新教材高考生物一轮复习考点规范练37基因工程及生物技术的安全性与伦理问题含解析新人教版

基因工程及生物技术的安全性与伦理问题

一、选择题

1.已知限制性内切核酸酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoR Ⅰ(G↓AATTC)和Sau3A Ⅰ(↓GATC)。若要利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA(图丙),下列分析合理的是(　　)

A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体

2.动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵,进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。目前,科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等产物,大致过程如下图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A.通过③形成的重组质粒只要具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因即可

B.④通常采用显微注射技术

C.在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达,因此可以从乳汁中提取药物

D.该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取

二、非选择题

3.利用农杆菌转化法可培育转基因植物,请据此回答下列问题。

(1)培育转基因植物过程的核心步骤是　　　　　　　　　　　,其目的是使目的基因在受体细胞中　　　　　　,并且遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。

(2)构建基因表达载体时,可利用DNA连接酶连接被限制酶切开的　　　　　　键。基因表达载体的组成部分包括启动子、终止子、目的基因、　　　　　、复制原点等。

(3)组成基因表达载体的单位是　　　　　　　　。基因表达载体中的启动子是　　　　　　　　识别和结合的部位,这种结合完成后才能驱动目的基因通过　　　　(填过程)合成mRNA。 

(4)用两种限制酶XbaⅠ和SacⅠ(两种酶切出的黏性末端不同)切割某DNA,获得含目的基因的片段。若利用该片段构建基因表达载体,应选用的Ti质粒是下图中的　　　　。 

注图中箭头所指的位置是限制酶识别和切割的位点。

4.下图为DNA的粗提取与鉴定实验的相关操作。分析回答下列问题。

(1)图中实验材料A可以是　　　　　　等,研磨前加入的B应该是　　　　　。 

(2)通过上述所示步骤得到滤液C后,离心,取上清液,并加入体积相等的、预冷的体积分数为95%的酒精溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　　,之后向白色丝状物所在试管中加入物质的量浓度为2 mol/L 的NaCl溶液的目的是　　　　　　　　　　。

(3)在DNA的粗提取与鉴定实验中,将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的3种溶液中,经搅拌后过滤,获得如下表所示的3种滤液,含DNA最少的是滤液　　　。 

5.新型的微生物蛋白农药是由微生物产生的一类蛋白质药物,能够激活农作物的防御系统,提高农作物抗病抗虫的能力。科研人员在某个真菌菌株上发现了激活蛋白AP45,并进行了相关研究(见下页左上图)。请回答下列问题。

(1)图中①是　　　　　　　　　　;②是　　　　　　　　　　　　　。 

(2)所设计的引物对,应与　　　　　　　　能互补配对,但在　　　　　　　　　　　　　　之间不应有能互补配对的核苷酸序列。 

(3)据图分析,该实验以　　　　　　　　基因作为标记基因。 

(4)如果要利用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否成功表达,则需要以　　　　　　　　　　为抗原,制备出其单克隆抗体。 

(5)以此类激活蛋白制成的微生物蛋白农药并不会直接杀死害虫或者病原生物,是一种环境友好型的产品,具有　　　　　　　　　　　　　　　　　　等优点(答出1点即可)。 

6.将苏云金杆菌Bt抗虫蛋白的基因导入棉花细胞中,可获得抗棉铃虫的转基因棉,其过程如下图所示。

注质粒中“Bt”代表“Bt基因”,“Kmr”代表“卡那霉素抗性基因”。农杆菌中Ti质粒上只有T-DNA片段能转移到植物细胞中。

(1)过程①需用同种　　　　　　　　　　　　　酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用　　　　　培养基。

(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让　　　　　　　　　进入棉花细胞;除尽农杆菌后,还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是　　　　　　　　　。

(3)若过程④仅获得大量的根,则应在培养基中增加　　　　　　　　　　　　以获得芽;部分接种在无激素培养基上的芽也能生根,原因是　　　　　　　　　　　　。

(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用的个体生物学水平上的方法是　　　　　　　　。种植转基因抗虫棉能减少　　　　　的使用,以减轻环境污染。 

7.胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射到人体后,会堆积在皮下,并要经过较长的时间才能进入血液中,而进入血液的胰岛素又容易被分解,因此,治疗效果受到影响。下图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,请据图回答下列问题。

(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是　　　　　　　　　　。 

(2)人工合成的DNA与　　　　结合后,被转移到　　　　　　　　　　　　中才能得到准确表达。 

(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素,需用到的生物工程有　　　　　　、　　　　　　和发酵工程。 

(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么?

