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专题 19 基因工程与生物技术安全
考点一 基因工程的基本工具和基本操作程序 【题型1】基因工程的基本工具
【题型2】基因工程的基本操作程序
【题型3】综合PCR的基因工程问题
考点二 基因工程的应用 【题型1】基因工程的应用
考点三 蛋白质工程的原理和应用 【题型1】蛋白质工程的原理和应用
考点四 DNA有关的实验 【题型1】DNA的粗提取
【题型2】DNA片段的扩增和电泳鉴定
考点五 生物技术的安全性与伦理问题 【题型1】转基因生物的安全性
【题型2】关注生殖性克隆人
【题型3】禁止生物武器
考点一 基因工程的基本工具和基本操作程序
01 基因工程的基本工具
【例1】用DNA重组技术可以赋予生物新的遗传特性，在此过程中需要使用多种工具酶，其中3种限制酶
的切割位点如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．限制酶和DNA连接酶作用的均是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
B．EcoRI酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接
C．EcoRV酶切割后的DNA片段可以用E．coliDNA连接酶连接
D．经EcoRI酶和MunI酶切割后产生的两个DNA片段可进行连接
【变式1-1】在DNA体外重组实验中，抗药性筛选法是一种常见的基因表达载体筛选方法，该方法实施的
前提条件是载体DNA上携带特定的抗性基因。利用某外源DNA和pBR322质粒构建基因表达载体，然后导入大肠杆菌中，并进行筛选和鉴定，部分过程如图所示，其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，TetR表
示四环素抗性基因。已知PstI和BamHI切割DNA分子产生的末端不能互补。下列分析错误的是（
）
A．PstI和BamHI切割DNA分子产生的末端不能互补是因为两者的识别序列不同
B．若使用PstI切割外源DNA片段，则切割pBR322质粒不能选择BamHI
C．若菌落1的培养基中添加的是氨苄青霉素，则菌落1中的大肠杆菌未成功导入外源DNA
D．若菌落2的大肠杆菌成功导入了外源DNA，则其能在含有四环素的培养基中生长繁殖
【变式1-2】在基因工程的操作中，需要三种工具，分别是“分子手术刀”、“分子缝合针”和“分子运
输车”，关于这三种工具的叙述，正确的是（ ）
A．“分子手术刀”指的是限制性内切核酸酶，可以断开DNA和RNA的磷酸二酯键
B．“分子缝合针”指的是DNA聚合酶，可以催化生成断裂的磷酸二酯键
C．“分子运输车”指的是载体，常用的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体
D．载体的化学本质一定是核酸
02 基因工程的基本操作程序
【例2】干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，重组人干扰素α-1b是我国批准生产的第一个基因工程药物，主要用于治疗慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。为了获取干扰素基因，需要的模板和其他材料
分别是（ ）
①淋巴细胞的所有DNA②肝细胞的总RNA ③引物④逆转录酶⑤dNTP⑥DNA连接酶⑦RNA酶抑制剂⑧解
旋酶⑨耐高温的DNA 聚合酶
A．①；③⑤⑨ B．②；③④⑤⑨
C．①；③⑤⑧⑨ D．②；③④⑤⑥⑦
【变式2-1】下荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关。科学家利用Z基因和农杆菌的Ti质粒（如图，T-
DNA为可转移的DNA）构建表达载体，培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是（ ）
A．T-DNA能整合到小麦细胞染色体上
B．可用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因
C．可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌
D．可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
【变式2-2】检测和筛选是生物技术中的重要环节。下列叙述正确的是（ ）
A．制备单克隆抗体过程中第一次和第二次筛选的原理相同
B．基因工程中利用含抗生素的培养基筛选出的受体细胞不一定含有重组质粒
C．检测目的基因能否稳定遗传的关键是看目的基因是否成功构建为基因表达载体
D．只要检测到目的基因成功表达出蛋白质，就证明基因工程取得成功
03 综合PCR的基因工程问题
【例3】PCR是根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分和反应条件，对目的
基因的核苷酸序列进行大量复制的技术（如图1）。图1中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基
础。设计引物是PCR技术关键步骤之一，图2是某同学设计的一组引物（只标注了部分碱基序列）。下列
有关PCR技术的叙述错误的是（ ）A．图2设计的引物不合理是因为引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
B．引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的5端开始连接脱氧核苷酸
C．耐高温的DNA聚合酶的作用是催化以DNA为模板的DNA子链的延伸
D．在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段
【3-1】PCR产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，下列相关叙述错误的是（ ）
A．PCR实验中，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换
B．PCR技术检测目的基因是否转录出mRNA，可直接使用mRNA进行PCR扩增
