2023年高考生物母題題源解密（全國通用）專題11 基因工程及生物技術(shù)的安全性及倫理問題（解析版）

專題11基因工程及生物技術(shù)的安全性與倫理問題目錄：1.2023年真題展現(xiàn)考向一DNA的粗提取及鑒定的方法考向二DNA重組技術(shù)的基本工具及基因表達(dá)載體的構(gòu)建考向三基因工程在農(nóng)業(yè)、制藥及環(huán)境方面的應(yīng)用考向四PCR擴(kuò)增的原理與過程考向五基因工程安全性和倫理問題2.真題考查解讀3.近年真題對比考向一PCR擴(kuò)增的原理與過程考向二基因工程安全性和倫理問題考向三基因表達(dá)載體的構(gòu)建4.命題規(guī)律解密5.名校模擬探源6.易錯易混速記考向一DNA的粗提取及鑒定的方法1．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）“DNA粗提取與鑒定”實驗的基本過程是：裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯誤的是（

）A．裂解：使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)B．分離：可去除混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等C．沉淀：可反復(fù)多次以提高DNA的純度D．鑒定：加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍(lán)色【答案】D【解析】DNA粗提取和鑒定的原理：1、DNA的溶解性：DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同（DNA在0.14mol/L的氯化鈉中溶解度最低）；DNA不溶于酒精溶液，但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精。2、DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性不同。3、DNA的鑒定：在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色。A.裂解是加蒸餾水讓細(xì)胞吸水漲破，釋放出DNA等物質(zhì)，A正確；B.DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液，將溶液過濾，即可將混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等與DNA分離，B正確；C.DNA不溶于酒精，而某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可以反復(fù)多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA純度，C正確；D.將DNA溶解于NaCl，加入二苯胺試劑，沸水浴五分鐘，待冷卻后，能呈現(xiàn)藍(lán)色，D錯誤。故選D?？枷蚨﨑NA重組技術(shù)的基本工具及基因表達(dá)載體的構(gòu)建2．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）用氨芐青霉素抗性基因（AmpR）、四環(huán)素抗性基因（TetR）作為標(biāo)記基因構(gòu)建的質(zhì)粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質(zhì)粒，構(gòu)建基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒），并轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯誤的是（）

A．若用HindⅢ酶切，目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四環(huán)素）培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的基因C．若用SphⅠ酶切，可通過DNA凝膠電泳技術(shù)鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否D．若用SphⅠ酶切，攜帶目的基因的受體菌在含Amp（氨芐青霉素）和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落【答案】D【解析】圖中質(zhì)粒內(nèi)，氨芐青霉素抗性基因（AmpR）內(nèi)含有AcaI和PvuI的酶切位點，四環(huán)素抗性基因（TetR）內(nèi)含有HindIII、SphI和SalI的酶切位點。A.若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同，A正確。B.若用PvuⅠ酶切，重組質(zhì)粒和質(zhì)粒中都有四環(huán)素抗性基因（TetR），因此在含Tet（四環(huán)素）培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的基因，B正確；C.DNA凝膠電泳技術(shù)可以分離不同大小的DNA片段，重組質(zhì)粒的大小與質(zhì)粒不同，能夠鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否，C正確；D.SphⅠ的酶切位點位于四環(huán)素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重組質(zhì)粒中含氨芐青霉素抗性基因（AmpR），因此攜帶目的基因的受體菌在含Amp（氨芐青霉素）的培養(yǎng)基中能形成菌落，在含Tet的培養(yǎng)基中不能形成菌落，D錯誤。故選D。3．（2023·山西·統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)擬用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA連接酶為工具，將目的基因（兩端含相應(yīng)限制酶的識別序列和切割位點）和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割位點如圖所示。

下列重組表達(dá)載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是（

）A．質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA連接酶連接B．質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接C．質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接D．質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA連接酶連接【答案】C【解析】DNA連接酶：（1）根據(jù)酶的來源不同分為兩類：E.coliDNA連接酶、T4DNA連接酶。這二者都能連接黏性末端，此外T4DNA連接酶還可以連接平末端，但連接平末端時的效率比較低。（2）DNA連接酶連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。A.酶3切割后得到的是平末端，應(yīng)該用T4DNA連接酶連接，A錯誤；B.質(zhì)粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能連接，B錯誤；C.質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4DNA連接酶連接后，還能保證目的基因在質(zhì)粒上的連接方向，此重組表達(dá)載體的構(gòu)建方案最合理且高效，C正確；D.若用酶2和酶4切割質(zhì)粒和目的基因，會破壞質(zhì)粒上的抗生素抗性基因，連接形成的基因表達(dá)載體缺少標(biāo)記基因，無法進(jìn)行后續(xù)的篩選，D錯誤。故選C。4．（2023·山東·高考真題）科研人員構(gòu)建了可表達(dá)J-V5融合蛋白的重組質(zhì)粒并進(jìn)行了檢測，該質(zhì)粒的部分結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中V5編碼序列表達(dá)標(biāo)簽短肽V5。

