适用于新高考新教材浙江专版2025届高考生物一轮总复习第9单元生物技术与工程作业59基因工程的应用生物技术的安全与伦理浙科版

作业59基因工程的应用、生物技术的平安与伦理A组基础达标1.(2024浙江名校新高考探讨联盟第三次联考)近年来,随着生物技术不断发展,人类不断受益的同时也引发了很多对生物技术平安与伦理的担忧。下列观点中合理的是()A.利用微生物探讨生物武器,可以增加国防实力B.为疼惜动物权益,应反对一切形式的动物克隆C.转基因生物的探讨和应用均须要经过平安性评价D.广袤的生物基因库中有很多优秀基因均可用于改造人类2.基因工程改善了人类的生活品质。20世纪80年头以来,基因工程技术发展日新月异,极大地推动了医疗制药、法医鉴定、农牧业育种、环境疼惜等行业的发展。下列关于基因工程应用取得成果的叙述,错误的是()A.运用核酸分子杂交、PCR等技术进行基因诊断B.更换患者体内的异样基因进行基因治疗C.利用转基因生物生产基因工程药物D.转基因动物可为探讨疾病机理供应模型3.某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶结构和功能很相像,只是热稳定性较差,进入人体后简洁失效。现要将此酶开发成一种片剂,临床治疗食物的消化不良,最佳方案是()A.削减此酶在片剂中的含量B.将此酶与人蛋白酶拼接,形成新的蛋白酶C.替换此酶中的少数氨基酸,改善其功能D.重新设计与创建一种全新的蛋白酶4.下列关于生物武器的说法,错误的是()A.生物武器最可怕的一点是无差别的杀伤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.《禁止生物武器公约》内容之一是在一般状况下不发展、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(2024浙江杭州二模)阅读下列材料,回答第5、6题。以哺乳动物为探讨对象的生物技术已获得了长足的进步。下图是应用生物技术培育试管动物、克隆动物和获得组织细胞的流程图,其中①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩代表相关的过程。5.下列关于生物技术应用于人类,在平安与伦理方面观点的叙述,正确的是()A.我国不允许利用过程①③⑦⑩产生试管婴儿,解决不孕不育的生育问题B.我国允许利用过程①③④⑦⑩产生试管婴儿,避开产生有遗传病的后代C.我国不允许利用过程②③⑥⑨进行治疗性克隆,获得治疗性细胞、组织D.我国允许利用过程②③⑧⑩进行生殖性克隆,获得具有优良基因的个体6.下列关于培育克隆动物和试管动物相关流程的叙述,正确的是()A.过程①将人工采集的精子和卵细胞共同培育,便可完成体外受精过程B.过程③需配制一系列不同成分的培育液,用于胚胎的养分限制性培育C.过程④可提取囊胚的滋养层细胞进行基因检测,以削减对胚胎的损伤D.过程⑧胚胎移植前,需对代孕母体注射促性腺激素进行超数排卵处理7.中国社会科学院生命伦理专家表示,“禁止克隆人并不意味着禁止克隆技术。科学技术从来就是双刃剑,各国都应加强克隆技术的规范和管理”。如图所示为人类“治疗性克隆”的或许过程,以下说法正确的是()A.“治疗性克隆”的过程中涉及转基因、核移植、细胞培育、胚胎移植等现代生物技术B.“治疗性克隆”的结果说明动物细胞具全能性C.“治疗性克隆”的过程中有细胞的分裂和分化D.“治疗性克隆”的器官在移植方面的主要优点是其遗传物质与患者完全相同,没有免疫排斥反应8.(2024浙江6月选考)接受CRISPR/Cas9基因编辑技术可将增加型绿色荧光蛋白(EGFP)基因定点插入到受精卵的Y染色体上,获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野生型雌性小鼠交配,通过视察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是()A.基因编辑处理的受精卵在体外培育时,不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培育液B.基因编辑处理的受精卵经体外培育至二细胞期,须将其植入同期发情小鼠的子宫,才可获得表达EGFP的小鼠C.分别能表达EGFP的胚胎干细胞,通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠D.通过视察早期胚胎的荧光,能表达EGFP的即为雄性小鼠胚胎B组素能培优9.(2024浙江舟山质检)乳腺生物反应器产生重组人血小板生成素(rhTPO)的相关过程如下图所示:下列叙述错误的是()A.HindⅢ和XhoⅠ双酶切可提高构建重组克隆载体的胜利率B.不能将rhTPO基因通过显微注射法干脆导入受精卵的缘由可能是rhTPO基因在受精卵中不能自主复制C.受精卵在前三次分裂过程中细胞的体积在不断变小,有机物种类不断增多D.乳腺作为生物反应器的优点有乳汁成分简洁、便于提纯、频繁采集不会对动物产生危害等10.(2024浙江模拟)马铃薯易被致病疫霉感染而患晚疫病,非洲甜菊中的TLP基因可使其具有抗晚疫病实力,现利用基因工程和植物克隆技术培育抗病马铃薯新品种。请回答下列问题。(1)为获得TLP基因,可从包含TLP基因的基因文库中通过核酸分子杂交或技术干脆对基因文库的DNA序列进行筛选,也可通过技术利用基因文库的表达产物进行筛选。

