聚合酶 转录
（2）防止DNA变性 保持TaqDNA聚合酶活性所需温度条件 3号碳上不是羟基，不能与下一个脱氧核苷酸的磷酸形成磷酸二酯键
（3）用含有卡那霉素的培养基培养 1.8 kb EcR Ⅰ 6
限制酶
Bcl Ⅰ
Nt Ⅰ
Xba Ⅰ
San3A Ⅰ
识别序列及切割位点
T↓GATCA
GC↓GGCCGC
T↓CTAGA
↓GATC