文档内容
考点 37 基因工程及生物技术的安全与伦理
（精讲+精练）
目 录
一、知识点精准记忆
二、典 型 例 题 剖 析
1、重组 DNA 技术的基本工具
2、基因工程的基本操作程序
3、DNA 的粗提取与鉴定和 DNA 片段的扩增与电泳鉴
定
4、基因工程的应用
5、蛋白质工程的原理和应用
6、转基因产品的安全性
7、关注生殖性克隆人
8、禁止生物武器三、易 混 易 错 辨 析
四、2022 高 考 真 题 感 悟
五、高 频 考 点 精 练
第一部分：知 识 点 精 准 记 忆
一、重组DNA技术的基本工具
1．基因工程的概念
(1)手段：按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性。
(2)目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(3)水平：分子水平。由于在DNA分子水平上进行设计和施工，因此又叫作重组DNA技术。
(4)基因工程的理论基础
2．重组DNA技术的基本工具
(1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)
①来源：主要来自原核生物
②种类：分离的限制酶有数千种
③特点（专一性）：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷
酸二酯键断开
④作用：断开两个核苷酸之间的磷酸二酯键⑤结果：产生两个粘性末端或平末端
(2)DNA连接酶
①作用：将两个DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二
酯键
②类型
E.coli DNA连接酶：来源大肠杆菌；功能是只能“缝合”粘性末端
T DNA连接酶：来源T 噬菌体；功能是“缝合”粘性末端和平末端
4 4
(3)载体
①种类：质粒（常用载体）环状双链DNA分子、噬菌体、动植物病毒
②特点：有一个至多个限制酶切位点；携带外源DNA片段的质粒进入到细胞后，能在细
胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；常有特殊的标记基因，
便于重组质粒分子的筛选
③作用：携带外源DNA片段进入受体细胞
3.延伸应用：图解限制酶的选择原则
(1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。
(2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所
以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。
(3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；
为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，
如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。
二、基因工程的基本操作程序
1．目的基因的筛选与获取
(1)目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等
的基因。
(2)筛选合适的目的基因
①从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。
②利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。
(3)目的基因的获取
①人工合成目的基因。
②常用PCR特异性地快速扩增目的基因
(4)归纳总结：PCR技术和DNA复制的比较
①PCR技术 场所：体外（PCR扩增仪）解旋方式：DNA在高温下变性解旋 场所：细胞内（主要是细胞核内）
酶：耐高温的DNA聚合酶 解旋方式：解旋酶催化
温度条件：在较高温度下进行，需控制温 酶：解旋酶、DNA聚合酶
度 温度条件：细胞内温和条件
合成对象：DNA片段 合成对象：DNA分子
②DNA复制
PCR技术和DNA复制的相同点：均需要模板（DNA双链）、原料（四种脱氧核糖核苷酸）、
能量
易错提醒 ①在PCR过程中实际加入的为dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP)，既可作
为合成DNA子链的原料，又可为DNA的合成提供能量。
②引物既可以是DNA单链，也可以为RNA单链。细胞内的DNA进行复制时，也需要引
物，一般为RNA片段。
③真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反应缓冲溶液中一般要
添加Mg2＋。
④PCR扩增过程中的循环图示与规律
循环次数 1 2 3 n
DNA分子数 2 4 8 2n
含引物A(或B)的DNA分子数 1 3 7 2n－1
同时含引物A、B的DNA分子
0＝21－2 2＝22－2 6＝23－2 2n－2
数
共消耗的引物数量 2＝21＋1－2 6＝22＋1－2 14＝23＋1－2 2n＋1－2
2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
(1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因
能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成及作用(3)构建过程
易错提醒 启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子
本质 DNA DNA mRNA mRNA
位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端
RNA聚合酶识别
和结合的部位，驱 使转录在所需要的 翻译的起始信号 翻译的结束信号
功能
动基因转录出 地方停下来 (编码氨基酸) (不编码氨基酸)
mRNA
3.将目的基因导入受体细胞
生物种类 植物 动物 微生物
农杆菌转化法、花
常用方法 显微注射法 Ca2＋处理法
粉管通道法
受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞
将目的基因插入Ti
质粒的T－DNA中 将含有目的基因的表达载 Ca2＋处理细胞→细胞处
→农杆菌→导入植 体提纯→取卵(受精卵)→ 于一种能吸收周围环境
转化过程
物细胞→整合到受 显微注射→受精卵发育→ 中DNA分子的生理状
体细胞的染色体 获得具有新性状的动物 态→基因表达载体导入
DNA上→表达
注意
1转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。此处“转
化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是基因重组。
2农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入,第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T－DNA上，第二次拼接非人工操作是指插入目的基因的T－DNA拼接到受体细胞的染色
体DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌，第二次导入非人工操作
是指含目的基因的T－DNA导入受体细胞。
3农杆菌特点
①能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。
②农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA转移到被
侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
4．目的基因的检测与鉴定
三、DNA的粗提取与鉴定和DNA片段的扩增与电泳鉴定
1．DNA的粗提取与鉴定
(1)基本原理
①原理：利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，
去除其他成分。
②DNA的性质：DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精；DNA能溶于2 mol·L－1的
NaCl溶液。
③DNA的鉴定：在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
(2)操作流程注意：加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧 DNA分子的断裂，导致DNA
分子不能形成絮状沉淀。
2．DNA片段的扩增及电泳鉴定
(1)实验基础
①PCR原理：利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。
②电泳：DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电
荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是
电泳。
③PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的
浓度、DNA分子的大小和构象等有关。
(2)PCR实验操作步骤
(3)DNA的电泳鉴定注意
1为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使