C．PCR利用DNA热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚及与引物的结合
D．在凝胶中，DNA的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子大小和构象等有关
【3-2】为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的
DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白
对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（ ）
A．DNA片段的迁移速率与所带电荷有关，与其大小无关
B．该化合物在细胞中可以促进DNA的自我复制
C．注入4h后，该化合物的作用效果最强
D．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡
考点二 基因工程的应用01 基因工程的应用
【例1】基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面，展示出广阔的前景。下列有关基因工程的成果
及应用的叙述不正确的是（ ）
A．基因工程能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等
B．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达
C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
D．基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因表达发挥功能，以达到治疗的目的
【变式1-1下列有关基因工程的叙述正确的是（ ）
A．将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法
B．将某药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器
C．目的基因扩增完成后的产物常用琼脂糖凝胶电泳进行鉴定
D．可通过RNA分子标记检测目的基因是否成功表达
【变式1-2】下列关于基因工程在食品工业方面的应用的叙述，错误的是（ ）
A．用于形成阿斯巴甜的主要氨基酸可以通过基因工程大规模生产
B．通过基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌的基因组中
C．相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较低
D．生产淀粉酶和脂酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产
考点三 蛋白质工程的原理和应用
01 蛋白质工程的原理和应用
【例1】苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问
题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精
氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍；将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替
换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对舞毒蛾的毒性提高了7倍。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．对Cry蛋白的改造是通过改造编码Cry蛋白的基因来实现的
B．与基因工程相比，蛋白质工程的实现也需要构建基因表达载体
C．蛋白质工程难度较大，主要是蛋白质发挥功能所依赖的高级结构十分复杂
D．如果将第168、282、283位的氨基酸全部替换，Cry蛋白对舞毒蛾的毒性将增加21倍【变式1-1】科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后
易吸收、起效快。图示为利用大肠杆菌制备工程菌并获取赖脯胰岛素的操作过程，以下相关叙述错误的是
（ ）
A．该技术属于第二代基因工程，需对基因进行改造或合成
B．该技术能改造现有的蛋白质，也能制造一种新的蛋白质
C．图中①发生在细胞核，②发生在细胞质
D．基因表达过程中，物质a变化时，物质b可能不变
【变式1-2】组织纤维蛋白溶酶原激活因子（tPA）能切割纤溶酶原形成纤溶酶，从而使血栓溶解。tPA容
易在血浆中被清除。科学家利用基因定点诱变技术，最终改变tPA分子中的某些糖基化氨基酸而减少糖基
化，可延缓tPA在血浆中被清除的速率，达到延长其半衰期。下列叙述错误的是（ ）
A．科学家利用基因定点诱变技术，最终改变tPA的结构属于蛋白质工程
B．蛋白质工程是操作对象是蛋白质，目的是改造或创造一种新的蛋白质
C．蛋白质工程可以生产自然界没有的蛋白质
D．蛋白质工程的实质是定向改造或生产人类所需的蛋白质
考点四 DNA有关的实验
01 DNA的粗提取
【例1】如图是“DNA的粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，相关叙述正确的是（
）
A．图1中溶液a是NaCl溶液，玻璃棒应沿不同方向进行搅拌B．图1中丝状物为粗提取的DNA，其与蛋白质均可溶于酒精
C．若图2试管中溶液的液面高于烧杯中的液面，可能导致加热不充分
D．图2试管2起对照作用，溶液b是溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液
【变式1-1】下列关于DNA相关实验的叙述，错误的是（ ）
A．利用DNA在酒精中溶解度较大的特性提取DNA
B．粗提取的DNA中可能含有蛋白质、脂质等杂质
C．用二苯胺试剂鉴定DNA时，沸水浴加热后呈蓝色
D．PCR产物一般可用琼脂糖凝胶电泳来鉴定
【变式1-2】下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（ ）
A．可以用菜花、洋葱、猪血、猪肝等实验材料粗提取 DNA
B．提取植物细胞的DNA时，需要加入一定量的研磨液，快速研磨
C．若选择动物细胞作为实验材料，实验中多次加入蒸馏水的目的均是为了析出DNA