  　　　　　　　　　　　　　。 

8.试管婴儿技术是指将不孕不育夫妇的精子和卵子在体外完成受精,并在试管中培养使其发育到桑葚胚或囊胚阶段,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。请回答下列问题。

(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是　　　　　　。 

(2)人的受精卵通过卵裂逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织,并进而形成器官和系统,从细胞水平看,卵裂的分裂方式是　　　　　　。 

(3)精子和卵子在体外进行受精前精子需要事先经过　　　　处理,卵子要培养到　　　　(时期)。除此之外还用到　　　　　　技术。 

(4)试管婴儿技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿”技术,二者在对人类作用上的区别是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 

(5)现在大多数人反对设计婴儿性别,其原因是 　　　　　　　　　　　　　。 

答案：

1.D　由图丙可知切割后目的基因插入的方向,因此只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体,构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。

2.A　要让药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁,重组质粒上还必须具有乳腺蛋白基因的启动子等调控元件。

3.答案:(1)基因表达载体的构建　稳定存在

(2)磷酸二酯　标记基因

(3)脱氧核苷酸　RNA聚合酶　转录

(4)甲

4.答案:(1)洋葱(菜花)　研磨液

(2)析出DNA,溶解部分杂质　使DNA溶解

(3)F

解析:(1)洋葱或菜花中DNA含量相对较高,可以作为提取DNA的材料;研磨前加入研磨液,可以瓦解细胞膜,有利于DNA的释放。(2)在含有DNA的滤液中,加入预冷的酒精溶液,可以使DNA析出,溶解部分杂质;DNA能溶于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液。(3)在滤液D中,除去了较多的蛋白质等,则含DNA最多;在滤液E中,因DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度较低,此时DNA会从溶液中析出,则滤液中含DNA较少;在滤液F中,因DNA不溶于预冷的体积分数为95%的酒精溶液,则含DNA最少。

5.答案:(1)构建目的基因表达载体　目的基因的检测与鉴定

(2)目的基因　两种引物(或引物自身的不同片段或引物与非目的基因)

(3)青霉素抗性

(4)激活蛋白AP45(或目的蛋白)

(5)不会引起害虫或病原生物的抗药性(合理即可)

6.答案:(1)限制性内切核酸　选择

(2)T-DNA　筛选获得含T-DNA片段的植物细胞

(3)细胞分裂素浓度　芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化

(4)采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫　农药

解析:(1)目的基因与质粒构建基因表达载体时需要用同种限制性内切核酸酶对二者进行切割。要筛选出含重组质粒的农杆菌应使用选择培养基。(2)为将目的基因导入受体细胞,应先将重组质粒导入农杆菌,再用农杆菌感染棉花细胞,从而将T-DNA整合至棉花细胞的染色体DNA上;除尽农杆菌后,因重组质粒中含有卡那霉素抗性基因,在含有卡那霉素的培养基上继续培养可筛选获得含T-DNA 片段的植物细胞。(3)在愈伤组织培养过程中,生长素能促进根的分化,细胞分裂素能促进芽的分化,在培养过程中芽顶端合成的生长素也可促进根的分化。(4)在个体生物学水平检测抗虫棉的抗虫性状,可通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫,来观察棉铃虫的生存情况。种植转基因抗虫棉能减少农药的使用,从而减轻环境污染。

7.答案:(1)预期的蛋白质功能

(2)载体　大肠杆菌等受体细胞

(3)蛋白质工程　基因工程

(4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出其脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因

解析:(1)蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造,因此,图中构建新的胰岛素模型的依据是预期速效胰岛素的功能。(2)人工合成的目的基因与载体结合后,被导入受体细胞中才能得以表达。(3)利用蛋白质工程生产自然界中原本不存在的蛋白质,需对原有的胰岛素进行改造,根据新的胰岛素中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,人工合成新的胰岛素基因,得到目的基因,改造好的目的基因需通过基因工程将其导入受体细胞获得工程菌,再利用工程菌进行发酵,从而获取大量产品,因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因,其基本设计思路是根据新的蛋白质中的氨基酸序列,推测出基因中的脱氧核苷酸序列,然后用DNA合成仪直接合成出新的基因。

8.答案:(1)受精作用　

(2)有丝分裂

(3)获能　MⅡ期　胚胎移植

(4)前者主要用于治疗不孕不育夫妇的生育问题,后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病

(5)破坏了人类正常的性别比例,违反了伦理道德