用前必须进行高压灭菌处理。
2每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换。
3电泳时，DNA分子的相对分子质量越大，受到的阻力越大，迁移速率越慢，DNA分
子的相对分子质量越小，受到的阻力越小，迁移速率越快。
四、基因工程的应用
1．基因工程在农牧业方面的应用2．基因工程在医药卫生领域的应用
3．基因工程在食品工业方面的应用
辨析 乳腺生物反应器与工程菌的比较
比较内容 乳腺生物反应器 工程菌
让外源基因在哺乳动物的乳腺中特
指用基因工程的方法，使外源基因
含义 异表达，利用动物的乳腺组织生产
得到高效表达的微生物
药物蛋白
基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性
受体细胞 动物受精卵 微生物细胞
目的基因
显微注射法 Ca2＋处理法
导入方式
需要严格灭菌，严格控制工程菌所
不需要严格灭菌，温度等外界条件
生产条件 需的温度、pH、营养物质浓度等
对其影响不大
外界条件
药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取
五、蛋白质工程的原理和应用
1．蛋白质工程的概念
基础：蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系
目的：改造现有的蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求
手段：改造或合成基因2．蛋白质工程与基因工程的异同
项目 蛋白质工程 基因工程
从预期的蛋白质功能出发→设计预期
的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序 目的基因的筛选与获取→基因表达
过程 列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸 载体的构建→将目的基因导入受体
序列(基因)或合成新的基因→获得所 细胞→目的基因的检测与鉴定
需要的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得
实质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质
人类所需的生物类型或生物产品
结果 可生产自然界中不存在的蛋白质 只能生产自然界中已存在的蛋白质
联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程
六、转基因产品的安全性
1．转基因成果
领域 成果
①减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期；
微生物方面 ②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸；
③用基因工程菌生产药物
①培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜；
转基因动物方面 ②培育抵抗相应病毒的动物新品种；
③建立某些人类疾病的转基因动物模型
转基因植物方面 培育具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物
2.对转基因产品安全性的争论
3．理性看待转基因技术
(1)理性看待转基因技术
①清晰地了解转基因技术的原理和操作规程。
②看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响。
③靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。
(2)我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。
七、关注生殖性克隆人
1．生殖性克隆人面临的伦理问题
(1)生殖性克隆和治疗性克隆的比较
类型 生殖性克隆 治疗性克隆
目的 产生独立生存的新个体 治疗疾病
水平 个体水平 细胞水平
联系 都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同
(2)关于生殖性克隆人的争论
观点 理由
①科学研究有自己内在的发展规律，社会应该允许科学家研
究；
赞同
②现在人们的伦理道德观念还不能接受这一切，但是人的观念
是可以改变的
①生殖性克隆人“有违人类尊严”；
大多数 ②在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地
人反对 违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；
③克隆技术还不成熟，面临着流产、死胎和畸形儿等问题
(3)我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
2．试管婴儿和设计试管婴儿的比较
类型 试管婴儿 设计试管婴儿
技术手段 不需进行遗传诊断 胚胎移植前需进行遗传诊断
实践应用 解决不孕不育问题 用于白血病、贫血病等疾病的治疗
二者都是体外受精，经体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，在
联系
生殖方式上都为有性生殖
八、禁止生物武器
1．生物武器的种类和特点
(1)种类(2)特点
①致病性强；传染性强；人易感。
②较隐蔽：不易被发现；易传播(如气溶胶)，发病有潜伏期，污染面积大、危害时间长。
③易得到：制备容易，花费小。
④传染途径多，治疗困难。
⑤受自然条件影响大。
2．《禁止生物武器公约》
(1)1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止生物武器公约》，并于1975
年3月生效。
(2)1984年11月，我国也加入了这一公约。
(3)1998年6月，中美两国元首重申了在任何情况下不发展、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。
(4)2010年，在第65届联合国大会上，我国政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类
大规模杀伤性武器。
第二部分：典 型 例 题 剖 析
考向一、重组DNA技术的基本工具
1．如图为15N标记的某基因局部示意图，限制性内切核酸酶SphⅠ和BamHⅠ的识别序列和
切割位点分别为－GCATG ↓ C－和－G ↓ CTAGC－。下列说法正确的是（ ）
A．两种限制酶切割基因中的磷酸二酯键和氢键，从而形成黏性末端
B．限制酶SphⅠ和BamHⅠ都能从②将DNA切开，但黏性末端不同
C．若该基因上有m个胞嘧啶，则复制n次共需m(2n-1)个胸腺嘧啶
D．在含14N的培养基中复制3次，子代中含15N的DNA分子占1/8【答案】B
【详解】A、两种限制酶切割基因中的磷酸二酯键，从而形成黏性末端，不作用于氢键，A
错误；B、限制酶SphⅠ和BamHⅠ的识别序列分别为-GCATG↓C-和-G↓CTAGC-，二者都能
从②处G与C之间进行切割，且产生的黏性末端不相同，B正确；C、若该基因上有m个胞
嘧啶，根据碱基互补配对原则，G=C=m，但无法确定T与A的数量，故复制n次所需胸腺嘧
啶数目无法确定，C错误；D、在含14N的培养基中复制3次，共产生8个DNA，根据半保
留复制，子代中含15N的DNA分子数量为2个，所占比例为1/4，D错误。故选B。
考向二、基因工程的基本操作程序
2．以下关于活动“PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定”的叙述，错误的是（ ）
A．4种脱氧核苷三磷酸为PCR扩增提供原料和能量
B．上（载）样缓冲液中的电泳指示剂可使核酸显色
C．带有负电荷的核酸需要加在电泳槽的负极
D．不同大小的核酸迁移速率不同，从而实现其分离
【答案】B
【详解】A、脱氧核苷三磷酸有特殊化学键，能发生断裂，为PCR提供能量，同时形成的脱
氧核糖核苷酸可以提供原料，A正确；B、上（载）样缓冲液中的电泳指示剂（溴酚蓝）不
能使核酸显色，它迁移速率较快，在其迁移出凝胶前关闭电泳仪电源，可以保证核酸分子
还在凝胶内，B错误；C、带有负电荷的核酸会向其携带电荷相反的电极迁移，故需要加在
电泳槽的负极，使其向正极迁移，C正确；D、不同大小的核酸其质量不同，在相同电场力
的作用，迁移速率不同，从而实现其分离，D正确。故选B。
考向三、DNA的粗提取与鉴定和DNA片段的扩增与电泳鉴定
3．红细胞生成素（EPO）是体内促进红细胞生成的一种激素物质，是当今最成功的基因工
程药物，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红
细胞生成素主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素（rhEPO）。其简要生产流
程如图，下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①用到的工具酶有DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶
B．构建的重组表达载体中终止子的作用是终止翻译过程
C．检测重组细胞是否表达出rhEPO常用抗原—抗体杂交技术
D．用乳腺生物反应器生产EPO可将人EPO基因导入哺乳动物体细胞获得
【答案】C【详解】A、过程①构建基因表达载体，需用限制酶切割目的基因和载体，并用 DNA连接酶