D．可利用DNA在酒精中溶解度较大的特点来提取DNA
02 DNA片段的扩增和电泳鉴定
【例2】研究人员用限制性内切核酸酶EcoRⅠ、NotI单独或联合剪切了某生物遗传物质的扩增产物。所得
片段电泳结果如图所示（1kb=1000个碱基对）。已知同种酶切所得片段大小均不相同，下列叙述正确的是
（ ）
A．该生物的遗传物质一定是DNA，含有104个碱基对
B．该遗传物质内有1个EcoRI和1个NotI的酶切位点
C．若只用NotI对该核酸进行酶切，电泳结果为2个条带D．使用两种酶进行酶切时，酶切若不彻底会导致双酶切条带数减少
【2-1】关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR 产物的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示 DNA分子的具体位置
B．在同一电场作用下，DNA 片段越长，向负极迁移速率越快
C．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离 DNA 片段的大小
D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来
【2-2】下列关于DNA片段的扩增及电泳鉴定的说法，错误的是（ ）
A．PCR过程中，Taq DNA聚合酶只能将核苷酸添加到引物的3′端
B．电泳鉴定可以通过DNA片段在凝胶中的迁移距离来判断其大小
C．在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、DNA分子的大小和构象等有关
D．凝胶中的DNA分子通过染色，可以在红外灯下被检测出来
考点五 生物技术的安全性与伦理问题
01转基因生物的安全性
【例1】生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列相关叙述正确的是（ ）
A．某些转基因食品中的DNA会与人体细胞的DNA发生基因重组
B．将α‐淀粉酶基因与目的基因一起转入植物，可防止转基因花粉的传播
C．生殖性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞来修复或替代受损的细胞
D．试管婴儿必需的技术有体外受精、植入前的遗传学诊断和胚胎移植等
【变式1-1】下列关于转基因生物与安全性的叙述，正确的是（ ）
A．转基因培育的植物，理论上目的基因只存在于特定的组织中
B．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
C．通过转基因技术生产药物只是转基因微生物方面的应用
D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不会存在安全性问题
【变式1-2】下列关于转基因产品与环境安全的叙述，正确的是（ ）
A．转基因生物可能会成为新的过敏原，引发新的过敏反应
B．种植抗虫棉等农作物可减少农药的使用，对环境没有任何影响
C．转基因产品可提高农作物的产量，应在贫穷区域大力栽种
D．转基因食品可能会带来安全性问题，不建议推广转基因技术02关注生殖性克隆人
【例2】生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，也会引起人们对它安全性的关注，带来新的伦理困惑
与挑战。下列相关叙述正确的是（ ）
A．“试管婴儿”对胎儿基因进行了特定的改造
B．iPS细胞与ES细胞均来自早期胚胎，且都具有全能性
C．生殖性克隆和治疗性克隆虽有本质区别，但均会涉及伦理问题
D．生物武器和核武器因攻击范围广、危害性极大，需严格控制其生产、储存
【变式2-1】生物技术给人类带来了巨大改变，但生物技术也引发了一些争议。下列叙述正确的是（
）
A．禁止通过设计试管婴儿提高人类体质
B．转基因植物不会给生物多样性带来威胁
C．公开个人基因检测结果，不会引发基因歧视
D．人类可以在一定的战争形势下使用生物武器
【变式2-2】科学家通过将4种关键基因的转录因子导入人的成纤维细胞形成iPS细胞，iPS细胞可进一步
分化为神经元细胞、胰岛细胞、肝细胞等组织细胞。下图为该实验示意图，下列相关说法错误的是（
）
A．用该过程得到的组织细胞进行有关疾病治疗时有致癌风险
B．将iPS细胞分化出的各种组织细胞移回病人体内，需提前注射免疫抑制剂
C．我国科学家成功利用4种小分子化合物诱导小鼠的成纤维细胞形成iPS细胞
D．该技术可以用于克隆人，故需要严格监控与审查
03禁止生物武器【例3】生物技术是一把双刃剑，生物技术的进步就是一首悲喜交加的交响曲，为人类生活带来巨大便利
的同时，也可能给人类带来灾害。下列相关叙述正确的是（ ）
A．克隆羊“多莉”的出现说明克隆技术已经完全成熟
B．生殖性克隆人有利于人类基因多样性的形成，但不利于人类的进化
C．生物武器具有致病能力强、攻击范围广等特点，应禁止生物武器
D．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
【变式3-1】生物技术运用于战争或恐怖活动，则后果将更为可怕，下列关于生物武器及相关约定的阐述
中，错误的是（ ）
A．生物武器与常规武器相比具有传染性强、不易被发现、不受自然条件影响等特点
B．生物武器的类型包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
C．转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点
D．我国对于生物武器，采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器、并反对生物武器及其技术
和设备的扩散
【变式3-2】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内毒素。有
科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏，该菌仍能产生内毒素。据此判断下列对炭疽杆菌的叙述，不正
确的是（ ）
A．炭疽杆菌合成的内毒素属于代谢产物
B．控制内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用途或恐怖活动，则属于生物武器
D．将蜡样芽孢杆菌改造成像炭疽抗杆菌一样的致病菌需要通过转基因技术