(2)利用农杆菌将TLP基因导入受体细胞的一般方法是将消毒后的马铃薯叶片剪成小片,在溶液中浸泡后,取出、消毒并转移至添加的包含适当养分物质和植物生长调整物质配比的MS培育基上进行培育。把叶片剪成小片的主要目的有二,一是使叶片受伤,引起其释放酚类物质以利于进入受体细胞;二是剪成小片增大了,有利于提高转化效率。

(3)在试验室经多次筛选后获得的抗真菌组培苗需进一步熬炼后才能用于野外种植,炼苗过程中,需逐步降低环境并增加。

11.(2024浙江杭州二模)某探讨小组利用水稻细胞培育能产生HPV(人乳头瘤病毒)-L1蛋白的水稻胚乳细胞生物反应器,为获得HPV-L1蛋白供应一种新的高效、低廉的途径,用于制备HPV疫苗。其基本流程包括表达载体的构建、农杆菌转化、水稻细胞转化、转基因植株的筛选等步骤,最终获得能产生含HPV-L1蛋白胚乳细胞的转基因水稻。回答下列问题。(1)目的基因的获得:依据探讨目标,科研人员可以从获得HPV-L1基因,或者也可以分析HPV-L1蛋白的氨基酸序列,经得到目的基因。随后,在合成基因的两端分别引入MlyⅠ和XhoⅠ酶切位点,目的基因两端设置不同酶切位点的目的是

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PCR是获得HPV-L1基因的一种方法,PCR反应体系设计的两种引物,在引物间和引物内的碱基都不能互补,其缘由是

。

(2)农杆菌转化:科研人员构建了如图所示的表达载体,将其与经处理成感受态的农杆菌细胞混合,并限制温度进行培育,完成转化和细胞复苏,随后将菌液涂布在含的培育基上培育,挑取菌落进行PCR鉴定后再扩大培育待用。注:T-DNA中标出的启动子属于真核细胞表达系统。(3)水稻细胞转化:取水稻种子脱壳后经处理,置于诱导培育基中发生过程形成愈伤组织。挑取生长良好的愈伤组织加入(2)中得到的菌液中共培育,完成转化过程。为提高转化效率,下列措施中可以接受的是哪几项?(A.定时摇动培育液B.缩短培育时间C.限制菌液中农杆菌浓度D.降低培育温度)

(4)转基因水稻的筛选:将转化处理后的水稻愈伤组织放在含抗生素的培育基中除菌处理后,转移至含有的固体选择培育基中培育,并诱导出,接着培育得到转基因水稻。

12.(2024浙江七彩阳光高三生物)金属硫蛋白(MT)是由动植物和微生物产生的一类分子量小、富含半胱氨酸、具有金属结合实力的多肽,具有多种生物学功能。近年来,因其与Zn、Cu、Cd等重金属具有较强的结合实力,而用于生态修复。科研人员胜利地将人MT蛋白基因用农杆菌转化法转入番茄,胜利培育出转基因番茄。回答下列问题。注:T-DNA中标出的启动子属于真核细胞表达系统。(1)感受态农杆菌的制备:取保存的根癌农杆菌菌落用接种于相应的液体培育基中,并置于中进行振荡培育,完成菌种的活化和扩大培育;取适量菌液置于低浓度、的CaCl2溶液中处理,制得感受态农杆菌。