（1）與圖甲中啟動子結(jié)合的酶是。除圖甲中標(biāo)出的結(jié)構(gòu)外，作為載體，質(zhì)粒還需具備的結(jié)構(gòu)有（答出2個結(jié)構(gòu)即可）。（2）構(gòu)建重組質(zhì)粒后，為了確定J基因連接到質(zhì)粒中且插入方向正確，需進(jìn)行PCR檢測，若僅用一對引物，應(yīng)選擇圖甲中的引物。已知J基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈位于b鏈，由此可知引物F1與圖甲中J基因的（填“a鏈”或“b鏈”）相應(yīng)部分的序列相同。（3）重組質(zhì)粒在受體細(xì)胞內(nèi)正確表達(dá)后，用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測相應(yīng)蛋白是否表達(dá)以及表達(dá)水平，結(jié)果如圖乙所示。其中，出現(xiàn)條帶1證明細(xì)胞內(nèi)表達(dá)了，條帶2所檢出的蛋白（填“是”或“不是”）由重組質(zhì)粒上的J基因表達(dá)的。【答案】(1)RNA聚合酶限制酶切割位點、標(biāo)記基因、復(fù)制原點等(2)F2和R1或F1與R2a鏈(3)J-V5融合蛋白不是【解析】基因工程的關(guān)鍵步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體，基因表達(dá)載體主要由啟動子、目的基因、標(biāo)記基因和終止子組成，其中標(biāo)記基因用于篩選重組DNA分子，可以是四環(huán)素、氨芐青霉素等抗性基因，也可以是熒光蛋白基因或產(chǎn)物能顯色的基因。（1）基因表達(dá)載體的構(gòu)建啟動子是為了啟動下游基因的“表達(dá)”，表達(dá)首先需要轉(zhuǎn)錄，因此RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位才是轉(zhuǎn)錄的起始。作為運載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點；②要有標(biāo)記基因（如抗性基因），以便于重組后重組子的篩選；③能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；④是安全的，對受體細(xì)胞無害，而且要易從供體細(xì)胞分離出來，圖中甲有啟動子和終止子等，因此質(zhì)粒還需具備的結(jié)構(gòu)有限制酶的切割位點、標(biāo)記基因、復(fù)制原點等。（2）據(jù)圖甲可知，引物F2與R1或F1與R2結(jié)合部位包含J基因的堿基序列，因此推測為了確定J基因連接到質(zhì)粒中且插入方向正確，進(jìn)行PCR檢測時，若僅用一對引物，應(yīng)選擇圖甲中的引物F2和R1或F1與R2。b是模板鏈，而根據(jù)圖上啟動子和終止子的位置可知轉(zhuǎn)錄方向是圖上從左向右，對應(yīng)的模板鏈方向應(yīng)該是3-5'，非模板鏈（也就是a鏈）是5'-3'；考慮到DNA復(fù)制的方向是子鏈的5-3'，引物基礎(chǔ)上延伸的方向肯定是5'-3'，所以引物結(jié)合的單鏈其方向是3'-5'；圖中F1是前引物，在左側(cè)，所以其配對的單鏈?zhǔn)?-5'的b鏈，故其序列應(yīng)該與a鏈相應(yīng)部分的序列相同。（3）據(jù)圖乙可知，用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測，均出現(xiàn)條帶1，說明條帶1是J-V5融合蛋白?？笿蛋白抗體檢測出現(xiàn)條帶2，抗V5抗體檢測不出現(xiàn)條帶2，說明條帶2所檢出的蛋白不是由重組質(zhì)粒上的J基因表達(dá)的。5．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）某病毒對動物養(yǎng)殖業(yè)危害十分嚴(yán)重。我國學(xué)者擬以該病毒外殼蛋白A為抗原來制備單克隆抗體，以期快速檢測該病毒，其主要技術(shù)路線如圖所示。回答下列問題：（1）與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合前，已免疫的脾細(xì)胞（含漿細(xì)胞）（填“需要”或“不需要”）通過原代培養(yǎng)擴(kuò)大細(xì)胞數(shù)量；添加脂溶性物質(zhì)PEG可促進(jìn)細(xì)胞融合，該過程中PEG對細(xì)胞膜的作用是。（2）在雜交瘤細(xì)胞篩選過程中，常使用特定的選擇培養(yǎng)基（如HAT培養(yǎng)基），該培養(yǎng)基對和生長具有抑制作用。（3）單克隆抗體篩選中，將抗體與該病毒外殼蛋白進(jìn)行雜交，其目的是。（4）構(gòu)建重組質(zhì)粒需要使用DNA連接酶。下列屬于DNA連接酶底物的是?！敬鸢浮?1)不需要使細(xì)胞接觸處的磷脂分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合(2)未融合的親本細(xì)胞融合的具有同種核的細(xì)胞（3）通過抗體檢測呈陽性來獲得分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞(4)④【解析】單克隆抗體制備流程：先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免疫反應(yīng)，之后從小鼠脾臟中獲取已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞；誘導(dǎo)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合，利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞；進(jìn)行抗體檢測，篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞；進(jìn)行克隆化培養(yǎng)，即用培養(yǎng)基培養(yǎng)和注入小鼠腹腔中培養(yǎng)；最后從培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取單克隆抗體。（1）漿細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，不能增殖，所以不需要通過原代培養(yǎng)擴(kuò)大細(xì)胞數(shù)量。脂溶性物質(zhì)PEG可使細(xì)胞接觸處的磷脂分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。（2）在雜交瘤細(xì)胞篩選過程中，用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在該培養(yǎng)基上，未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長。（3）單克隆抗體篩選中，將抗體與該病毒外殼蛋白進(jìn)行雜交，是運用了抗原－抗體雜交技術(shù)，抗體檢測呈陽性的細(xì)胞，即為所需的雜交瘤細(xì)胞。（4）DNA連接酶能連接DNA片段，脫氧核苷酸的磷酸基團(tuán)位于5'端，-OH位于3'端，①②③脫氧核苷酸鏈的兩端基團(tuán)有誤；DNA連接酶能催化合成磷酸二酯鍵，即將一條脫氧核苷酸5'端的磷酸基團(tuán)與另一條脫氧核苷酸鏈的3'端的-OH相連，④符合題意。故選④。6．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）GFP是水母體內(nèi)存在的能發(fā)綠色熒光的一種蛋白?？蒲腥藛T以GFP基因為材料，利用基因工程技術(shù)獲得了能發(fā)其他顏色熒光的蛋白，豐富了熒光蛋白的顏色種類?；卮鹣铝袉栴}。（1）構(gòu)建突變基因文庫，科研人員將GFP基因的不同突變基因分別插入載體，并轉(zhuǎn)入大腸桿菌制備出GFP基因的突變基因文庫。通常，基因文庫是指。（2）構(gòu)建目的基因表達(dá)載體?？蒲腥藛T從構(gòu)建的GFP突變基因文庫中提取目的基因（均為突變基因）構(gòu)建表達(dá)載體，其模式圖如下所示（箭頭為GFP突變基因的轉(zhuǎn)錄方向）。圖中①為；②為，其作用是；圖中氨芐青霉素抗性基因是一種標(biāo)記基因，其作用是。