连接，该过程无需DNA聚合酶参与，A错误；B、终止子的作用是终止转录过程，B错误；
C、检测重组细胞是否表达出rhEPO，可利用抗原—抗体特异性结合的原理，采用抗原—抗
体杂交技术检测，C正确；D、采用细胞培养生产EPO成本比较高，可以采用乳腺生物反应
器，将基因表达载体转入雌性哺乳动物受精卵中，使 EPO基因在转基因动物的乳腺细胞中
表达，通过分泌的乳汁来生产EPO，目前还不能直接用高度分化的体细胞克隆哺乳动物，D
错误。故选C。
考向四、基因工程的应用
4．某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员预
期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物，下一步要做的是（ ）
A．构建含目的肽DNA片段的表达载体
B．合成编码多肽P1的DNA片段
C．设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构
D．利用抗原-抗体杂交的方法对表达产物进行检测
【答案】C
【详解】蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸
序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。因此，预期蛋白质功能的下一步要做的是设
计预期的蛋白质结构，即设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构。C正确，ABD错误。
故选C。
考向五、蛋白质工程的原理和应用
5．转基因技术是把双刃剑，下列不属于转基因作物引发的安全性问题的是（ ）
A．转有过敏源基因的食品引起过敏人群的过敏反应
B．抗除草剂油菜成为入侵物种，降低当地生物多样性
C．含有β-胡萝卜素的黄金米可以补充人体缺乏的维生素A
D．导入的抗性基因通过花粉杂交转移到近缘野生物种
【答案】C
【详解】A、过敏源基因随目的基因转入了植物，影响食物安全，A错误；B、抗除草剂油
菜成为人侵物种，是因为转基因植物选择优势影响生物多样性。进而影响环境安全，B错
误；C、含有β-胡萝卜素的黄金米可以补充人体缺乏的维生素A，对人体有益，C正确；
D、转基因生物中的外源基因向附近野生近源物种自发转移，导致其基因发生变化的现象，
影响环境安全，D错误。故选C。
考向六、转基因产品的安全性
6．很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法
正确的是（ ）
A．在我国，通过生殖性克隆有可能解决一些夫妇不孕不育的问题
B．科学家将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到人的抗体上，经过这样改造的抗体诱发免疫反应强度就会增大很多
C．单克隆抗体被广泛用作诊断试剂，还可以运载药物，也能直接用于治疗疾病
D．胚胎移植时为避免受体对来自供体的胚胎发生免疫排斥，往往需要对受体注射免疫抑
制剂
【答案】C
【详解】A、我国禁止生殖性克隆人，A错误；B、科学家将小鼠抗体上结合抗原的区域
“嫁接”到人的抗体上，经过这样改造的抗体诱发免疫反应强度就会减小很多，B错误；
C、单克隆抗体被广泛用作诊断试剂，还可以运载药物，也能直接用于治疗疾病，C正确；
D、胚胎移植时受体对来自供体的胚胎一般不发生免疫排斥，不需要对受体注射免疫抑制剂，
D错误。故选C。
考向七、关注生殖性克隆人
7．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
【答案】D
【详解】A、在生物恐怖威胁不断上升、全球传染病疫情频发的情况下，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，A正确；B、由于克隆技术尚不成熟，现在
做克隆人很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子。理由是重构胚胎成功率低，移植入母体子
宫后胚胎着床率低、流产率高、胎儿畸形率高，出生后死亡率高等，正常的个体极少，B
正确；C、为了尽力规避基因诊断的风险，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，C正确；D、从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理，由于短
期内天敌没有资源和空间等的限制，可能会对入侵地造成生态影响，D错误。故选D。
考向八、禁止生物武器
8．为有效防范由各类生物因子、生物技术误用滥用等引起的生物性危害，生物安全已纳入
国家安全体系。以下选项中会给我国带来生物安全风险的是（ ）
A．将新冠患者的血浆采集后注射到危重患者体内
B．试管婴儿通过基因筛查技术阻断遗传疾病的遗传
C．利用生物技术改造的工程菌获得大量的抗生素
D．克隆技术可应用到器官移植但不能进行人体克隆
【答案】A
【详解】A、新冠患者的血浆中可能含有病毒，采集后是不可以直接输入到任何人身体里的，
输入到危重患者身体里存在安全隐患，与题意相符，A正确。B、试管婴儿可以通过基因筛选技术来阻断遗传疾病的遗传，因此经过一定的技术手段可以避免安全风险，与题意不符
B错误；C、利用生物技术改造的工程菌获得大量的抗生素已经投入生产，一般不会带来生
物安全风险，与题意不符，C错误；D、克隆技术可以克隆器官，但是不可以进行人体克隆，
这样可以避免影响伦理道德，与题意不符，D错误。故选A。
第三部分：易 混 易 错 辨 析
1.与基因工程有关的4个易混点
（1）质粒是常用的载体，它是一种小型的双链环状DNA分子，具有一个至多个限制酶切割
位点及标记基因。
（2）基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。
（3）培育转基因动物时，受体细胞必须是受精卵；培育转基因植物时，受体细胞可以是受
精卵，也可以是体细胞。
（4）目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；导入动物细胞常用显微注射技术，导入微
生物细胞常用Ca2＋处理法。
2.教材结论性语句
（1）（选择性必修3 P77）PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，
2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶。
（2）（选择性必修3 P80）基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基因外，还必
须含有启动子、终止子等。
（3）（选择性必修3 P84）在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小
和构象等有关。
（4）（选择性必修3 P93）基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
（5）（选择性必修3 P94）对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基
因来完成。
第四部分：高 考 真 题 感 悟
1．（2021·江苏·高考真题）下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙
述错误的是（ ）A．分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列
B．该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上
C．若要获得除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组
D．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异
【答案】D
【详解】A、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色
体的DNA上，故分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列，进而成功
整合到受体细胞染色体上，A正确；B、该方法需要利用农杆菌转化法，在高转化频率的基
础上，将目的基因和标记基因整合到染色体上，由图可知，标记基因和目的基因位于细胞
中不同的染色体上，B正确；C、通过杂交分离结果可知，经过有性繁殖阶段遗传重组后获
得了三种类型细胞，其中包括只含目的基因的，只含标记基因的和既含目的基因又含标记
基因的，C正确；D、获得的无筛选标记转基因植株发生了基因重组，D错误。故选D。
2．（2021·辽宁·高考真题）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（
）
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
【答案】A
【详解】A、子链延伸时5′→3′合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；B、
子链的合成过程需要引物参与，B错误；C、DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是
羟基末端，C错误；D、解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。故选A。
