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宝典23 生物技术的安全性与伦理问题
内容概览
第一部分 高考考情速递
第二部分 知识导图
第三部分 考点清单(三大考点)
第四部分 易错易混(2 大易错点)
第五部分 真题赏析
常考考点
真题举例
生物技术的安全性和伦理问题综合
2023·浙江·统考高考真题
PCR 扩增的原理与过程、转基因生物安全性
2022·辽宁·统考高考真题
基因表达载体的构建、转基因生物安全性
2022·北京·统考高考真题
基因分离定律的实质和应用、转基因生物安全性、新型冠状病毒及相关
2021·北京·统考高考真题
基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、基因工程在农牧业、
制药及环境等方面的应用、转基因生物安全性
2021·河北·统考高考真题
1.对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域,这是因为微生
考点一 转基因产品的安全性
1
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物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖
快
、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。
(P101)
2.在转基因研究工作中,科学家会采取很多方法防止基因污染。例如,我国科学家将来自玉米的α淀粉酶
基因与目的基因一起转入植物中,由于α淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性,因而可以防止转
基因花粉的传播。(P102“相关信息”)
1.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、
组织和器官,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的
区别。(P106)
2.有的伦理学家认为,生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人,严重地违反
了人类伦理道德,是克隆技术的滥用。(P107)
3.我国政府一再重申四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。(P108)
4.试管婴儿与设计试管婴儿
试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖,都要通过①体外受精,并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植,
不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断。(P109“思考·讨论”)
生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等,例如,天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌都可
以用来制造生物武器。生物武器的致病能力强、攻击范围广。它可以直接或者通过食物、生活必需品和带
菌昆虫等散布,经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内,造成大规模伤亡,也能大量损害植物。
(P111)
易错点1 三个不同层次的克隆
点拨:
考点二 关注生殖性克隆人
考点三 禁止生物武器
2
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(1)分子水平:一般指DNA 克隆,即DNA 复制,如PCR 技术。
(2)细胞水平:是指由一个单一的共同祖先细胞分裂形成一个细胞群体的过程,如动物细胞培养。
(3)个体水平:是指形成基因型完全相同的两个或更多的个体的过程,如扦插、嫁接等。
易错点2 比较“试管婴儿”与“设计试管婴儿”
点拨:
(1)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”过程如图所示
(2)“试管婴儿”和“设计试管婴儿”的异同点
项目
“试管婴儿”
“设计试管婴儿”
不
同
点
过程
无图中d 过程
多出图中d 过程
技术手段
无须进行遗传学诊断
进行遗传学诊断
应用
主要解决不孕夫妇的生育问题
主要用于白血病、贫血症等遗传疾病
的预测及治疗
相同点
二者都是先通过体外受精、体外进行早期胚胎培养,再经过胚胎移植。
生殖方式上,二者都为有性生殖
一、单选题
1.(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获得了长足的进步。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
【答案】D
【分析】生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的
细胞、组织和器官,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的。两者有着
本质的区别。
【详解】A、我国政府一再重申四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,但
治疗性克隆可在有效监控和严格审查下实施,A 错误;
3
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B、我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题,主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查,B 错误;
