2022届高考生物二轮复习专题二十四 基因工程与生物技术的安全性与伦理问题（习题通B卷）（word版含解析）

基因工程与生物技术的安全性与伦理问题
（习题通B卷）
一、单项选择题
1.基因工程是环境保护的理想武器，人们正在研究将聚磷基因和硝化基因导入大肠杆菌得到重组细胞，使废水中过高的氮、磷得到有效去除，从而降低水体富营养化，解决近年来这个世界“生态癌”的问题。下列说法错误的是( )
A.具有“聚磷基因”的菌种应是生活在高度富营养化环境中的生物
B.构建基因表达载体时，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C.适宜温度的处理，有利于完成目的基因的导入
D.取自大肠杆菌的质粒是可直接作为此基因工程的常用运载体
2.如图表示基因工程中目的基因的获取示意图，下列叙述不正确的是( )
A.③表示PCR技术，用来扩增目的基因
B.若获取的目的基因相同，则图中基因组文库小于cDNA文库
C.要从基因文库中得到所需的目的基因，可以根据目的基因的相关信息来获取
D.若基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过化学方法直接人工合成
3.缺乏维生素A容易导致出现夜盲症、营养不良等，甚至能够威胁生命。而β-胡萝卜素可以在人体内转化成维生素A。科学家尝试通过转基因技术生产富含β-胡萝卜素的大米，八氢番茄红素合酶（其基因用psy表示）和胡萝卜素脱饱和酶（其基因用crtl表示）参与β-胡萝卜素的合成。下列分析正确的是( )
A.重组质粒中的目的基因含有基因psy和crtl
B.构建重组质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶
C.可通过显微注射法将目的基因导入水稻受体细胞
D.PCR既可扩增特定基因也可检测目的基因的表达
4.某研究团队拟将耐盐基因HAL1导入紫花苜蓿中培育耐盐牧草。具体实验流程如图甲。图乙是载体pCHLA1中T—DNA示意图，Basta是一种除草剂。有关叙述错误的是( )
A.过程②需要使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶
B.过程③的转化方法是农杆菌转化法
C.为达到培养并筛选的目的，过程④的培养基中除含有机营养、无机营养、植物激素等物质外，不需加入Basta
D.经图甲实验获得的紫花苜蓿是否具有耐盐特性还需要进行耐盐检测
5.科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶第352位的苏氨酸变为异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变为异亮氨酸。下列操作正确的是( )
A.直接改造两种酶的空间结构
B.对指导两种酶合成的mRNA进行改造
C.利用诱变育种技术促使控制这两种酶合成的基因突变
D.利用基因工程技术，对控制这两种酶合成的基因进行改造
6.转基因技术可引发基因污染。下列有关基因污染的叙述，错误的是( )
A.转基因作物的外源基因可以通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库
B.杂草、害虫从它的近亲中获得的抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
C.基因污染是一种不增殖、不扩散的污染，故不必过分担心
D.基因污染的危害在于引起了遗传物质的改变，难以立即消除
7.下列关于治疗性克隆和生殖性克隆的说法，错误的是( )
A.使用病人自己的细胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆
B.将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫中发育成婴儿的过程属于生殖性克隆
C.治疗性克隆属于无性生殖，生殖性克隆属于有性生殖
D.治疗性克隆和生殖性克隆技术均需要用到动物细胞培养和核移植
8.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，以制备感受态细胞
D.三条途径中，过程Ⅲ依据的生物学原理相同
二、多项选择题
9.若某种限制性核酸内切酶的识别序列是CCTAGG，它在C和C之间切断线性DNA。如图表示用该酶处理某基因后产生的片段。下列有关叙述正确的是( )
A.该正常基因中有3个CCTAGG序列
B.产生的DNA片段可用DNA聚合酶连接起来
C.用该酶处理得到图示基因片段要水解3个磷酸二酯键
D.若该基因某处有一个CCTACG突变为CCTAGG，用该酶处理后将产生5个片段
10.下列关于基因工程的叙述，不正确的是( )
A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定
B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关
C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA
D.已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置
11.乙肝疫苗可用基因工程的方法进行生产。现已知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，乙肝疫苗的生产过程示意图如下，下列相关说法正确的是( )
A.图示生产乙肝疫苗的过程未对受体菌进行改造
B.在①②过程中需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C.用于生产疫苗的目的基因来自病毒，可编码表面抗原蛋白
D.这种转基因的酵母菌一定是安全的，不会对自然界造成危害