3．（2021·辽宁·高考真题）腈水合酶（N）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，
0
但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N 的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定
0
的融合型腈水合酶（N）。下列有关叙述错误的是（ ）
1A．N 与N 氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
1 0
B．加入连接肽需要通过改造基因实现
C．获得N 的过程需要进行转录和翻译
1
D．检测N 的活性时先将N 与底物充分混合，再置于高温环境
1 1
【答案】D
【详解】A、在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶
（N1），则N1与N0氨基酸序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A正确；
B、蛋白质工程的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确；C、N1
为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，C正确；D、酶具有高效性，检测
N1的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。故选D。
4．（2021·山东·高考真题）利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的 T-DNA 插入到
水稻细胞 M 的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个 DNA 分子单链上的一个 C
脱去氨基变为 U，脱氨基过程在细胞 M 中只发生一次。将细胞 M 培育成植株 N。下列
说法错误的是（ ）
A．N 的每一个细胞中都含有 T-DNA
B．N 自交，子一代中含 T-DNA 的植株占 3/4
C．M 经 n（n≥1）次有丝分裂后，脱氨基位点为 A-U 的细胞占 1/2n
D．M 经 3 次有丝分裂后，含T-DNA 且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 1/2
【答案】D
【详解】A、N是由M细胞形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T-DNA 插入到水稻
细胞 M 的某条染色体上，所以M细胞含有T-DNA，因此N的每一个细胞中都含有 T-DNA，A
正确；B、N植株的一条染色体中含有T-DNA，可以记为+，因此N植株关于是否含有T-DNA
的基因型记为+-，如果自交，则子代中相关的基因型为++∶+-∶--=1∶2∶1，有 3/4的植
株含 T-DNA ，B正确；C、M中只有1个DNA分子上的单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，
所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为 A-U 的细胞的只有1个，所以
这种细胞的比例为1/2n，C正确；D、如果M 经 3 次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由
于M细胞 DNA 分子单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，所以是G和U配对，所以复制三次
后，有4个细胞脱氨基位点为C-G，3个细胞脱氨基位点为A-T，1个细胞脱氨基位点为U-
A，因此含T-DNA 且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 3/8，D错误。故选D。
5．（2021·山东·高考真题）粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并
搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易
提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（ ）
A．加入适量的木瓜蛋白酶
B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟
C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精
D．加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L
【答案】A【详解】A、木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解
DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物，
A正确；B、37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在
60~75℃的水浴箱中保温 10～15 分钟，使蛋白质变性析出，B错误；C、向鸡血细胞液中
加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为
95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C错误；D、加入 NaCl 调节浓度至
2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L，DNA在0．14mol/L的NaCl溶液中
溶解度小，DNA析出，不会进入滤液中，D错误。故选A。
6．（2021·浙江·高考真题）采用CRISPR/Cas9 基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白
（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，通过观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养时，不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液
B．基因编辑处理的受精卵经体外培养至2细胞期，须将其植入同期发情小鼠的子官，才
可获得表达 EGFP的小鼠
C．分离能表达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．通过观察早期胚胎的荧光，能表达 EGFP 的即为雄性小鼠胚胎
【答案】B
【详解】A、依据胚胎在不同发育阶段对培养条件的特定需要，受精卵在体外培养时，不同
发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液，A正确；B、基因编辑处理的受精卵一般经体外培
养至桑椹胚或囊胚阶段，进行胚胎移植，可获得表达EGFP的小鼠，B错误；C、分离能表
达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，可获得大量的转基
因小鼠，C正确；D、由分析可知，通过基因编辑技术将Y染色体用绿色荧光蛋白基因标记，
通过观察早期胚胎的荧光，能表达EGFP的个体含有Y染色体，即为雄性小鼠胚胎，D正确。
故选B。
第五部分：高 频 考 点 精 练
1．细菌中广泛存在限制性核酸内切酶，当有外来DNA入侵时，该酶能够识别入侵者双链
DNA中特定核苷酸序列并将其水解。以下相关叙述正确的是（ ）
A．含有限制性核酸内切酶的细菌以RNA为遗传物质
B．细菌中含有多种细胞器
C．该酶可以保护细菌不受某些DNA病毒等的感染
D．含有限制性核酸内切酶的细菌自身的DNA也能被该酶水解
【答案】C
【详解】A、细菌属于原核生物，原核生物也具有细胞结构，有细胞结构的生物的遗传物质
均为DNA，A错误；B、细菌属于原核生物，原核生物只有核糖体一种细胞器，B错误；C、
该酶可以识别某些入侵病毒的DNA，并将其水解，使得这些病毒无法感染该细菌，C正确；
D、细菌中的限制性核酸内切酶能够识别外来双链DNA中特定核苷酸序列并将其水解，细菌自身的DNA不能被限制性核酸内切酶识别并水解，D错误。故选C。
2．科学家通过病毒介导把转录因子基因导入小鼠成纤维细胞，然后将细胞在专用培养体系
中培养，成功诱导产生了iPS细胞（诱导多功能干细胞），其在形态、基因表达、分裂和
分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。目前科学家已利用iPS细胞克隆出活体实验鼠。下
列相关分析错误的是（ ）
A．小鼠成纤维细胞诱导形成iPS细胞的过程发生了基因重组
B．iPS细胞内的核基因数量与胚胎干细胞内的核基因数量相同
C．实验表明，高度分化的动物细胞在特定条件下可以恢复全能性
D．转录因子基因的导入改变了小鼠成纤维细胞基因的程序性表达
【答案】B
【详解】A、根据题干信息，“通过病毒介导把转录因子基因导入小鼠成纤维细胞，然后将
细胞在专用培养体系中培养，成功诱导产生了iPS细胞”，可知该过程运用了基因工程，
原理是基因重组，A正确；B、胚胎干细胞增殖分化形成小鼠成纤维细胞，分化的实质是基