（3）目的基因的表達(dá)?？蒲腥藛T將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光，有的發(fā)黃色熒光，有的不發(fā)熒光。請從密碼子特點的角度分析，發(fā)綠色熒光的可能原因是（答出1點即可）。（4）新蛋白與突變基因的關(guān)聯(lián)性分析。將上述發(fā)黃色熒光的大腸桿菌分離純化后，對其所含的GFP突變基因進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)其堿基序列與GFP基因的不同，將該GFP突變基因命名為YFP基因（黃色熒光蛋白基因）。若要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá)，實驗思路是?！敬鸢浮?1）將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因(2)終止子啟動子RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來（3）密碼子具有簡并性（4）將構(gòu)建好的表達(dá)載體（含有目的基因YFP基因）導(dǎo)入酵母菌中進(jìn)行表達(dá)【解析】有關(guān)密碼子，考生可從以下幾方面把握：①概念：密碼子是mRNA上相鄰的3個堿基。②種類：64種，其中有3種是終止密碼子，不編碼氨基酸。③特點：一種密碼子只能編碼一種氨基酸，但一種氨基酸可能由一種或多種密碼子編碼；密碼子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遺傳密碼。（1）將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。（2）一個基因表達(dá)載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子，終止子以及標(biāo)記基因等，且基因的轉(zhuǎn)錄方向為從啟動子到終止子，故圖中①為終止子，②為啟動子，啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，如抗生素基因就可以作為這種基因。（3）正常情況下，GFP突變基因應(yīng)該不發(fā)綠色熒光，而大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光，從密碼子特點的角度分析，原因是密碼子具有簡并性，即一種氨基酸可能由一種或多種密碼子決定。（4）基因工程研究中常用的真核表達(dá)系統(tǒng)有酵母表達(dá)系統(tǒng)、昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)和哺乳動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)。要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá)，可將構(gòu)建好的表達(dá)載體（含有目的基因YFP基因）導(dǎo)入酵母菌中進(jìn)行表達(dá)，如果酵母菌發(fā)出黃色熒光，說明YFP基因能在真核細(xì)胞中表達(dá)，反之則不能在真核細(xì)胞中表達(dá)。7．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）接種疫苗是預(yù)防傳染病的一項重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的傳播，降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術(shù)獲得的乙肝病毒表面抗原（一種病毒蛋白）?；卮鹣铝袉栴}。（1）接種上述重組乙肝疫苗不會在人體中產(chǎn)生乙肝病毒，原因是。（2）制備重組乙肝疫苗時，需要利用重組表達(dá)載體將乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）導(dǎo)入酵母細(xì)胞中表達(dá)。重組表達(dá)載體中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是。能識別載體中的啟動子并驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄的酶是。（3）目的基因?qū)虢湍讣?xì)胞后，若要檢測目的基因是否插入染色體中，需要從酵母細(xì)胞中提取進(jìn)行DNA分子雜交，DNA分子雜交時應(yīng)使用的探針是。（4）若要通過實驗檢測目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白，請簡要寫出實驗思路?！敬鸢浮?1）重組乙肝疫苗成分為蛋白質(zhì)，無法獨立在宿主體內(nèi)增殖(2)篩選RNA聚合酶(3)核染色體DNA被標(biāo)記的目的基因的單鏈DNA片段（4）通過使用相應(yīng)抗體，利用抗原－抗體雜交技術(shù)，檢測mRNA是否翻譯形成蛋白質(zhì)【解析】基因工程的操作步驟：（1）目的基因的獲??；方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成；（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟?；虮磉_(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等；（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法；（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因-DNA分子雜交技術(shù)②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA-分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原－抗體雜交技術(shù)；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。（1）重組乙肝疫苗的成分是乙肝病毒表面的一種病毒蛋白。蛋白質(zhì)注入人體后，無法完成病毒遺傳物質(zhì)的復(fù)制與蛋白質(zhì)的合成，無法獨立增殖。（2）抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因，用于轉(zhuǎn)化細(xì)胞的篩選。RNA聚合酶結(jié)合目的基因啟動子并驅(qū)動轉(zhuǎn)錄。（3）檢測的對象是目的基因是否插入染色體中，故提取酵母細(xì)胞染色體進(jìn)行目的基因鑒定?；蛱结樖且欢螏в袡z測標(biāo)記，且順序已知的，與目的基因互補的核酸序列。（4）要檢測出目的基因是否表達(dá)，除了需要檢測目的基因是否插入染色體外，還需要檢查目的基因是否轉(zhuǎn)錄與表達(dá)。檢測是否轉(zhuǎn)錄，用核酸分子雜交技術(shù)，檢測是否翻譯用抗原－抗體雜交技術(shù)。8．（2021·全國·高考真題）用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點如圖所示。回答下列問題：（1）常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。上圖中酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。（2）DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是。（3）DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能；質(zhì)粒DNA分子上有，便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因（如某種抗生素抗性基因），利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是。（4）表達(dá)載體含有啟動子，啟動子是指?！敬鸢浮縀coRI、PstIEcoRI、PstI、SmaI和EcoRV磷酸二酯鍵自我復(fù)制一至多個限制酶切位點用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程【解析】基因工程至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶、運載體。（1）限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來，而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA連接酶連接。（2）DNA連接酶將兩個DNA片段連接形成磷酸二酯鍵。（3）質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，常作為基因表達(dá)的載體，首先質(zhì)粒上含有復(fù)制原點，能保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒DNA分子上有一個至多個限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點，便于目的基因的導(dǎo)入。質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞。（4）啟動子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得需要的蛋白質(zhì)?？枷蛉蚬こ淘谵r(nóng)業(yè)、制藥及環(huán)境方面的應(yīng)用9．（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）根據(jù)下圖，正確的是（