12.蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化性质和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的地设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物。中华鲜是一种濒危野生动物，研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。下列有关说法正确的是( )
A.蛋白质工程可定向改变蛋白质分子的结构
B.改造蛋白质可通过改变基因结构实现
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
13.炭疽杆菌造成感染者死亡率极高的主要原因之一是它能产生两种成分为蛋白质的外毒素。有科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏，发现该菌仍能产生外毒素。据此判断，下列对炭疽杆菌的叙述，正确的是( )
A.炭疽杆菌合成的外毒素属于代谢产物
B.控制外毒素合成的基因位于炭疽杆菌的拟核中
C.如将炭疽杆菌用于军事或恐怖活动，则属于使用生物武器
D.外毒素由炭疽杆菌的核糖体合成
14.现在转基因技术已经相当成熟，前不久美国批准转基因三文鱼进入市场，旨在利用生物技术提升水产行业，不过这种转基因三文鱼目前只能在加拿大和巴拿马饲养。关于转基因技术，下列说法不正确的是( )
A.转基因技术的原理是DNA分子杂交
B.转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，是有利无害的
C.现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示潜在的安全性
D.转基因食品比传统食品营养更丰富，因此在不久之后转基因食品会替代传统食品
三、填空题
15.四尾栅藻生长周期短、适应性强，是一种高潜力生物柴油新型原料，但油脂产量低。研究人员从含油量高的紫苏中提取DGAT1（催化油脂合成的关键酶）基因，并成功导入到四尾栅藻细胞内，获得转基因的产油四尾栅藻。其制备流程如图，图中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，LacZ基因可使细菌利用培养基中的物质X-gal进而使菌落呈现蓝色，无该基因或该基因被破坏，菌落呈白色。回答下列问题：
（1）从高表达的紫苏组织细胞中提取总的RNA，经逆转录获得cDNA，用于PCR扩增。该过程获得cDNA的原理是_____。
（2）PCR扩增DGAT1基因时，使反应体系中的模板cDNA解旋为单链的条件是_____。在DNA延伸的过程中，使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_____。
（3）构建的pMD19-DGAT1导入到经CaCl2溶液处理的感受态大肠杆菌细胞中，并通过_____（方法）接种到含_____的培养基中培养。一段时间后，挑选_____色的菌落以提取质粒pMD19-DGAT1。
（4）用限制酶BamHⅠ和XbaⅠ切割pMD19-DGAT1和pBI121，将其连接成重组表达载体pBI121-DGAT1，并将其导入四尾栅藻细胞中。与单酶切相比，双酶切的优点是_____。
答案以及解析
1.答案：D
解析：本题考查基因工程的操作和应用。据题意知“聚磷基因”能使废水中过高的氮、磷得到有效去除，从而降低水体富营养化，故可推知具有“聚磷基因”的菌种适应并生活在高度富营养化环境中，A正确；构建基因表达载体时，需在体外用限制性核酸内切酶将运载体切割，也需要DNA连接酶将目的基因和运载体连接起来，B正确；将目的基因导入受体细胞时需在适宜温度条件下，C正确；取自大肠杆菌的天然质粒需经过人工改造后才可作为基因工程的运载体，D错误。
2.答案：B
解析：PCR技术是体外进行DNA复制的技术，可用来扩增目的基因，A正确；基因组文库包含了一种生物所有的基因，cDNA文库只包含了一种生物的部分基因，故基因组文库大于cDNA文库，B错误；可以根据目的基因的核苷酸序列、功能等信息从基因文库中获取所需的目的基因，C正确；如果基因比较小，且核苷酸序列已知，可以通过化学方法直接人工合成，D正确。
3.答案：A
解析：本题主要考查基因工程的相关问题。据“八氢番茄红素合酶（基因用psy表示）和胡萝卜素脱饱和酶（基因用crtl表示）参与β-胡萝卜素的合成”可知，转基因技术的重组质粒中的目的基因中含有基因psy和crtl，A正确；构建重组质粒需要限制酶、DNA连接酶，不需要核酸酶，B错误；可通过农杆菌转化法将目的基因导入水稻受体细胞，C错误；PCR技术可用于扩增特定基因，要检测目的基因是否表达应该用抗原—抗体杂交法，D错误。
4.答案：C
解析：过程②是将目的基因HAL1与农杆菌Ti质粒的T—DNA重组，需要使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，A项正确；过程③的转化方法是农杆菌转化法，含有目的基因的T—DNA转移至苜蓿愈伤组织细胞的染色体DNA上形成转基因细胞，B项正确；T—DNA的Basta抗性基因是标记基因，可用于筛选转基因细胞。为达到培养并筛选的目的，过程④的培养基中除含有机营养、无机营养、植物激素等物质外，还需加入Basta，C项错误；经图甲实验获得的紫花苜蓿是否具有耐盐特性，还需从个体水平上进行检测，即进行耐盐检测，D项正确。
5.答案：D
解析：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，这种高级结构往往十分复杂，故直接对蛋白质改造非常困难，且改造成功也不能遗传，A错误；直接改造相应的mRNA，不一定能够表达出所需要的蛋白质，且即使成功也不能遗传，B错误；基因突变具有不定向性和低频性，使用诱变育种的方法不易获得符合要求的基因，C错误；基因工程可定向改造生物的遗传性状，所以可利用基因工程技术，对控制这两种酶合成的基因进行改造，D正确。