因的选择性表达，说明小鼠成纤维细胞内的基因数量和胚胎干细胞内的基因数量相同，再
导入转录因子基因后，核基因就不同了，B错误；C、根据题干信息，“通过病毒介导把转
录因子基因导入小鼠成纤维细胞，然后将细胞在专用培养体系中培养，成功诱导产生了
iPS细胞（诱导多功能干细胞）”，说明高度分化的动物细胞在特定条件下可以恢复全能
性，C正确；D、转录因子基因的导入改变了小鼠成纤维细胞基因的程序性表达，诱导产生
了iPS细胞（诱导多功能干细胞），D正确。故选B。
3．科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入大豆中，培育出转基因抗病大豆
新品种，Ti质粒如图所示。下列叙述，不正确的是（ ）
A．农杆菌的拟核DNA与大豆基因发生重组
B．构建重组质粒过程中需要限制酶和DNA连接酶
C．基因C插入T-DNA导致四环素抗性基因突变
D．转基因抗病大豆不具有卡那霉素的抗性
【答案】A
【详解】A、农杆菌的Ti中的T-DNA与大豆基因发生重组，A错误；B、构建重组质粒过程
中需要限制酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接，B正确；C、基因C插入T-DNA
导致四环素抗性基因突变，C正确；D、卡那霉素抗性基因并未转移到植物体内，转基因抗
病大豆不具有卡那霉素的抗性，D正确。故选A。4．下图1表示限制酶SpeI、XbaI的识别序列和切割位点，图2表示基因P（960 bp）、基
因Q（840 bp）的限制酶SpeI或XbaI的酶切图谱和融合基因，图3表示几种基因经限制酶
SpeI或XbaI处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的DNA片段）得到的带谱图，下列
相关分析错误的是（ ）
A．基因P经限制酶SpeI处理后进行电泳的结果与图3中的I相同
B．基因Q经限制酶XbaI处理后进行电泳的结果与图3中的II相同
C．融合基因经限制酶SpeI处理后进行电泳的结果与图3中的III相同
D．融合基因经限制酶XbaI处理后进行电泳的结果与图3中的IV相同
【答案】C
【详解】A、由题意可知基因P长度为960bp，图3结果I的两个条带总长度为960bp，是
基因P的酶切、电泳结果，A正确；B、基因Q长度为840bp，图3结果II的两个条带总长
度为840bp，是基因Q的酶切、电泳结果，B正确；CD、黏性末端连接后的序列为—ACTAGA
—，融合基因不能被限制酶SpeI或XbaI识别和切断，因此经限制酶SpeI或经限制酶XbaI
处理，电泳的结果都与题图3中的IV相同，C错误，D正确。故选C。
5．在重组DNA技术中，将外源基因导入受体细胞，通常是利用质粒作为载体。下列关于
质粒的叙述，正确的是（ ）
A．质粒是一种只存在于原核细胞中的结构简单的环状DNA分子
B．质粒的复制和表达过程都遵循中心法则和碱基互补配对原则
C．目的基因只有通过质粒整合到受体细胞的DNA中才能表达
D．大多数天然质粒都不需要人工改造，可以直接作为载体使用
【答案】B
【详解】A、质粒存在于许多细菌以及酵母菌（真核细胞）中的有自主复制能力的小型环状
DNA分子，A错误；B、质粒的复制和表达都遵循中心法则，也遵循碱基互补配对原则，B
正确；C、只需要将含有目的基因的质粒导入受体细胞，无需整合到受体细胞的DNA中也能
表达，C错误；D、天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒
的基础上进行过人工改造的，D错误。故选B。
6．利用新鲜菜花作为实验材料提取 DNA 时，下列做法正确的是（ ）
A．可将菜花置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来B．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C．离心后上清液中加入95%冷酒精，析出的是蛋白质等杂质
D．向DNA溶液中加入二苯胺试剂混匀，溶液会呈现蓝色
【答案】B
【详解】A、菜花是植物细胞，植物细胞置于清水中细胞不会破碎，而是需要加入一定的洗
涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液，A错误；B、过滤液沉淀过程在
4℃冰箱中进行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，B正确；C、在提取液中加入95%
的冷酒精，DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，则DNA会与蛋白质分离并析出，得到的是
粗提的DNA，C错误；D、将提取到的丝状物先溶解到2mol/L的氯化钠溶液中，再加入二苯
胺溶液，沸水浴加热后，溶液变为蓝色，D错误。故选B。
7．下列关于生物学实验的叙述中，正确的有几项（ ）
①在“DNA粗提取与鉴定”的实验中，向花椰菜组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核DNA
②提取绿叶中光合色素的原理是色素在层析液中溶解度越大，随着层析液在滤纸上扩散得
越快
③“T 噬菌体侵染大肠杆菌”的实验，采用了同位素标记法和对比实验法证明了DNA是主
2
要的遗传物质
④调查某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等，可采用样方法
⑤利用溴麝香草酚蓝水溶液鉴定酒精时，溶液由蓝变绿再变黄
⑥PCR过程中，引物可使DNA聚合酶能够从引物的5’端开始连接脱氧核苷酸
A．1项 B．2项 C．3项 D．4项
【答案】A
【详解】①花椰菜细胞为植物细胞，有细胞壁保护，因此加蒸馏水不会吸水涨破，植物细
胞应加入洗涤剂和食盐轻柔搅拌以释放核DNA，①错误；②提取色素的原理是光合色素易
溶于有机溶剂无水乙醇，②错误；③“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验，采用了同位素标
记法和对比实验法证明了DNA是遗传物质，③错误；④昆虫卵活动力弱、活动范围小，应
采用样方法调查其密度，④正确；⑤溴麝香草酚蓝水溶液鉴定CO2，溶液由蓝变绿再变黄，
酒精用酸性重铬酸钾来鉴定，显示灰绿色，⑤错误；⑥引物可使DNA聚合酶能够从引物的
3’端开始连接脱氧核苷酸，而不是5’端，⑤错误。因此只有1项是正确的，A正确，BCD
错误。故选A。
8．将编码四种不同酶的基因OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR与叶绿体转运肽基因连接，
搭载到农杆菌Ti质粒的T一DNA片段构建多基因表达载体，最终在水稻叶绿体内构建了
一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法错误的是（ ）A．可用分子杂交技术检测四个基因是否成功导入水稻
B．四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板
C．应选用含潮霉素的培养基筛选转化成功的水稻细胞
D．基因表达载体中的四个基因在水稻细胞核内进行转录
【答案】B
【详解】A、若基因成功导入，则加入以基因的某一个片段制成的探针，会形成DNA杂交带，
该方法称为分子杂交技术，A正确；B、DNA的两条链反向平行，假设图中DNA分子上面一
条链为5′→3′方向，RNA聚合酶启动转录时只能与模板链的3′端结合，结合图示启动
子的方向可知，EcCAT的模板链为下链，OsGLO1的模板链为上链，EcGCL和TSR为下链，故
四个基因转录时不是都以DNA的同一条单链为模板，B错误；C、结合图示可知，潮霉素抗
性基因在T-DNA中，会整合到植物的染色体上，因此用含潮霉素的培养基可以筛选转化成
功的水稻细胞，C正确；D、搭载到农杆菌Ti质粒的T一DNA片段中的四个基因会随着T-
DNA的转移而整合到植物的染色体上，因此基因表达载体中的四个基因在水稻细胞核内进
行转录，D正确。故选B。
9．图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，①~④表示相关的操作。
若限制酶EcoRI识别G↓AATTC，BamHI识别G↓CATCC。下列选项正确的是（ ）
A．利用PCR技术扩增基因时，反应缓冲溶液中要添加Ca2+来激活DNA聚合酶
B．构建基因表达载体时可使用E．coliDNA连接酶将DNA片段连接起来
C．农杆菌侵染人参细胞后Ti质粒整合到受体细胞的染色体DNA上
D．检测干扰素基因是否导入人参愈伤组织细胞需要利用抗原—抗体杂交
【答案】B【详解】A、PCR需要在一定的缓冲溶液中才能进行，反应体系中一般要添加Mg2+来激活耐
高温的DNA聚合酶，A错误；B、根据图示，用EcoRⅠ和BamHⅠ对目的基因和Ti质粒进行
切割，产生黏性末端，而后可使用E.coliDNA连接酶将DNA片段连接起来，B正确； C、农
杆菌侵染人参细胞后Ti质粒上的T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，C错误；D、检测
目的基因是否导入受体细胞常用DNA分子杂交技术，D错误。故选B。
10．脱氧核苷三磷酸(dNTP)和双脱氧核苷三磷酸(ddNTP，ddN-P ～P ～P)的结构均与核苷
α β γ
三磷酸(NTP)类似，仅是所含五碳糖的羟基(一OH)数目不同，ATP就是一种核苷三磷酸
(NTP)。在DNA复制时，ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点，从而终止DNA片段