）

A．子代動物遺傳性狀和受體動物完全一致B．過程1需要MII期去核卵母細(xì)胞C．過程2可以大幅改良動物性狀D．過程2為過程3提供了量產(chǎn)方式，過程3為過程1、2提供了改良性狀的方式【答案】D【解析】動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個胚胎最終發(fā)育為動物。A.子代動物的遺傳性狀與供體基本一致，但與受體無關(guān)，A錯誤；B.核移植過程中需要處于MII中期的去核卵母細(xì)胞，而過程1是培育試管動物，需要培育到適宜時期（桑葚胚或囊胚等時期）進(jìn)行胚胎移植，B錯誤；C.過程2得到的是克隆動物，是無性生殖的一種，不能大幅改良動物性狀，C錯誤；D.過程2克隆技術(shù)可得到大量同種個體，為過程3提供了量產(chǎn)方式；過程3是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，轉(zhuǎn)基因可導(dǎo)入外源優(yōu)良基因，為過程1、2提供了改良性狀的方式，D正確。故選D?？枷蛩腜CR擴(kuò)增的原理與過程10．（2021·全國·統(tǒng)考高考真題）PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測。為檢測病人是否感染了某種病原菌，醫(yī)生進(jìn)行了相關(guān)操作：①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果；②從病人組織樣本中提取DNA；③利用PCR擴(kuò)增DNA片段；④采集病人組織樣本?；卮鹣铝袉栴}：（1）若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是（用數(shù)字序號表示）。（2）操作③中使用的酶是。PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、三步，其中復(fù)性的結(jié)果是。（3）為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與特異性結(jié)合。（4）PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是指。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面?！敬鸢浮竣堍冖邰賂aq酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）延伸引物通過堿基互補配對與單鏈DNA結(jié)合病原菌的兩條單鏈DNA一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)【解析】PCR是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。通過這一技術(shù)，可以在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。（1）PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測，若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是④采集病人組織樣本→②從病人組織樣本中提取DNA→③利用PCR擴(kuò)增DNA片段→①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果。（2）在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似，操作③中使用的酶是Taq酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶），PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步，其中復(fù)性的結(jié)果是引物通過堿基互補配對與單鏈DNA結(jié)合。（3）DNA復(fù)制需要引物，為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與病原菌的兩條單鏈DNA特異性結(jié)合。（4）據(jù)分析可知，PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是指一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。11．（2021·北京·統(tǒng)考高考真題）新冠病毒（SARS-CoV-2）引起的疫情仍在一些國家和地區(qū)肆虐，接種疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多種，其中我國科學(xué)家已研發(fā)出的腺病毒載體重組新冠病毒疫苗（重組疫苗）是一種基因工程疫苗，其基本制備步驟是：將新冠病毒的S基因連接到位于載體上的腺病毒基因組DNA中，重組載體經(jīng)擴(kuò)增后轉(zhuǎn)入特定動物細(xì)胞，進(jìn)而獲得重組腺病毒并制成疫苗。（1）新冠病毒是RNA病毒，一般先通過得到cDNA，經(jīng)獲取S基因，酶切后再連接到載體。（2）重組疫苗中的S基因應(yīng)編碼________。A．病毒與細(xì)胞識別的蛋白 B．與病毒核酸結(jié)合的蛋白C．催化病毒核酸復(fù)制的酶 D．幫助病毒組裝的蛋白（3）為保證安全性，制備重組疫苗時刪除了腺病毒的某些基因，使其在人體中無法增殖，但重組疫苗仍然可以誘發(fā)人體產(chǎn)生針對新冠病毒的特異性免疫應(yīng)答。該疫苗發(fā)揮作用的過程是：接種疫苗→→→誘發(fā)特異性免疫反應(yīng)。（4）重組疫苗只需注射一針即可完成接種。數(shù)周后，接種者體內(nèi)仍然能檢測到重組腺病毒DNA，但其DNA不會整合到人的基因組中。請由此推測只需注射一針即可起到免疫保護(hù)作用的原因?！敬鸢浮?1)逆轉(zhuǎn)錄/反轉(zhuǎn)錄PCR擴(kuò)增(2)A(3)（重組腺病毒）進(jìn)入細(xì)胞表達(dá)抗原（4）重組腺病毒DNA在人體細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)抗原，反復(fù)刺激機體免疫系統(tǒng)?！窘馕觥恐亟M腺病毒疫苗必須具備的條件：能夠?qū)⑿鹿诓《究乖颍康幕颍氲绞荏w細(xì)胞；在受體細(xì)胞中表達(dá)出抗原蛋白；不會導(dǎo)致疾病發(fā)生。（1）新冠病毒是RNA病毒，其遺傳物質(zhì)是RNA，若要得到與其對應(yīng)的cDNA，則要進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄。用cDNA擴(kuò)增出目的基因——S基因，需要利用PCR擴(kuò)增技術(shù)。（2）重組疫苗作為抗原需要被人體免疫系統(tǒng)識別，而重組疫苗中的S基因是從新冠病毒中提取的，所以重組疫苗中的S基因應(yīng)編碼病毒與細(xì)胞都能識別的蛋白，A正確，BCD錯誤。故選A。（3）重組疫苗對人體來說屬于外來異物，即抗原，故人體接種疫苗后，重組腺病毒進(jìn)入人體細(xì)胞，其在人體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出抗原，引發(fā)機體產(chǎn)生特異性免疫——細(xì)胞免疫和體液免疫，因此該疫苗發(fā)揮作用的過程是：接種疫苗→（重組腺病毒）進(jìn)入細(xì)胞→表達(dá)抗原→誘發(fā)特異性免疫反應(yīng)。