(2)MT目的基因的获得和转化:取人肝脏细胞裂开后提取mRNA,在逆转录酶的作用下形成cDNA,经PCR技术扩增后的产物分别与Ti质粒连接形成重组质粒(如图),将其与制备好的感受态农杆菌混合,最终进行短暂的处理,使外源DNA转入细胞;经相宜条件培育一段时间,再加入相宜浓度的筛选出转化的农杆菌。

(3)转化番茄:取番茄子叶进行处理后切段,再与转化的农杆菌菌液进行共培育相宜时间,取出子叶放在上吸取多余菌液,再将子叶放在相宜的以培育基为基础配制的培育基中进行活化和除菌培育。

(4)育成转基因番茄:取上述处理的番茄子叶先经过程形成愈伤组织,再经发芽和生根,最终经过过程,育成成熟的番茄植株。

(5)转基因番茄性状的检测和生产应用:为了检测番茄中是否胜利导入目的基因,可依据设计引物进行PCR扩增,再用凝胶电泳技术进行检测,进行此试验的同时应以作为阴性比照,以导入农杆菌Ti质粒的番茄作为阳性比照;已知某转基因番茄植株能大量吸取Zn、Cd等元素,且主要富集在根,生产应用时需对其定期拔除并实施无害处理,缘由是(答出2点即可)。

13.(2024浙江绍兴选考科目诊断)水蛭素是一种小分子蛋白质,对凝血酶有极强的抑制作用,是迄今为止所发觉的最强凝血酶自然特异抑制剂,在心脑血栓疾病治疗中均有显著作用。自然水蛭素主要从医用水蛭的唾液腺中分别出来,产量有限,因此利用基因工程制备重组水蛭素成为抗血栓治疗的探讨热点之一。通过基因工程生产水蛭素的方法如下图所示。质粒图谱回答下列问题。(1)获得目的基因:从中获得mRNA。在设计用于cDNA扩增的特异性引物时,为便利扩增产物与载体的连接,应在引物中加上。

(2)构建重组质粒:按图所示,选用的限制性内切核酸酶为,缘由是。目的基因和质粒可以“拼接”胜利的缘由是

。

(3)导入大肠杆菌:为提高大肠杆菌的转化效率,可将大肠杆菌置于低温、(填“高”或“低”)浓度的CaCl2溶液中,可使细胞膨胀,通透性增加,制备成,促进重组质粒的转入。