延伸。下列叙述错误的是（ ）
A．dNTP做PCR的原料时也可为DNA复制提供能量
B．组成dNTP的元素有C、H、O、N、P
C．ddNTP与dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的5'末端
D．组成DNA片段的核苷酸中，P 、P 和P 只有P 保留
α β γ α
【答案】C
【详解】A、分析题意可知，dNTP和ddNTP具有与ATP(NTP)相似的结构，dNTP作为原料参
与DNA的复制时水解化学键可释放能量，故做PCR的原料时也可为DNA复制提供能量，A正
确；B、ATP中的糖是核糖，dNTP中的糖是脱氧核糖，而ddNTP中的糖是双脱氧核糖，三者
仅五碳糖不同，故dNTP的元素组成仍为C、H、O、N、P，B正确；C、DNA复制时，由5端
向3端延伸，因此ddNTP与dNTP竞争的延长位点是脱氧核苷酸链的3'末端，C错误；D、
dNTP水解可得到脱氧核苷酸，Pα、Pβ和Pγ只有Pα保留，D正确。故选C。
11．下列有关生物工程的叙述，不正确的有（ ）
①基因工程的核心步骤是构建基因表达载体
②蛋白质工程可通过直接改造蛋白质的结构从而改变其功能
③克隆羊的培育涉及细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
④PCR 技术需要利用限制酶打开 DNA 双链
⑤精子获能后可以直接与卵巢中取出的卵细胞受精获得受精卵
⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体
⑦利用动物细胞培养技术和细胞融合技术可以制备单克隆抗体
⑧利用植物茎尖培养脱毒苗时，需要对离体的茎尖、培养基等进行灭菌
A．一项 B．两项 C．三项 D．四项
【答案】D
【详解】①构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，①正确；②蛋白质工程通过对基因
修饰或基因合成间接改造蛋白质的结构从而改变其功能，②错误；③克隆羊的培育是借助
核移植技术完成的，涉及到细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，③正确；
④PCR技术利用高温打开DNA双链，④错误；⑤卵巢中取出的卵细胞需要培养到减数第二
次分裂中期才能与获能的精子结合，⑤错误；⑥哺乳动物的胚胎发育过程均为：受精卵→
桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体，⑥正确；⑦单克隆抗体的制备是利用动物细胞融合技术将
免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合以获得杂交瘤细胞，将该杂交瘤细胞进行克隆化培养而获得的抗体即为单克隆抗体，而细胞融合技术的基础是动物细胞培养技术，⑦正确；
⑧利用植物茎尖培养脱毒苗时，植物的茎尖病毒极少、甚至没有病毒，不需要对其进行灭
菌处理，但为了防止杂菌污染，需要对培养基等进行灭菌处理，⑧错误。综上所述，A、
B、C不符合题意，D符合题意。故选D。
12．天然玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的“黄酮类化合物3、5—氢氧化酶”的基因，因
此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的.但日本科研人员将蓝三叶草中的合成蓝色翠雀花素的
相关基因植入天然玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰.下列有关叙述正确的是（ ）
A．将该基因植入天然玫瑰体细胞后成功培育出蓝玫瑰，体现了植物细胞的全能性
B．该基因在玫瑰细胞中表达的产物是蓝色翠雀花素
C．蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡和叶绿体中
D．蓝玫瑰的培育成功意味着人类创造了一个新的物种
【答案】A
【详解】A、将该基因植入天然玫瑰体细胞后成功培育出蓝玫瑰，体现了植物细胞的全能性，
A正确；B、分析题意可知，该基因在玫瑰细胞中表达的产物是黄酮类化合物3、5-氢氧化
酶，B错误；C、蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡中，叶绿体中不含该色素，C
错误；D、蓝玫瑰与天然玫瑰之间不存在生殖隔离，属于同一个物种，故蓝玫瑰的培育成功
不意味着人类创造了一个新的物种，D错误。故选A。
13．如图表示利用基因工程生产黄金大米时所构建的基因表达载体，其中基因I和基因Ⅱ
是β-胡萝卜素合成所必需的基因，基因Ⅲ表达的蛋白质可使细菌在特殊培养基上生长。下
列相关分析错误的是（ ）
A．A序列是该基因表达载体的复制原点
B．基因Ⅲ的作用是便于筛选该重组质粒
C．β-胡萝卜素是检测基因I、基因Ⅱ表达的关键指标之一
D．图中基因插入质粒时需要限制酶和DNA连接酶
【答案】A
【详解】A、由题图可知，每个基因前都存在A序列，可推测该序列应为启动子序列，启动
子是RNA聚合酶识别与结合的位点，一个质粒一般只有一个复制原点，A错误；B、由题意
可知，基因Ⅲ表达的蛋白质可使细菌在特殊培养基上生长，故该基因属于标记基因，可用
于重组质粒的筛选，B正确；C、基因I和基因Ⅱ是β-胡萝卜素合成所必需的基因，在目
的基因的检测与鉴定中，性状的表达是成功的关键，即β-胡萝卜素的产生，C正确；D、
基因插入质粒需要限制酶和DNA连接酶的参与，D正确。故选A。14．地中海贫血症是一种遗传性溶血性贫血症。有一对表现型正常的夫妇，他们以前生育
过β地中海贫血症儿子，患儿的β—珠蛋白结构异常，在一岁时死去。现在妻子又怀孕了，
于是进行了产前诊断，诊断时用限制酶PstⅠ酶切后电泳结果如图1所示，图2为β—珠蛋白
基因及其侧翼序列的PstI酶切位点。下列叙述错误的是（ ）
A．该遗传病的遗传方式属于常染色体隐性遗传，且人群中男女的发病率相等
B．孕妇体内的胎儿虽然含有致病基因，但是生下来并不会患该病
C．正常的β—珠蛋白基因长度为4．4kb，突变后的病基因长度为3．7kb
D．β—珠蛋白基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
【答案】C
【详解】A、正常夫妇生育患病儿子，说明该病为隐性遗传病，儿子病母亲正常，与性别无
关，该病为常染色体遗传病，常染色体遗传病男女发病率相等，A正确；B、由电泳结果可
知，待测胎儿含有致病基因，其电泳结果与表现型正常的父母一样为杂合子，与患儿不一
致，因此待测胎儿生下来并不会患该病，B正确；C、由图可知，两个PstⅠ酶的酶切位点
之间分别是4.4kb和3.7kb，正常的β—珠蛋白基因和突变后的病基因位于酶切位点内部，
因此两个基因分别小于4.4kb和3.7kb，C错误；D、由题“患儿的β—珠蛋白结构异常致
死”可知，β—珠蛋白基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，D正确。故选C。
15．研究人员使用台式自动流动合成机可将数百个氨基酸连接在一起，也实现了将细胞中
不存在的氨基酸合成人工蛋白。下列推测不合理的是（ ）
A．蛋白质空间结构差异会影响蛋白质功能发挥
B．合成全新人工蛋白质无需通过改造原有基因来实现
C．利用微生物体合成人工蛋白需进行转录和翻译
D．该人工蛋白合成后，细胞中不存在的氨基酸就属于非必需氨基酸
【答案】D
【详解】A、蛋白质的结构决定功能，空间结构的差异是影响蛋白质功能的主要原因之一，
A不符合题意；B、依据题干分析，可通过台式自动流动合成机，以细胞中不存在的氨基酸
来设计人工蛋白提供了可能，无需改造基因，B不符合题意；C、在微生物体内，实现人工
蛋白合成，需要进行转录和翻译过程，C不符合题意；D、一般而言，细胞中能自主合成的
氨基酸属于非必需氨基酸，不能自主合成而只能从外界吸收的氨基酸属于必需氨基酸，而将细胞中不存在的氨基酸合成人工蛋白，人工蛋白不在细胞内合成，与细胞中不存在的氨
基酸属性无关，D符合题意。故选D。
16．T4溶菌酶来源于T4噬菌体，是重要的工业用酶。科学家通过一定技术使T4溶菌酶的
第3位异亮氨酸变为半胱氨酸（异亮氨酸的密码子是AUU、AUC、AUA，半胱氨酸的密码
子是UGU、UGC），于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，从而
使T4溶菌酶的耐热性得到了提高。下列叙述错误的是（ ）
A．对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴
B．上述改造通过至少替换T4溶菌酶DNA上的2个碱基对实现
C．参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类会发生改变
D．改造后的T4溶菌酶中的二硫键的作用类似于DNA中的氢键
【答案】C
【详解】A、对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的，故对T4溶菌酶的改
造属于蛋白质工程的范畴，A正确；B、根据题意，要将T4溶菌酶的异亮氨酸变为半胱氨
酸，只改变一个氨基酸，发生的是碱基的替换；两种氨基酸最接近的密码子是AUU和
UGU，或AUC和UGC，仍然相差两个碱基，由于DNA是双链结构，故对应的DNA上的碱基至
少要替换2个碱基对，B正确；C、改造前组成T4溶菌酶的氨基酸中就含有半胱氨酸，改造
后组成T4溶菌酶的氨基酸中也可能仍含有异亮氨酸，因此参与其合成的tRNA种类可能不