（4）接種疫苗后，由于長時間內(nèi)接種者體內(nèi)仍能檢測到重組腺病毒DNA，而DNA會不斷表達(dá)出S蛋白，S蛋白作為抗原刺激機體，故機體會反復(fù)針對抗原產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答。12．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用?；卮鹣铝袉栴}。（1）新冠病毒是一種RNA病毒，檢測新冠病毒RNA（核酸檢測）可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過程需要的酶是，再通過PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測結(jié)果判斷被檢測者是否感染新冠病毒。（2）為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性，在設(shè)計PCR引物時必須依據(jù)新冠病毒RNA中的來進(jìn)行。PCR過程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是。（3）某人同時進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測（檢測體內(nèi)是否有新冠病毒抗體），若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明（答出1種情況即可）；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明。（4）常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S（具有抗原性）的編碼序列（目的基因）。為了制備蛋白疫苗，可以通過基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S?；蚬こ痰幕静僮髁鞒淌??！敬鸢浮?1）逆轉(zhuǎn)錄酶/反轉(zhuǎn)錄酶(2)特異性核苷酸序列退火/復(fù)性(3)曾感染新冠病毒，已康復(fù)已感染新冠病毒，是患者（4）獲取S蛋白基因→構(gòu)建S蛋白基因與運載體的表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定（檢測受體能否產(chǎn)生S蛋白）【解析】PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)；過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開）；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈。（1）分析題意可知，新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA到DNA的過程屬于逆轉(zhuǎn)錄過程，逆轉(zhuǎn)錄過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶（反轉(zhuǎn)錄酶）。（2）PCR過程需要加入引物，設(shè)計引物時應(yīng)有一段已知目的基因的核苷酸序列，在該過程中為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性，在設(shè)計PCR引物時必須依據(jù)新冠病毒RNA中的特異性核苷酸序列來進(jìn)行；PCR過程每次循環(huán)分為3步，分別為變性（90-95℃）、復(fù)性（55-60℃）、延伸（70-75℃），故其中溫度最低的一步是復(fù)性（或退火）。（3）某人同時進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測，若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明該個體曾經(jīng)感染過新冠病毒，機體發(fā)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體，將病毒消滅，則核酸檢測為陰性，但由于抗體有一定的時效性，能在體內(nèi)存在一段時間，故抗體檢測為陽性；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明該個體體內(nèi)仍含有病毒的核酸，機體仍進(jìn)行特異性免疫過程，能產(chǎn)生抗體，則說明該人已經(jīng)感染新冠病毒，為患者。（4）基因工程的基本操作流程是：獲取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心）→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定，結(jié)合題意，本基因工程的目的是獲得大量的S蛋白，故具體流程為：獲取S蛋白基因→構(gòu)建S蛋白基因與運載體的表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定（檢測受體能否產(chǎn)生S蛋白）?？枷蛭寤蚬こ贪踩院蛡惱韱栴}13．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）以哺乳動物為研究對象的生物技術(shù)已取得了長足的進(jìn)步。對生物技術(shù)應(yīng)用于人類，在安全與倫理方面有不同的觀點，下列敘述正確的是（

）A．試管嬰兒技術(shù)應(yīng)全面禁止B．治療性克隆不需要監(jiān)控和審查C．生殖性克隆不存在倫理道德方面的風(fēng)險D．我國不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗【答案】D【解析】生殖性克隆是指通過克隆技術(shù)產(chǎn)生獨立生存的新個體。治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定的細(xì)胞、組織和器官，用它們來修復(fù)或替代受損的細(xì)胞、組織和器官，從而達(dá)到治療疾病的目的。兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。A.我國政府一再重申四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗，但治療性克隆可在有效監(jiān)控和嚴(yán)格審查下實施，A錯誤；B.我國政府同樣重視治療性克隆所涉及的倫理問題，主張對治療性克隆進(jìn)行有效監(jiān)控和嚴(yán)格審查，B錯誤；C.生殖性克隆人沖擊了現(xiàn)有的一些有關(guān)婚姻、家庭和兩性關(guān)系的倫理道德觀念，C錯誤；D.我國政府一再重申四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗，D正確。故選D?！久}意圖】考查學(xué)生對生物技術(shù)和工程的認(rèn)識和理解，本專題設(shè)計的實驗可以使學(xué)生了解基本原理或獲得基本知識，本章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容較抽象，學(xué)生應(yīng)運用各方面機會注重實踐。主要考察學(xué)生的生命觀念和在基因工程中的科學(xué)探究能力及社會責(zé)任，在專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實的基礎(chǔ)上運用知識解決問題?！究疾橐c】考查DNA的粗提取及鑒定的方法、DNA重組技術(shù)的基本工具及基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因工程在農(nóng)業(yè)、制藥及環(huán)境方面的應(yīng)用、PCR擴(kuò)增的原理與過程、基因工程安全性和倫理問題，主要考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握的熟練程度?！菊n標(biāo)鏈接】概念5基因工程賦予生物新的遺傳特性5.1基因工程是一種重組DNA技術(shù)5.2蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸概念6生物技術(shù)在造福人類社會的同時也可能會帶來安全與論題的問題考向一PCR擴(kuò)增的原理與過程14．（2022·遼寧·統(tǒng)考高考真題）抗蟲和耐除草劑玉米雙抗12-5是我國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因品種。為給監(jiān)管轉(zhuǎn)基因生物安全提供依據(jù)，采用PCR方法進(jìn)行目的基因監(jiān)測，反應(yīng)程序如圖所示。下列敘述正確的是（