C、生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念,C 错误;
D、我国政府一再重申四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,D 正确。
故选D。
2.(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
【答案】B
【分析】PCR 过程为:①变性,当温度上升到90℃以上时,氢键断裂,双链DNA 解旋为单链;②复性,当
温度降低到50℃左右是,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合;③延伸,温度上升到72℃左
右,溶液中的四种脱氧核苷酸,在DNA 聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA 链。
【详解】A、预变性是使模板DNA 充分变性,A 错误;
B、后延伸过程后延伸是为了让引物延伸完全并让单链产物完全退火形成双链结构,可使目的基因的扩增
更加充分,B 正确;
C、延伸过程需引物参与,C 错误;
D、转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还要检测是否表达,还有安全性问题,D 错误;
故选B。
3.(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
4
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D.如果孩子的血型和父母都不一样,肯定不是亲生的
【答案】A
【分析】血型分为四种,即A,B,AB,O。血型是指红细胞上所含的抗原不同而言,红细胞上只含A 抗原
的称A 型,含有B 抗原的称B 型,既有A 抗原又有B 抗原的称为AB 型,既没有A 抗原也没有B 抗原的称为
O 型。ABO 血型受ABO 三种基因控制,A 基因控制A 抗原产生,B 基因控制B 抗原产生,O 基因控制不产生
A 和B 两种抗原,而基因都是成对存在,控制ABO 血型的基因可有六种不同组合,即AA,AO,BB,BO,
AB,OO,而每个人只有其中一对。
【详解】A、维生素会受到高温破坏,加热、光照、长时间储存等都会造成维生素的流失和分解,A 正确;
B、转基因抗虫棉对非靶标生物无毒性,B 错误;
C、消毒液只能杀死表面的病毒细菌,但无法清除体内的病毒,C 错误;
D、如果孩子的血型和父母都不一样,也可能是亲生的,如A 型血和B 型血的父母也可以生出O 型血的孩
子,D 错误。
故选A。
二、综合题
4.(2022·北京·统考高考真题)生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质(E 物质)污染
会导致鱼类雌性化等异常,并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼,其肌细胞、生殖
细胞等存在E 物质受体,且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白(GFP)等基因转入斑马鱼,建立了一种经
济且快速的水体E 物质监测方法。
(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是 。
(2)为监测E 物质,研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼,其中ERE 和酵母来源的UAS 是两
种诱导型启动子,分别被E 物质-受体复合物和酵母来源的Gal4 蛋白特异性激活,启动下游基因表达。与方
案1 相比,方案2 的主要优势是 ,因而被用于制备监测鱼(MO)。
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(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM,用于实际监测。SM 需经MO 和另一亲本(X)杂交获得。欲获得X,需
从以下选项中选择启动子和基因,构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵,经培育后进行筛选。请将选
项的序号填入相应的方框中。
.
Ⅰ启动子: 。
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子(P 生)④使基因仅在肌细胞表达的启动子(P 肌)
.
Ⅱ基因:
A.GFP B.Gal4 C.雌激素受体基因(ER) D.仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)
(4)SM 不育的原因是:成体SM 自身产生雌激素,与受体结合后 造成不育。
(5)使拟用于实际监测的SM 不育的目的是 。
【答案】(1)显微注射
(2)监测灵敏度更高
(3) ② D
(4)激活ERE 诱导Gal4 表达,Gal4 结合UAS 诱导dg 表达,生殖细胞凋亡
(5)避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题
【分析】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。
【详解】(1)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,所以将表达载体导入斑马鱼受精卵
的最佳方式是显微注射法。
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(2)由图可知,方案1E 物质-受体复合物激活ERE,使GFP 基因表达,方案2 E 物质-受体复合物先激活