(4)筛选与检测:将大肠杆菌培育在添加的LB固体培育基上,可筛选得到转入重组质粒的大肠杆菌。还可以用技术更加精准地鉴定大肠杆菌细胞中是否转入了水蛭素基因。

(5)生产:在规模化的发酵生产中,需监控发酵过程的养分供应、等变更。接受低温(4℃)离心、萃取方法分别和提纯水蛭素,低温处理的目的是,其理由是

。(6)通过上述方法生产的水蛭素的抗凝血活性低于自然野生型水蛭素,可通过设计和改造获得抗凝血活性高的水蛭素。

答案：1.C生物武器严峻威逼人类平安,应禁止开发生物武器,A项不合理;对于克隆,我国的看法是反对生殖性克隆,但不反对治疗性克隆,B项不合理;转基因生物的平安性问题主要表现在食物平安(滞后效应、过敏源、养分成分变更)、生物平安(对生物多样性的影响)、环境平安方面,转基因生物的探讨和应用均须要经过平安性评价,C项合理;由于转基因的平安性仍存在争议,且有伦理道德等方面的因素,目前转基因技术不能用于改造人类,D项不合理。2.B基因治疗是指向有基因缺陷的细胞中引入正常功能的基因,以订正或补偿基因的缺陷,从而达到治疗的目的。3.C削减此酶的含量会削减疗效,且剩余的酶照旧简洁失效,A项不符合题意;蛋白质之间不能进行简洁的拼接,可通过改造基因来改造蛋白质,B项不符合题意;要提高该酶的热稳定性,可以接受蛋白质工程技术替换此酶中的少数氨基酸,以改善其功能,C项符合题意;只需将此酶进行改造即可,不需重新设计与创建一种蛋白酶,D项不符合题意。4.C生物武器最可怕的一点是无差别的杀伤。只要爆发,假如防治不得力,可能造成疫情不断扩散,而且不分军队和平民,对一切疫区的人无差别杀伤,A项正确;利用炭疽杆菌制成的生物武器,具有传染性强、死亡率高的特点,B项正确;《禁止生物武器公约》的主要内容是缔约国在任何状况下不发展、不生产、不储存、不取得除和平用途外的微生物制剂、毒素及其武器,也不帮助、激励或引导他国取得这类制剂、毒素及其武器等,C项错误;世界上爱好和平的人们是占多数的,彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识,D项正确。5.B我国禁止生殖性克隆人,允许试管婴儿、治疗性克隆,允许利用过程①③④⑦⑩产生试管婴儿,避开产生有遗传病的后代,B项正确。6.C人工采集的精子须要获能,卵子须要培育到减数其次次分裂的中期,才能进行体外受精,A项错误;胚胎细胞早期培育须要配制一系列不同成分的培育液,以满意胚胎不同发育时期的养分需求,B项错误;胚胎在植入前还要进行基因检查,过程④可提取囊胚的滋养层细胞进行基因检测,以削减对胚胎的损伤,C项正确;胚胎移植前须要对代孕母体注射性激素进行同期发情处理,D项错误。7.C“治疗性克隆”的过程中涉及核移植、细胞培育等现代生物技术,不涉及转基因和胚胎移植,A项错误;“治疗性克隆”的过程中有细胞的分裂和分化,其结果不能说明动物细胞具有全能性,B项错误,C项正确;“治疗性克隆”的器官在移植方面的主要优点是其细胞核中的遗传物质与患者完全相同,没有免疫排斥反应,D项错误。8.B进行胚胎体外培育时,需配制不同成分的养分液,其目的是促进细胞分化,以培育不同时期的胚胎,A项正确;基因编辑处理的受精卵经体外培育至二细胞期,须将其植入同期发情小鼠的输卵管,才可获得表达EGFP的小鼠,B项错误;核移植技术中的胚胎分割技术被视作动物的无性繁殖(或克隆)方法之一,可获得大量的转基因小鼠,C项正确;Y染色体只存在于雄性体内,由题干可知,绿色荧光蛋白存在于受精卵的Y染色体上,因此通过视察早期胚胎的荧光,能表达EGFP的即为雄性小鼠胚胎,D项正确。9.A用HindⅢ和XhoⅠ双酶切可防止目的基因自身环化,但不能提高构建重组克隆载体的胜利率,A项错误;图中通过构建基因表达载体将rhTPO基因导入受精卵,而不是用显微注射法干脆导入,缘由可能是rhTPO基因在受精卵中不能自主复制,B项正确;受精卵在前三次分裂过程中(卵裂期)单个细胞的体积不断减小,有机物种类增加,C项正确;乳腺作为生物反应器的优点有乳汁成分简洁、明确,便于药物的提纯,频繁采集不会对动物产生危害等,D项正确。10.答案(1)PCR抗原-抗体杂交(2)含有TLP基因的农杆菌抗生素T-DNA受体细胞与农杆菌菌液的接触面积(3)湿度光强度解析(1)为获得目的基因,可通过核酸分子杂交或PCR技术干脆对基因文库中的DNA序列进行筛选,也可通过抗原-抗体杂交技术检测基因表达的产物进行筛选。