）A．預(yù)變性過程可促進(jìn)模板DNA邊解旋邊復(fù)制B．后延伸過程可使目的基因的擴(kuò)增更加充分C．延伸過程無需引物參與即可完成半保留復(fù)制D．轉(zhuǎn)基因品種經(jīng)檢測含有目的基因后即可上市【答案】B【解析】PCR過程為：①變性，當(dāng)溫度上升到90℃以上時，氫鍵斷裂，雙鏈DNA解旋為單鏈；②復(fù)性，當(dāng)溫度降低到50℃左右時，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合；③延伸，溫度上升到72℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。A.預(yù)變性是使模板DNA充分變性，A錯誤；B.后延伸過程后延伸是為了讓引物延伸完全并讓單鏈產(chǎn)物完全退火形成雙鏈結(jié)構(gòu)，可使目的基因的擴(kuò)增更加充分，B正確；C.延伸過程需引物參與，C錯誤；D.轉(zhuǎn)基因品種不只需要檢測是否含有目的基因，還要檢測是否表達(dá)，還有安全性問題，D錯誤；故選B?？枷蚨蚬こ贪踩院蛡惱韱栴}15．（2021·北京·統(tǒng)考高考真題）社會上流傳著一些與生物有關(guān)的說法，有些有一定的科學(xué)依據(jù)，有些違反生物學(xué)原理。以下說法中有科學(xué)依據(jù)的是（）A．長時間燉煮會破壞食物中的一些維生素B．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能殺死害蟲就一定對人有毒C．消毒液能殺菌，可用來清除人體內(nèi)新冠病毒D．如果孩子的血型和父母都不一樣，肯定不是親生的【答案】A【解析】血型分為四種，即A，B，AB，O。血型是指紅細(xì)胞上所含的抗原不同而言，紅細(xì)胞上只含A抗原的稱A型，含有B抗原的稱B型，既有A抗原又有B抗原的稱為AB型，既沒有A抗原也沒有B抗原的稱為O型。ABO血型受ABO三種基因控制，A基因控制A抗原產(chǎn)生，B基因控制B抗原產(chǎn)生，O基因控制不產(chǎn)生A和B兩種抗原，而基因都是成對存在，控制ABO血型的基因可有六種不同組合，即AA，AO，BB，BO，AB，OO，而每個人只有其中一對。A.維生素會受到高溫破壞，加熱、光照、長時間儲存等都會造成維生素的流失和分解，A正確；B.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對非靶標(biāo)生物無毒性，B錯誤；C.消毒液只能殺死表面的病毒細(xì)菌，但無法清除體內(nèi)的病毒，C錯誤；D.如果孩子的血型和父母都不一樣，也可能是親生的，如A型血和B型血的父母也可以生出O型血的孩子，D錯誤。故選A?？枷蛉虮磉_(dá)載體的構(gòu)建16．（2021·重慶·高考真題）為了研究PDCD4基因?qū)π∈笞訉m內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞凋亡的影響，進(jìn)行了相關(guān)實驗。（1）取小鼠子宮時，為避免細(xì)菌污染，手術(shù)器具應(yīng)進(jìn)行處理；子宮取出剪碎后，用處理一定時間，可獲得分散的子宮內(nèi)膜組織細(xì)胞，再分離獲得基質(zhì)細(xì)胞用于培養(yǎng)。（2）培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)有（填寫兩種）；培養(yǎng)箱中CO2濃度為5%，其主要作用是。（3）在含PDCD4基因的表達(dá)載體中，啟動子的作用是。為了證明PDCD4基因?qū)|(zhì)細(xì)胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表達(dá)載體和基質(zhì)細(xì)胞的混合培養(yǎng)為實驗組，還應(yīng)設(shè)立兩個對照組，分別為。經(jīng)檢測，實驗組中PDCD4表達(dá)水平和細(xì)胞凋亡率顯著高于對照組，說明該基因?qū)|(zhì)細(xì)胞凋亡具有（填“抑制”或“促進(jìn)”）作用?！敬鸢浮?1)滅菌胰蛋白酶或膠原蛋白酶(2)無機鹽、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生長因子、血清或血漿（填寫兩種即可）維持培養(yǎng)液的pH值(3)RNA聚合酶的識別和結(jié)合位點，驅(qū)動轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA基質(zhì)細(xì)胞懸浮液、空載體和基質(zhì)細(xì)胞的混合培養(yǎng)液促進(jìn)【解析】1、構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代并表達(dá)和發(fā)揮作用?；虮磉_(dá)載體的組成：復(fù)制原點+目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因。2、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件：（1）無菌、無毒的環(huán)境：①消毒、滅菌；②添加一定量的抗生素；③定期更換培養(yǎng)液，以清除代謝廢物。（2）營養(yǎng)物質(zhì)：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等，還需加入血清、血漿等天然物質(zhì)。（3）溫度和pH：36.5℃±0.5℃；適宜的pH：7.2～7.4。（4）氣體環(huán)境：95%空氣（細(xì)胞代謝必需的）和5%的CO2（維持培養(yǎng)液的pH）。（1）為避免細(xì)菌污染，手術(shù)器具應(yīng)進(jìn)行滅菌處理；動物組織取出剪碎后，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一定時間，可獲得分散的動物組織細(xì)胞。（2）動物細(xì)胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)有無機鹽、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生長因子、血清或血漿等；培養(yǎng)箱中為95%的空氣和5%的CO2，其中5%的CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH值。（3）啟動子是RNA聚合酶的識別和結(jié)合位點，驅(qū)動轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA。為了證明PDCD4基因?qū)|(zhì)細(xì)胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表達(dá)載體和基質(zhì)細(xì)胞的混合培養(yǎng)為實驗組，還應(yīng)設(shè)立兩個對照組，分別為基質(zhì)細(xì)胞懸浮液（空白對照）、空載體和基質(zhì)細(xì)胞的混合培養(yǎng)液（排除空載體的作用）。經(jīng)檢測，實驗組中PDCD4表達(dá)水平和細(xì)胞凋亡率顯著高于對照組，說明該基因?qū)|(zhì)細(xì)胞凋亡具有促進(jìn)作用。分析近三年的高考試題，可以發(fā)現(xiàn)高考試題均考查基因中的技術(shù)和方法的應(yīng)用。如2023年主要考察DNA的粗提取及鑒定的方法、DNA重組技術(shù)的基本工具及基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因工程在農(nóng)業(yè)、制藥及環(huán)境方面的應(yīng)用、PCR擴(kuò)增的原理與過程、基因工程安全性和倫理問題。如2022年主要考察基因表達(dá)載體的構(gòu)建。如2021年主要考察基因表達(dá)載體的構(gòu)建、PCR擴(kuò)增的原理和過程。2024年高考主要通過日常生活或社會熱點話題中與工程有關(guān)話題為情境，學(xué)生通過現(xiàn)有證據(jù)進(jìn)行分析的科學(xué)思維，運用合適的原理解決問題，并就工程的安全與論題問題表明自己的觀點，培養(yǎng)社會責(zé)任感。17．（2023·湖北·模擬預(yù)測）關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法錯誤的是（