变，C错误；D、改造后的T4溶菌酶多了一个二硫键，二硫键使T4溶菌酶的耐热性提高；
DNA分子中氢键越多，热稳定性越强，二者作用类似，D正确。故选C。
17．下列关于转基因生物与环境安全问题的叙述，错误的是（ ）
A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B．杂草化的转基因农作物，可能会影响植物基因库的遗传结构
C．若转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题
D．重视转基因技术研发的同时，应重视转基因农作物的安全性评价和管理
【答案】C
【详解】A、重组的微生物在降解污染物的过程中所产生的中间产物，可能会对人类生活环
境产生二次污染，A正确；B、转基因作物作为外来品种进入自然生态系统，往往具有较强
的“选择优势”,可能会影响植物基因库的遗传结构，淘汰原来栖息地上的物种及其它遗传
资源，致使物种呈单一化趋势，造成生物数量剧减，甚至会使原有物种灭绝，导致生物多
样性的丧失，B正确；C、即使转基因植物的外源基因来源于自然界，也可能会产生安全性
问题，如某些转基因植物产生的蛋白质可能会成为某些人的新的过敏源，C错误；D、对转
基因生物的管理的总原则是在保证人类健康和环境安全的前提下，促进生物技术的发展，
需要重视转基因农作物的安全性评价和管理，D正确。故选C。
18．所谓“设计试管婴儿”，是指将体外受精形成的胚胎（几个细胞期）在植入母体孕育
前，将一个细胞取出进行某些基因检测，当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体
孕育。下列有关叙述正确的是（ ）
A．“设计试管婴儿”应用了细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术B．与“设计试管婴儿”相比，“试管婴儿”需要经过遗传学诊断
C．“设计试管婴儿”和“试管婴儿”都是有性生殖
D．对于“设计试管婴儿”技术，我们应该强行禁止、反对争论
【答案】C
【详解】A、“设计试管婴儿”没有应用细胞核移植技术，A错误；B、“试管婴儿”技术
不需要检测基因，也不需要经过遗传学诊断，B错误；C、“设计试管婴儿”和“试管婴
儿”都需要体外受精，都是有性生殖，C正确；D、“设计试管婴儿”不同于为解决不孕夫
妇的生育问题出现的试管婴儿。一般是为了救治病人，需要试管婴儿的骨髓、干细胞、脐
带血等，这样的设计都符合伦理道德，D错误。故选C。
19．转基因技术的研究正以惊人的速度发展，越来越多地影响人类的生产和生活。科学家
在转基因研究工作中会采取很多方法确保转基因产品的安全性，各个国家也都制定了相关
法规和政策规范转基因技术的应用。下列有关说法错误的是（ ）
A．我国对农业转基因生物实行标识制度，如转基因动植物要直接标注“转基因××”
B．用农业转基因生物加工制成的产品一定含有转基因成分
C．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
D．利用转基因技术制造的新型致病菌可能导致大批受感染者突然发病而又无药可医
【答案】B
【详解】A、我国加强对农业转基因生物的标识管理，对农业转基因生物实行标识制度，如
转基因动植物要直接标注“转基因××”，A正确；B、用农业转基因生物加工制成的产品
不一定含有转基因成分，也许是基因的产物等，B错误；C、在克隆人的问题上，我国不赞
成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，C正确；D、转基因技术使得制造新
型的致病菌成为可能，这些人类从来没有接触过的致病菌可能让大批受感染者突然发病而
又无药可医，D正确。故选B。
20．基因编辑CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。在gRNA引导下，
Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断。通过在Cas9基因中引入突变，获得了只有切割一
条链活性的nCas9，可以实现C→T（C→A）或A→G（T→C）的碱基替换。下列相关说法
不正确的是（ ）
A．gRNA与靶序列特异性结合遵循碱基互补配对原则
B．利用CRISPR/Cas9系统可以使靶基因发生定点突变
C．可设计gRNA与靶基因的启动子区域互补、从而抑制靶基因复制
D．将CRISPR/Cas9技术应用人类疾病治疗时，需注意安全性及伦理问题
【答案】C
【详解】A、由图示分析可知，gRNA与靶序列特异性结合遵循碱基互补配对原则，引导
Cas9蛋白进行切割，A正确；B、利用CRISPR/Cas9系统可以使靶基因实现碱基替换，从而发生定点突变，B正确；C、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着
转录的开始，故可设计gRNA与靶基因的启动子区域互补、从而抑制靶基因的转录过程，C
错误；D、根据题意分析可知，CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的
引导RNA能识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，
最终实现对靶基因序列的编辑。由于其他DNA序列也含有与引导RNA互补配对的序列，造
成引导RNA错误结合而出现脱靶现象，故将CRISPR/Cas9技术应用于人类疾病治疗时，特
别要注意安全性和伦理方面的问题，D正确。故选C。
21．请根据有关生物工程方面的知识回答下列问题：
(1)基因工程的核心是_____，从分子水平上看，基因工程得以实现的遗传学物质基础是：
_____，_____。（写出两点）。
(2)我国科学家独创的将目的基因导入植物细胞的方法是_____，农杆菌转化法的原理是利
用其菌体中质粒的T-DNA片段可_____的特点；将目的基因导入微生物细胞最有效的方法
是_____。
(3)动物细胞工程中_____技术是其他动物细胞工程技术的基础。动物细胞工程的一项重要
应用是制备单克隆抗体，该过程形成的杂交瘤细胞中发生的遗传信息流动有DNA→DNA、
_____。
(4)胚胎工程中，胚胎移植选择受体的条件是_____的个体，受体对移入子宫的外来胚胎基
本不发生_____，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。为了获得产奶量高的奶牛，需取囊
胚期_____细胞做性别鉴定。若对囊胚进行胚胎分割，要注意_____，否则影响分割后胚胎
的恢复和进一步发育。
【答案】(1) 基因表达载体的构建 不同生物DNA分子的基本结构相
似 所有生物共用一套密码子
(2) 花粉管通道法 转移并整合到染色体DNA上 Ca2+处理法
(3) 动物细胞培养 DNA→RNA→蛋白质
(4) 同种的具有健康的体质和正常的繁殖能力 免疫排斥 滋养
层 将内细胞团均等分割
【分析】1、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的
基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动
物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
2、对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢
复和进一步发育。
（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。基因工程得以实现的遗传学物质基础是：
不同生物DNA分子的基本结构相似；所有生物共用一套密码子。
（2）我国科学家独创的将目的基因导入植物细胞的方法是花粉管通道法，将目的基因导入
植物细胞最常见的方法是农杆菌转化法，原理是利用农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA片段可
转移并整合到宿主细胞染色体DNA上。将目的基因导入微生物细胞最有效的方法是Ca2+处
理法。（3）动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。在制备单克隆抗体过程中，形成的杂交瘤
细胞能进行DNA复制和基因表达，故细胞中发生的遗传信息流动有DNA→DNA、DNA→RNA→
蛋白质。
（4）胚胎工程中，胚胎移植选择的受体是同种（或生理状态相同）的具有健康体质和正常
繁殖能力的雌性个体。由于受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥，这为胚胎在
受体内的存活提供了可能。一般取囊胚期滋养层细胞做性别鉴定。若对囊胚进行胚胎分割，
要注意将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
22．通过基因工程技术能大量生产人生长激素。下图所示为人工构建的大肠杆菌质粒
pBR322，是由三种质粒经复杂重组过程构建而来。其上含氨苄青霉素抗性基因（Amp′）、
四环素抗性基因（Tet′）。表为相关限制酶的识别序列和酶切位点。请回答下列问题：
限制酶 PstⅠ EcoRⅠ HindⅢ
↓ ↓ ↓
CTGCAG GAATTC AAGCTT
识别序列及切割点
GACGTC CTTAAG TTCGAA
↑ ↑ ↑
(1)人工构建pBR322质粒除了需要限制酶切割位点、标记基因、复制原点外，还必须有
______等结构。
(2)生产生长激素需从人垂体细胞中提取mRNA，逆转录得到DNA，常用______特异性快