(2)将消毒后的马铃薯叶片剪成小片,在含有目的基因TLP的农杆菌溶液中浸泡后,取出并转移至添加有抗生素的包含适当养分物质(如蔗糖)和植物生长调整物质配比的MS培育基上进行培育。之所以把叶片剪成小叶,一方面是由于伤口能分泌酚类物质,吸引农杆菌,有利于T-DNA进入受体细胞;再者剪成小叶增加了受体细胞与农杆菌菌液的接触面积,有利于提高转化效率。(3)在试验室经多次筛选后获得的抗真菌组培苗需进行炼苗后才能用于野外种植,此过程中将苗移至草炭土或蛭石中,2~3d后打开玻璃罩渐渐降低湿度进行熬炼,并增加光强度,使组培苗野外种植时能适应外界环境,提高存活率。11.答案(1)基因组文库化学方法合成使目的基因定向插入,削减自身环化,以便其正确转录和表达防止引物内或引物间结合形成双链,导致引物与DNA模板结合效率降低(2)氯化钙溶液液体悬浮卡那霉素(3)消毒脱分化AC(4)潮霉素根和芽分生组织或胚状体解析(1)科研人员可以从基因组文库中获得HPV-L1基因,也可以利用化学合成方法依据HPV-L1蛋白的氨基酸序列进行合成。在合成基因的两端分别引入MlyⅠ和XhoⅠ酶切位点,设置不同酶切位点,形成不同的末端,使目的基因定向插入,削减自身环化,以便其正确转录和表达。PCR过程的引物间和引物内的碱基都不能互补,其缘由是防止引物内或引物间结合形成双键,导致引物与DNA模板结合效率降低。(2)农杆菌细胞须要经过氯化钙溶液处理成感受态,并且放入液体培育基进行液体悬浮培育,完成转化和细胞复苏。由于T-DNA中潮霉素抗性基因的启动子属于真核细胞表达系统,故农杆菌菌液应涂布在含卡那霉素的培育基上培育,挑取菌落进行PCR鉴定后再扩大培育待用。(3)植物组织培育应防止杂菌的污染,故水稻种子脱壳后经消毒处理,置于诱导培育基中发生脱分化过程形成愈伤组织。为提高转化率,可定时摇动培育液,使受体细胞与农杆菌充分接触,还可以通过限制菌液中农杆菌浓度来实现,故选A、C。(4)将转化处理后的水稻愈伤组织放在含抗生素的培育基中除菌处理后转移至含有潮霉素的固体选择培育基中培育,因为潮霉素基因可在真核细胞中表达。将愈伤组织诱导形成根和芽分生组织或胚状体,接着培育得到转基因水稻。12.答案(1)接种环摇床低温(2)热刺激卡那霉素(3)消毒无菌滤纸MS(4)脱分化炼苗和移栽(5)T-DNA片段的(部分)序列未导入质粒的野生型番茄避开死亡后根等被分解,这些元素再度返回土壤,造成二次污染;刚好拔除植物后,缓解Zn等元素随食物链不断富集的危害解析(1)取保存的根癌农杆菌菌落用接种环接种于相应的液体培育基中,并置于摇床中进行振荡培育,使其大量繁殖;取适量菌液置于低浓度、低温的CaCl2溶液中处理,制得感受态农杆菌,即此时的农杆菌处于简洁吸取外源DNA的状态。(2)取人肝脏细胞裂开后提取mRNA,在逆转录酶的作用下形成cDNA,经PCR技术扩增后的产物分别与Ti质粒连接形成重组质粒,将其与制备好的感受态农杆菌混合,最终进行短暂的热刺激处理以便提高农杆菌的活性,进而使外源DNA转入细胞;由于图中的启动子是真核细胞表达系统,因此能在农杆菌中表达的是卡那霉素抗性基因,因此,经相宜条件培育一段时间,再加入相宜浓度的卡那霉素筛选出转化的农杆菌。(3)取番茄子叶进行消毒处理,其目的是防止杂菌污染,而后切段,再与转化的农杆菌菌液进行共培育相宜时间,取出子叶用无菌滤纸吸取多余菌液,再将子叶放在相宜的以MS培育基为基础配制的培育基中进行活化和除菌培育,以便获得较纯净的外植体。(4)取上述处理的番茄子叶先经脱分化过程形成愈伤组织,再经分化培育基培育让其发芽和生根,最终经过炼苗和移栽过程,育成成熟的番茄植株,而后对该植株进行鉴定。(5)为了检测番茄中是否胜利导入目的基因,可依据T-DNA片段的序列设计引物进行PCR扩增,再用凝胶电泳技术进行检测,进行此试验的同时应以未导入质粒的野生型番茄作为阴性比照,以导入农杆菌Ti质粒的番茄作为阳性比照,而后对PCR扩增获得的DNA片段进行电泳检测并与比照组作比对;已知某转基因番茄植株能大量吸取Zn、Cd等元素,且主要富集在根,由于这些元素不易被分解且简洁在生物体内富集,因此,生产应用时需对其定期拔除并实施无害处理,这样可以避开死亡后根等被分解,这些元素再度返回土壤,造成二次污染;同时刚好拔除植物后,也能缓解Zn等元素随食物链不断富集造成的危害。13.答案(1)水蛭唾液腺细胞合适的(BamHⅠ)限制酶识别序列(2)BamHⅠ只有插入在启动子与终止子之间的目的基因才能正常表达两者都是双螺旋结构的DNA分子,经酶切后有互补的黏性末端(3)低感受态细胞(4)卡那霉素PCR(或核酸分