）A．過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解B．離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C．在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)【答案】B【解析】DNA的粗提取與鑒定的實驗原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的氯化鈉溶液中的溶解度不同，利用這一特點可以選擇適當(dāng)濃度的鹽溶液可以將DNA溶解或析出，從而達(dá)到分離的目的；②DNA不溶于酒精溶液，細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)可以溶解于酒精，利用這一原理可以將蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)一步分離；③在沸水浴的條件下DNA遇二苯胺會呈現(xiàn)藍(lán)色。A.低溫時DNA酶的活性較低，過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解，A正確；B.離心研磨液是為了使細(xì)胞碎片沉淀，B錯誤；C.在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色，C正確；D.細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)可以溶解于酒精，可能有蛋白質(zhì)不溶于酒精，在95%的冷酒精中與DNA一塊兒析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)，D正確。故選B。18．（2023·山東濟(jì)南·一模）為了獲得抗蚜蟲棉花新品種，研究人員將雪花蓮凝集素基因（GNA）和尾穗莧凝集素基因（ACA）與載體（pBI121）結(jié)合，然后導(dǎo)入棉花細(xì)胞。下列操作與實驗?zāi)康牟环氖牵ǎ〢．用限制酶BsaBI和DNA連接酶處理兩種基因可獲得GNA-ACA融合基因B．與只用KpnI相比，KpnI和XhoI處理融合基因和載體可保證基因轉(zhuǎn)錄方向正確C．將棉花細(xì)胞接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上可篩選出轉(zhuǎn)基因細(xì)胞D．用PCR技術(shù)可檢測GNA和ACA基因是否導(dǎo)入棉花細(xì)胞中【答案】C【解析】1、基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段，將不同來源的基因按預(yù)先設(shè)計的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導(dǎo)入活細(xì)胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品?；蚬こ碳夹g(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段。2、基因工程的基本操作程序：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測和表達(dá)。A.雪花蓮凝集素基因（GNA）和尾穗莧凝集素基因（ACA）均有BsaBI酶切位點，所以用限制酶BsaBI和DNA連接酶處理兩種基因可獲得GNA-ACA融合基因，A不符合題意；B.圖中質(zhì)粒與ACA-GNA上都含有KpnⅠ和XhoⅠ的酶切位點，與只用KpnI相比，KpnI和XhoⅠ處理融合基因和載體可保證基因轉(zhuǎn)錄方向正確，B不符合題意；C.由于重組質(zhì)粒含有卡那霉素的抗性基因，故將棉花細(xì)胞接種在含卡那霉素的培養(yǎng)基上可篩選出轉(zhuǎn)基因細(xì)胞，C符合題意；D.根據(jù)GNA-ACA融合基因的兩端序列設(shè)計合適的引物，可以利用PCR技術(shù)檢測GNA和ACA基因是否導(dǎo)入棉花細(xì)胞中，D不符合題意。故選C。19．（2023·廣東·一模）為使玉米獲得抗除草劑性狀，科研人員進(jìn)行了相關(guān)操作（如圖所示）。含有內(nèi)含子的報告基因不能在原核生物中正確表達(dá)，其正確表達(dá)產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色。轉(zhuǎn)化過程中愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌，會導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化的愈傷組織可能在含除草劑的培養(yǎng)基中生長。下列敘述錯誤的是A．T-DNA可將基因G轉(zhuǎn)移并整合到愈傷組織細(xì)胞的染色體DNA上B．利用物質(zhì)K和抗生素進(jìn)行篩選1，可獲得農(nóng)桿菌的藍(lán)色菌落C．利用物質(zhì)K和除草劑進(jìn)行篩選2，更易于獲得抗除草劑的轉(zhuǎn)基因植株D．愈傷組織重新分化為芽、根等器官的過程中，需要添加植物激素【答案】B【解析】1、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的具體過程：（1）利用土壤的Ti質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體，即將目的基因整合到土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上。（2）將整合了目的基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)。（3）利用土壤農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，該過程實際上是將含有目的基因的土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒導(dǎo)入植物細(xì)胞內(nèi)。（4）含有目的基因的土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒進(jìn)入植物細(xì)胞后，可以把自己的一段基因整合到細(xì)胞核中的染色體上，這段基因中包含了目的基因。2、原理：農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點，如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因整合到植物細(xì)胞中染色體的DNA上。3、農(nóng)桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對單子葉植物沒有感染力；Ti質(zhì)粒的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體上。4、轉(zhuǎn)化：目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→目的基因整合到植物細(xì)胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。A.農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點，將目的基因（基因G）插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因（基因G）整合到愈傷組織細(xì)胞的染色體DNA上，A正確；B.農(nóng)桿菌屬于原核生物，含有內(nèi)含子的報告基因不能在原核生物中正確表達(dá)，故不會出現(xiàn)農(nóng)桿菌的藍(lán)色菌落，B錯誤；C.根據(jù)題意可知，報告基因的產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色，而愈傷組織表面殘留的農(nóng)桿菌會導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化的愈傷組織能在含除草劑的培養(yǎng)基中生長，因此利用物質(zhì)K和除草劑進(jìn)行篩選2，更易于獲得抗除草劑的轉(zhuǎn)基因植株，C正確；D.愈傷組織重新分化為芽、根等器官的過程中，需要添加植物激素，如生長素和細(xì)胞分裂素，D正確。故選B。20．（2023·北京·模擬預(yù)測）為利用鏈霉菌生產(chǎn)藥物A，研究者構(gòu)建重組DNA并導(dǎo)入鏈霉菌。重組DNA含啟動子P、藥物A基因和Neo基因（卡那霉素抗性基因）。培養(yǎng)和篩選過程如下圖所示。下列敘述不正確的是（

