2023年高考生物母题题源解密（全国通用）专题11 基因工程及生物技术的安全性及伦理问题（原卷版）

专题11基因工程及生物技术的安全性与伦理问题目录：1.2023年真题展现考向一DNA的粗提取及鉴定的方法考向二DNA重组技术的基本工具及基因表达载体的构建考向三基因工程在农业、制药及环境方面的应用考向四PCR扩增的原理与过程考向五基因工程安全性和伦理问题2.真题考查解读3.近年真题对比考向一PCR扩增的原理与过程考向二基因工程安全性和伦理问题考向三基因表达载体的构建4.命题规律解密5.名校模拟探源6.易错易混速记考向一DNA的粗提取及鉴定的方法1．（2023·广东·统考高考真题）“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（

）A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色考向二DNA重组技术的基本工具及基因表达载体的构建2．（2023·湖北·统考高考真题）用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（）

A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落3．（2023·山西·统考高考真题）某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。

下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（

）A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA连接酶连接B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA连接酶连接C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA连接酶连接D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA连接酶连接4．（2023·山东·高考真题）科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。

（1）与图甲中启动子结合的酶是。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有（答出2个结构即可）。（2）构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了，条带2所检出的蛋白（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。5．（2023·湖北·统考高考真题）某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。回答下列问题：（1）与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞）（填“需要”或“不需要”）通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是。（2）在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对和生长具有抑制作用。（3）单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是。（4）构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是。6．（2023·全国·统考高考真题）GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。（1）构建突变基因文库，科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常，基因文库是指。（2）构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为；②为，其作用是；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是。

（3）目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是（答出1点即可）。（4）新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是。7．（2023·全国·统考高考真题）接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播，降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原（一种病毒蛋白）。回答下列问题。（1）接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒，原因是。（2）制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是。（3）目的基因导入酵母细胞后，若要检测目的基因是否插入染色体中，需要从酵母细胞中提取进行DNA分子杂交，DNA分子杂交时应使用的探针是。（4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路。8．（2021·全国·高考真题）用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。回答下列问题：（1）常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。上图中酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。（2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是。（3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能；质粒DNA分子上有，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是。（4）表达载体含有启动子，启动子是指。考向三基因工程在农业、制药及环境方面的应用9．（2023·天津·统考高考真题）根据下图，正确的是（

）

A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致B．过程1需要MII期去核卵母细胞C．过程2可以大幅改良动物性状D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式考向四PCR扩增的原理与过程10．（2021·全国·统考高考真题）PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是（用数字序号表示）。（2）操作③中使用的酶是。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、三步，其中复性的结果是。（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与特异性结合。（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。11．（2021·北京·统考高考真题）新冠病毒（SARS-CoV-2）引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐，接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种，其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗（重组疫苗）是一种基因工程疫苗，其基本制备步骤是：将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中，重组载体经扩增后转入特定动物细胞，进而获得重组腺病毒并制成疫苗。（1）新冠病毒是RNA病毒，一般先通过得到cDNA，经获取S基因，酶切后再连接到载体。（2）重组疫苗中的S基因应编码________。A．病毒与细胞识别的蛋白 B．与病毒核酸结合的蛋白C．催化病毒核酸复制的酶 D．帮助病毒组装的蛋白（3）为保证安全性，制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因，使其在人体中无法增殖，但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是：接种疫苗→→→诱发特异性免疫反应。（4）重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后，接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA，但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因。12．（2022·全国·统考高考真题）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是。（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明（答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明。（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是。考向五基因工程安全性和伦理问题13．（2023·浙江·统考高考真题）以哺乳动物为研究对象的生物技术已取得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（

）A．试管婴儿技术应全面禁止B．治疗性克隆不需要监控和审查C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验【命题意图】考查学生对生物技术和工程的认识和理解，本专题设计的实验可以使学生了解基本原理或获得基本知识，本章节学习内容较抽象，学生应运用各方面机会注重实践。主要考察学生的生命观念和在基因工程中的科学探究能力及社会责任，在专业基础知识扎实的基础上运用知识解决问题。【考查要点】考查DNA的粗提取及鉴定的方法、DNA重组技术的基本工具及基因表达载体的构建、基因工程在农业、制药及环境方面的应用、PCR扩增的原理与过程、基因工程安全性和伦理问题，主要考查学生对基础知识掌握的熟练程度。【课标链接】概念5基因工程赋予生物新的遗传特性5.1基因工程是一种重组DNA技术5.2蛋白质工程是基因工程的延伸概念6生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全与论题的问题考向一PCR扩增的原理与过程14．（2022·辽宁·统考高考真题）抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据，采用PCR方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是（