速扩增目的基因。
(3)为了构建重组质粒，采用PstⅠ、EcoRⅠ处理目的基因和质粒，与只用PstⅠ处理相比，这
样操作的优势是：______。将构建的重组质粒导入大肠杆菌后，为了排除普通大肠杆菌
（无pBR322质粒）、空质粒大肠杆菌（含pBR322质粒但没有目的基因）的干扰，进行了
进一步检测。配制甲、乙两种培养基，甲培养基含四环素，乙培养基含四环素和氨苄青霉
素。含目的基因的大肠杆菌在甲培养基上______（填“能”或“不能”）生存，在乙培养
基上______（填“能”或“不能”）生存。
(4)导入受体细胞后，常用__________技术检测生长激素在大肠杆菌中是否成功表达。(5)基因工程的应用十分广阔，可用转基因牛制作乳腺生物反应器，从乳汁中提取药物。则
该操作过程中选择的受体细胞是______，原因是__________。
【答案】(1)启动子、终止子 (2)PCR
(3) 避免自身环化（或者目的基因—目的基因环化、质粒—质粒环化）或者反向
连接等错误连接形式 能 不能 (4)抗原—抗体杂交
(5) 牛的受精卵 动物受精卵具有全能性
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、
终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导
入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞
最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插
入目的基因—DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术；③
检测目的基因是否翻译成蛋白质—抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、
抗病鉴定、活性鉴定等。
（1）分析题意可知，构成pBR322质粒，即基因的表达载体，基因表达载体包括限制酶切
割位点、标记基因、复制原点、启动子、终止子，启动子则是与RNA聚合酶识别和结合的
部位。
（2）分析题意可知，从垂体细胞中提取mRNA，逆转录得到DNA，再以该DNA模板，进行
PCR，大量扩增获得目的基因。
（3）分析题图可知，PstⅠ、EcoRⅠ识别序列不同，切割目的基因和质粒形成的黏性末端
不同，利用DNA连接酶构建基因表达载体时，可避免目的基因—目的基因（环化）、质粒
—质粒（环化）或者反向连接等错误连接形式。分析题图可知，PstI破坏了氨苄青霉素抗
性基因（Amp′），构建的重组质粒无氨苄青霉素抗性，但具有四环素抗性，而甲培养基中
含有四环素，因此，含重组质粒的大肠杆菌能在甲培养基上生存；乙培养基中含有含四环
素和氨苄青霉素，能杀死含有目的基因的大肠杆菌，即该菌不能在乙培养基中生存。
（4）将目的基因导入受体细胞后，该细胞能合成生长激素，因此常用抗原—抗体杂交技术
检测目的基因是否成功表达。
（5）若要制作牛乳腺生物反应器，需要先培育转基因牛，利用牛的受精卵作为受体细胞，
导入目的基因后再经过培育获得转基因牛，因为动物体细胞不具有全能性，而受精卵具有
全能性，能发育为一个完整的个体。
23．先天性免疫缺陷的Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟淋巴细胞，经常被用作干细胞移植
的实验动物。科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗，
其技术流程如图所示（图中数字序号表示相关过程）。请据图回答：(1)过程①：将培养后的上皮细胞注入去核的卵母细胞中，该卵母细胞应处于__________时
期，去除卵母细胞细胞核的目的是__________。
(2)过程②：利用的技术是__________，当重组胚胎培养到囊胚期时，可从其___________
分离出ES细胞。
(3)过程③：应获取目的基因___________，并利用__________（填写某种工具酶）与运载
体结合形成重组基因，将重组基因导入ES细胞的方法通常是__________。
(4)Rag2基因可指导合成Rag2蛋白。为了检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨
髓细胞的蛋白质，用__________进行杂交实验。
【答案】(1) MⅡ中 使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体
细胞
(2) 早期胚胎培养 内细胞团
(3) （正常的）Rag2基因 DNA连接酶 显微注射法
(4)抗Rag2蛋白的抗体
【分析】分析题图：图示是利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治
疗的过程图解，其中①表示核移植过程，②表示早期胚胎培养过程，③表示采用基因工程
技术将目的基因导入受体细胞。
（1）核移植过程中，接受细胞核的卵母细胞应处于MⅡ中期；去除卵母细胞细胞核的目的
是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。
（2）②由重组胚胎发育到囊胚期，表示早期胚胎培养；ES细胞可从早期胚胎（囊胚的内
细胞团）中分离出来，其在功能上具有发育的全能性。
（3）根据题干信息可知，过程③中获取的目的基因是（正常的）Rag2基因，若要将目的
基因导入受体细胞，需要构建含（正常的）Rag2基因的基因表达载体，构建之前可以根据
Rag2基因的一段已知的脱氧核苷酸序列（或碱基对序列或遗传信息）设计引物，利用PCR
技术对目的基因进行扩增。利用DNA连接酶与运载体结合形成重组基因，将目的基因导入
动物细胞最有效的方法是显微注射法。
（4）图中造血干细胞中的遗传物质至少有3个来源：上皮细胞、卵母细胞和Rag2基因。
为检测Rag2基因的表达情况，可采用抗原—抗体杂交法，即提取治疗后的小鼠骨髓细胞的
蛋白质（抗原)，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。24．研究人员将大麦细胞的LTP1基因导入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1
蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。回答下列问题
(1)已知DNA复制子链的延伸方向是5′→3′，图1中A、B、C、D在不同情况下可以作为引
物，在PCR技术中，扩增LTP1基因，必须要有___________，以便根据这一序列合成引物。
扩增LTP1基因时应该选用___________作为引物。
(2)基因工程的关键技术是_____________________。图2中的B为质粒，质粒和LTP1基因
结合形成重组质粒C。重组质粒C在受体细胞中能够稳定存在并发挥作用，在LTP1基因的
首端必须具有___________，尾端必须具有终止子；重组质粒C还必须含有标记基因和
___________。
(3)分别用含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有图2中C进入的酵母菌在
选择培养基上的生长情况是___________。
(4)可采用分子杂交技术检测LTP1基因是否导入成功，需要从转基因啤酒酵母中提取
DNA，用___________作探针与之杂交。为检测转基因啤酒酵母是否产生LTP1蛋白，除检
测LTP1蛋白是否产生及含量外，还可观察转基因啤酒酵母所酿啤酒的
_______________________进行判断。
【答案】(1) 一段已知的目的基因的核苷酸序列 B、C
(2) 构建表达载体 启动子 目的基因（LTP1基因）
(3)在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活
(4) 放射性同位素标记的目的基因（LTP1基因） 泡沫丰富程度
【分析】基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因
等技术赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、基因的载体。基因工程的基本操作程序：（1）目
的基因的获取。（2）基因表达载体的构建。（3）将目的基因导入受体细胞。（4）目的基
因的检测和鉴定。
（1）引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对，必须先知道该
段DNA的碱基序列。DNA复制子链的延伸方向是5′→3′，则应选择B、C引物，其子链的
延伸方向是LTP1基因，如选择A、D引物，其子链的延伸方向是LTP1基因两边的部分。
（2）基因工程的关键技术是构建基因表达载体，该过程技术复杂，是基因工程的核心。重
组质粒应有启动子、目的基因、终止子、标记基因。启动子位于LTP1基因的首端，是RNA
聚合酶识别结合的部位。
（3）由于LTP1基因插入了抗四环素基因内部，抗四环素基因不能发挥作用，抗青霉素基因正常发挥作用，含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活。
（4）用DNA分子杂交技术检测目的基因是否导入，用放射性同位素标记的目的基因（LTP1
基因）单链作探针进行杂交。如导入LTP1基因成功，则可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰
富的啤酒。