）A．導(dǎo)入成功的鏈霉菌細(xì)胞內(nèi)可能發(fā)生基因重組B．誘變處理使培養(yǎng)液中的鏈霉菌產(chǎn)生不同突變C．卡那霉素抗性強弱可反映藥物A基因的表達(dá)量D．生產(chǎn)藥物A最適合選用培養(yǎng)基b上的菌株【答案】D【解析】基因工程的原理是基因重組，基因工程的基本操作程序為：目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，目的基因的檢測與鑒定。A.重組DNA含啟動子P、藥物A基因和Neo基因（卡那霉素抗性基因），導(dǎo)入受體細(xì)胞中，目的基因會插入到受體細(xì)胞的基因組中，發(fā)生的可遺傳變異類型為基因重組，A正確；B.誘變處理所依據(jù)的原理是基因突變，基因突變是不定向的，所以誘變處理使培養(yǎng)液中的鏈霉菌產(chǎn)生不同突變，B正確；C.藥物A基因和Neo基因（卡那霉素抗性基因）共用一個啟動子，二者共表達(dá)，所以卡那霉素抗性強弱可反映藥物A基因的表達(dá)量，C正確；D.誘變處理后將菌液稀釋后涂布，在含不同濃度卡那霉素的培養(yǎng)基上各接種等量同一稀釋度的培養(yǎng)液，應(yīng)該選擇含卡那霉素濃度最高的培養(yǎng)基上所長出的菌落，其生產(chǎn)藥物A的能力也較強，D錯誤。故選D。21．（2023·浙江·模擬預(yù)測）生物安全是指與生物有關(guān)的各種因素對社會、經(jīng)濟(jì)、人類健康以及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在風(fēng)險。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．消除生物武器威脅、防止生物武器擴(kuò)散是生物安全防控的重要方面B．由于技術(shù)問題，生殖性克隆可能孕育出有嚴(yán)重生理缺陷的克隆動物C．為避免可能產(chǎn)生的基因歧視，基因檢測機構(gòu)不能隨意泄露基因檢測的結(jié)果D．從外來入侵害蟲的原產(chǎn)地引入天敵進(jìn)行治理，不會對入侵地造成生態(tài)影響【答案】D【解析】生物安全在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，指遺傳修飾生物（如轉(zhuǎn)基因作物）對人體及生態(tài)系統(tǒng)造成的安全性問題；在生態(tài)領(lǐng)域中，指外來有害生物的引進(jìn)和擴(kuò)散，對人類生產(chǎn)和健康造成不利影響的各種傳染病、害蟲、真菌、細(xì)菌、線蟲、病毒和雜草等。除此之外，生物安全還包括生物遺傳資源流失、實驗室生物安全、微生物耐藥性、生物恐怖襲擊等。生物安全是人的健康、動植物健康、生態(tài)環(huán)境健康三者安全統(tǒng)一的概念。A.在生物恐怖威脅不斷上升、全球傳染病疫情頻發(fā)的情況下，消除生物武器威脅、防止生物武器擴(kuò)散是生物安全防控的重要方面，A正確；B.由于克隆技術(shù)尚不成熟，現(xiàn)在做克隆人很可能孕育出有嚴(yán)重生理缺陷的孩子。理由是重構(gòu)胚胎成功率低，移植入母體子宮后胚胎著床率低、流產(chǎn)率高、胎兒畸形率高，出生后死亡率高等，正常的個體極少，B正確；C.為了盡力規(guī)避基因診斷的風(fēng)險，避免可能產(chǎn)生的基因歧視，基因檢測機構(gòu)不能隨意泄露基因檢測的結(jié)果，C正確；D.從外來入侵害蟲的原產(chǎn)地引入天敵進(jìn)行治理，由于短期內(nèi)天敵沒有資源和空間等的限制，可能會對入侵地造成生態(tài)影響，D錯誤。故選D。22．（2023·浙江·模擬預(yù)測）實驗人員將一段外源DNA片段（包含約850個基因）與絲狀支原體（一種原核生物）的DNA進(jìn)行重組后，植入大腸桿菌，制造出一種“新的生命”。該生物能夠正常生長、繁殖。下列有關(guān)該技術(shù)應(yīng)用的敘述中，錯誤的是（）A．該技術(shù)可以制造某些微生物，用于生產(chǎn)藥品、制造染料、降解有毒物質(zhì)等B．由于存在生殖隔離，因此人造生命進(jìn)入自然界并不會破壞生物多樣性C．人造生命擴(kuò)散到自然界，有可能造成環(huán)境安全性問題D．此項技術(shù)可能被用來制造生物武器，從而危及人類安全【答案】B【解析】根據(jù)題中“將一段外源DNA片段（包含約850個基因）與絲狀支原體（一種原核生物）的DNA進(jìn)行重組后，植入大腸桿菌”，屬于基因工程，原理是基因重組。A.通過導(dǎo)入不同的目的基因，可用于生產(chǎn)藥品、制造染料、降解有毒物質(zhì)，A正確；B.“新的生命”是一個新的物種，由于其沒有天敵，進(jìn)入自然界后，會破壞生物的多樣性，B錯誤；C.人造生命擴(kuò)散到自然界，競爭能力強，因此能成為“入侵的外來物種”，有可能造成環(huán)境安全性問題，C正確；D.利用基因工程技術(shù)，在一些不致病的微生物體內(nèi)插入制備基因，或在一些致病的細(xì)菌或者病毒中插入能對抗普通疫苗或藥物的基因，就會培育出新的致病微生物或新的抗藥性增強的致病微生物，這些微生物可制成生物武器，D正確。故選B。23．（2023·浙江杭州·浙江省杭州第二中學(xué)校聯(lián)考二模）生物技術(shù)安全性和倫理問題是社會關(guān)注的熱點。下列敘述錯誤的是（）A．鼓勵發(fā)展基因編輯技術(shù)來設(shè)計試管嬰兒解決不孕問題B．我國在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器C．克隆技術(shù)還不成熟，與社會倫理有嚴(yán)重沖突，應(yīng)禁止生殖性克隆人D．應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì)【答案】A【解析】1、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題：食物安全（滯后效應(yīng)、過敏源、營養(yǎng)成分改變）、生物安全（對生物多樣性的影響）、環(huán)境安全（對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響）。2、克隆技術(shù)：（1）治療性克?。褐咐每寺〖夹g(shù)產(chǎn)生特定細(xì)胞和組織（皮膚、神經(jīng)或肌肉等）用于治療性移植。（2）生殖性克?。褐笇⒖寺〖夹g(shù)用于生育目的，即用于產(chǎn)生人類個體。（3）中國政府的態(tài)度：禁止生殖性克隆人，堅持四不原則（不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗），不反對治療性克隆人。3、生物武器的傳播是把這些病原體直接或者通過食物、生活必需品等散布到敵方，可以對軍隊和平民造成大規(guī)模殺傷后果。A.基因編輯技術(shù)存在安全風(fēng)險，有人濫用設(shè)計試管嬰兒技術(shù)選擇性設(shè)計嬰兒，A錯誤；B.中國政府在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，B正確；C.克隆技術(shù)還不成熟，與社會倫理有嚴(yán)重沖突，應(yīng)禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆人，C正確；D.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì)威脅人類安全健康，D正確。故選A?！军c睛】本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的概念、原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題。24．（2023·江蘇·一模）科研人員通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出超量表達(dá)P蛋白的轉(zhuǎn)基因甜玉米。在超量表達(dá)P基因載體的構(gòu)建中，含P基因的DNA片段以及Ti質(zhì)粒的酶切位點如下圖所示，其中強啟動子能驅(qū)動基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