）A．预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制B．后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分C．延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制D．转基因品种经检测含有目的基因后即可上市考向二基因工程安全性和伦理问题15．（2021·北京·统考高考真题）社会上流传着一些与生物有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是（）A．长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素B．转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒C．消毒液能杀菌，可用来清除人体内新冠病毒D．如果孩子的血型和父母都不一样，肯定不是亲生的考向三基因表达载体的构建16．（2021·重庆·高考真题）为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响，进行了相关实验。（1）取小鼠子宫时，为避免细菌污染，手术器具应进行处理；子宫取出剪碎后，用处理一定时间，可获得分散的子宫内膜组织细胞，再分离获得基质细胞用于培养。（2）培养基中营养物质应有（填写两种）；培养箱中CO2浓度为5%，其主要作用是。（3）在含PDCD4基因的表达载体中，启动子的作用是。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组，还应设立两个对照组，分别为。经检测，实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组，说明该基因对基质细胞凋亡具有（填“抑制”或“促进”）作用。分析近三年的高考试题，可以发现高考试题均考查基因中的技术和方法的应用。如2023年主要考察DNA的粗提取及鉴定的方法、DNA重组技术的基本工具及基因表达载体的构建、基因工程在农业、制药及环境方面的应用、PCR扩增的原理与过程、基因工程安全性和伦理问题。如2022年主要考察基因表达载体的构建。如2021年主要考察基因表达载体的构建、PCR扩增的原理和过程。2024年高考主要通过日常生活或社会热点话题中与工程有关话题为情境，学生通过现有证据进行分析的科学思维，运用合适的原理解决问题，并就工程的安全与论题问题表明自己的观点，培养社会责任感。17．（2023·湖北·模拟预测）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（

）A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质18．（2023·山东济南·一模）为了获得抗蚜虫棉花新品种，研究人员将雪花莲凝集素基因（GNA）和尾穗苋凝集素基因（ACA）与载体（pBI121）结合，然后导入棉花细胞。下列操作与实验目的不符的是（）A．用限制酶BsaBI和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因B．与只用KpnI相比，KpnI和XhoI处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确C．将棉花细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上可筛选出转基因细胞D．用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中19．（2023·广东·一模）为使玉米获得抗除草剂性状，科研人员进行了相关操作（如图所示）。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，其正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是A．T-DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上B．利用物质K和抗生素进行筛选1，可获得农杆菌的蓝色菌落C．利用物质K和除草剂进行筛选2，更易于获得抗除草剂的转基因植株D．愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素20．（2023·北京·模拟预测）为利用链霉菌生产药物A，研究者构建重组DNA并导入链霉菌。重组DNA含启动子P、药物A基因和Neo基因（卡那霉素抗性基因）。培养和筛选过程如下图所示。下列叙述不正确的是（

）A．导入成功的链霉菌细胞内可能发生基因重组B．诱变处理使培养液中的链霉菌产生不同突变C．卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达量D．生产药物A最适合选用培养基b上的菌株21．（2023·浙江·模拟预测）生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列相关叙述错误的是（

）A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面B．由于技术问题，生殖性克隆可能孕育出有严重生理缺陷的克隆动物C．为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果D．从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理，不会对入侵地造成生态影响22．（2023·浙江·模拟预测）实验人员将一段外源DNA片段（包含约850个基因）与丝状支原体（一种原核生物）的DNA进行重组后，植入大肠杆菌，制造出一种“新的生命”。该生物能够正常生长、繁殖。下列有关该技术应用的叙述中，错误的是（）A．该技术可以制造某些微生物，用于生产药品、制造染料、降解有毒物质等B．由于存在生殖隔离，因此人造生命进入自然界并不会破坏生物多样性C．人造生命扩散到自然界，有可能造成环境安全性问题D．此项技术可能被用来制造生物武器，从而危及人类安全23．（2023·浙江杭州·浙江省杭州第二中学校联考二模）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．鼓励发展基因编辑技术来设计试管婴儿解决不孕问题B．我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器C．克隆技术还不成熟，与社会伦理有严重冲突，应禁止生殖性克隆人D．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24．（2023·江苏·一模）科研人员通过转基因技术培育出超量表达P蛋白的转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中，含P基因的DNA片段以及Ti质粒的酶切位点如下图所示，其中强启动子能驱动基因的持续转录。请回答下列问题。限制酶识别序列ClaⅠ5′AT↓CGAT3′BamHⅠ5′G↓GATCC3′HindⅢ5′A↓AGCTT3′EcoRⅠ5′G↓AATTC3′KpnⅠ5′GGTAC↓C3′SacⅠ5′GAGCT↓C3′（1）以RNA为模板，通过RT-PCR技术可获取P基因。进行RT–PCR时一般要加入4种脱氧核糖核苷三磷酸（dNTP）而不是脱氧核苷酸，其原因是，同时需加入的酶有。为了特异性扩增P基因序列，需根据设计特异性引物。（2）在构建基因表达载体时，应优先选用的限制酶是和，这样操作不仅使P基因在玉米植株中超量表达，还可利用T-DNA的特性，最终使P基因。