6.答案：C
解析：转基因作物的外源基因可以通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库，这是造成基因污染的一种情况，A正确；杂草、害虫从它的近亲中获得抗性基因，从而大量增殖，影响其他生物的生存，可能破坏生态系统的稳定性，B正确；外源基因可以通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种内并成为它们基因的一部分，所以基因污染是可以在自然界中的生物中增殖并扩散的，C错误；基因污染的危害在于引起了遗传物质的改变，它可以在种群中扩散开来，并通过繁殖传给后代，因此难以立即消除，D正确。
7.答案：C
解析：使用病人自己的干细胞，在一定的条件下，通过离体培养和诱导分化形成胰岛细胞以治疗糖尿病，属于治疗性克隆，A正确；生殖性克隆是以产生新个体为目的进行的克隆，即用生殖技术将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫中发育成婴儿的过程，B正确；无论是治疗性克隆还是生殖性克隆都属于无性生殖， C错误；治疗性克隆和生殖性克隆技术均需要用到动物细胞培养和核移植，D正确。
8.答案：D
解析：A.要使目的基因表达，必须和启动子重组，故过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子重组，故A项正确；B.将重组DNA分子导入受体最普遍的方法为农杆菌转化法，故B项正确；C.用Ca2+处理大肠杆菌能够提高导入成功率，成功获得感受态细胞，故C项正确；D.三条途径中，转基因的对象不一样，牛为动物，莴苣为植物，大肠杆菌为细菌，依据的生物学原理也不一样，故D项错误。
9.答案：AD
解析：
10.答案：ABC
解析：若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则该限制性核酸内切酶可能会切割重组质粒，破坏重组质粒的结构，A错误；抗除草剂基因转入某抗盐植物后，一部分抗盐植株的抗盐性消失，说明抗除草剂基因的转入可能导致抗盐性改变，B错误；抗除草剂基因转入某植物后，若DNA检测含有目的基因，而抗性鉴定为不抗除草剂，其原因可能是目的基因转录出RNA但无法翻译，也可能是目的基因无法转录，还可能是翻译出来的蛋白质无活性，C错误；若环状质粒上有1个某种限制性核酸内切酶的酶切位点，则该环状质粒被该酶酶切后形成1个条带，若要形成2个条带，则该环状质粒上至少有2个该酶的酶切位点，若要形成3个条带，则该环状质粒上至少有3个该酶的酶切位点，D正确。
11.答案：BC
解析：图示生产乙肝疫苗的过程利用了基因工程技术，基因工程可定向改造生物的遗传特性，A错误；①过程是获取目的基因，②过程包括基因表达载体的构建，需要限制酶和DNA连接酶，B正确；因病毒的抗原性是由表面抗原蛋白决定的，故生产疫苗的目的基因来自病毒，可编码表面抗原蛋白，C正确；转基因生物的安全性还存在争议，应避免其扩散进入自然界，D错误。
12.答案：ABC
解析：本题考查蛋白质工程。蛋白质工程可以通过改造基因来定向改变蛋白质分子的结构，A、B正确；改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，C正确；蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给后代，因此改造后的中华鲟的后代也具有改造的蛋白质，D错误。
13.答案：ACD
解析：炭疽杆菌属于细菌，细菌的拟核是一种大型环状DNA分子，但从题干信息可知大型环状DNA分子被破坏后该菌仍能合成外毒素，则表明控制外毒素合成的基因不是炭疽杆菌拟核中的基因，有可能是其质粒中的基因。炭疽杆菌产生的外毒素的化学本质是蛋白质，由核糖体合成，属于细胞的代谢产物。A、C、D符合题意。
14.答案：ABD
解析：转基因技术的原理是基因重组，A错误；转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，但其既有有利的一面，也有有害的一面，B错误；现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示潜在的安全性，C正确；转基因食品和传统食品各有优、缺点，转基因食品不会替代传统食品，D错误。
15.答案：（1）在逆转录酶作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对原则合成cDNA
（2）加热至90～95℃；Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下失活
（3）稀释涂布平板法；X-gal和氨苄青霉素；白
（4）使DGAT1基因能定向插入表达载体，减少自身环化
解析：（1）本题主要考查基因工程的原理、操作步骤及应用。cDNA是逆转录获得的，逆转录酶以mRNA为模板按照碱基互补配对原则合成cDNA。
（2）PCR技术，采用90~95℃高温使双链DNA解旋。大多数酶的本质都是蛋白质，都需要在适宜的温度发挥作用，普通大肠杆菌DNA聚合酶的最适温度基本不会超过40℃，但是在PCR反应体系中，温度会高达90℃，此时普通的DNA聚合酶会变性失活，无法使用，而Taq酶是耐热的DNA聚合酶，可以使用。
（3）构建的pMD19-DGAT1导入经CaCl2溶液处理的感受态大肠杆菌细胞中，基因中含有LacZ基因的大肠杆菌可以利用培养物质中的X-gal来使菌落呈现蓝色，通过稀释涂布平板法将大肠杆菌细胞接种到含氨苄青霉素和X-gal的培养基中培养，因为DGAT1基因的成功导入会破坏LacZ基因，所以未导入目的基因的菌落呈现蓝色，成功导入基因的大肠杆菌菌落呈现白色，故一段时间后，挑选白色的菌落以提取质粒pMD19-DGAT1。
（4）单酶切后的运载体两端的黏性末端相同，可能会导致目的基因和运载体自身环化和反向连接。