ERE 获得Gal4 蛋白,然后Gal4 蛋白激活UAS 启动子,使GFP 基因表达,方案2GFP 蛋白表达量大,更灵敏。
(3)MO 和另一亲本(X)杂交获得SM,MO 是方案2 获得,所以亲本X 启动子选择UAS。要获得SM 是不
育个体,MO 是可育的所以X 必须有仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)。
(4)成体SM 自身产生雌激素,与受体结合后形成复合物,激活ERE 诱导Gal4 表达,Gal4 与UAS 启动子
结合诱导dg 表达,使生殖细胞凋亡。
(5)监测鱼属于转基因生物,目前安全性不确定,为了避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题,需要
SM 不育。
5.(2021·河北·统考高考真题)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植
物修复技术将土壤中的Cd 富集到植物体内,进行后续处理(例如,收集植物组织器官异地妥善储存),
可降低土壤中Cd 的含量。为提高植物对Cd 污染土壤的修复能力,研究者将酵母液泡Cd 转运蛋白(YCF1)
基因导入受试植物,并检测了相关指标。
回答下列问题:
(1)为获取YCF1 基因,将酵母细胞的全部DNA 提取、切割后与载体连接,导入受体菌的群体中储存,这
个群体称为 。
(2)将DNA 序列插入Ti 质粒构建重组载体时,所需要的两种酶是 。构建的重组基因表达载体
中必须含有标记基因,其作用是 。
(3)进行前期研究时,将含有YCF1 基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜,采用最多的方法是
。研究者进一步获得了转YCF1 基因的不育杨树株系,采用不育株系作为实验材料的目的是
。
(4)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd 污染的土壤中,半年后测定植株干重(图1)及不同
器官中Cd 含量(图2)。据图1 可知,与野生型比,转基因植株对Cd 具有更强的 (填“耐
性”或“富集能力”);据图2 可知,对转基因植株的 进行后续处理对于缓解土壤Cd 污染最为
方便有效。
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(5)已知YCF1 特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析,转基因杨树比野生型能更好地适应高
Cd 环境的原因是 。相较于草本植物,采用杨树这种乔木作为Cd 污染土壤修复植物
的优势在于 (写出两点即可)。
【答案】 基因组文库 限制酶和DNA 连接酶 便于目的基因的筛选和鉴定 农杆菌转化法
避免目的基因在自然界中的扩散 耐性 茎叶 YCF1 可通过主动运输将Cd 离子运到液泡中,提
高了细胞液的浓度,有利于植株吸水 杨树具有发达的根系和高大的树冠,更适应污染矿区等不良环
境,同时可充分吸收土壤中的Cd,木材也方便运输、利用
【分析】1、基因文库包括基因组文库和cDNA 文库,基因组文库包含该物种的全部基因,cDNA 文库是部
分基因文库。
2、据图1 可知,与野生型比,转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加;据图2 可知,转基因植
株的茎、叶中Cd 含量高于野生型。
【详解】(1)为获取YCF1 基因,将酵母细胞的全部DNA 提取、切割后与载体连接,导入受体菌的群体中
储存,这个群体含有酵母菌的全部基因,称为基因组文库。
(2)将DNA 序列插入Ti 质粒构建重组载体时,需要用限制酶切割供体DNA 和质粒,以产生相同的黏性末
端,然后用DNA 连接酶进行连接。基因表达载体中的标记基因可用于目的基因的筛选和鉴定。
(3)农杆菌容易侵染双子叶植物,其质粒中的T-DNA 可转移并插入到受体细胞DNA 中,将含有YCF1 基因
的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜,采用最多的方法是农杆菌转化法。考虑转基因技术的安全性,
采用不育株系作为实验材料,可避免目的基因在自然界中的扩散。
(4)根据分析可知,与野生型比,转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加,说明转基因植株
在Cd 污染的土壤中生长较好,即对Cd 具有更强的耐性;据图2 分析,转基因植株的茎、叶中Cd 含量高于
野生型,因此对转基因植株的茎、叶进行后续处理,可使转基因植株持续发挥富集Cd 的作用,对于缓解
土壤Cd 污染最为方便有效。
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(5)YCF1 特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上,可通过主动运输将Cd 离子运到液泡中,提高了细胞液
的浓度,有利于植株吸水,所以转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd 环境。相较于草本植物,杨树具
有发达的根系和高大的树冠,更适应污染矿区等不良环境,同时可充分吸收土壤中的Cd,木材也方便运输、
利用,作为Cd 污染土壤修复植物更具有优势。
【点睛】本题结合图示考查基因工程的相关知识,要求学生掌握基因工程的工具、步骤,难度适中,意在
考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,要求能运用所学知识解决生活中的一些实际问题,
或运用所学知识解释生活中的一些现象。
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