基因工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 2025年高考生物基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

第十一章生物技術(shù)與工程2025年高考地理專項(xiàng)復(fù)習(xí)第3節(jié)基因工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題目錄重組DNA技術(shù)的基本工具壹基因工程的基本操作程序及應(yīng)用貳DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定叁蛋白質(zhì)工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題肆生物技術(shù)與工程中的目的、原因及操作分析伍重組DNA技術(shù)的基本工具壹教材知識(shí)萃取

轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品分子水平重組DNA技術(shù)1.基因工程的概念2.基因工程的基本工具種類項(xiàng)目作用底物作用結(jié)果限制酶DNA分子切開磷酸二酯鍵,形成黏性末端或平末端DNA連接酶兩個(gè)DNA分子片段通過(guò)形成磷酸二酯鍵,進(jìn)而形成新的單鏈DNA分子DNA聚合酶DNA片段、脫氧核苷酸通過(guò)形成磷酸二酯鍵,進(jìn)而形成新的單鏈DNA分子DNA酶斷開磷酸二酯鍵,形成脫氧核苷酸解旋酶雙鏈DNA分子斷開堿基對(duì)間的氫鍵,形成單鏈DNA分子RNA聚合酶RNA片段、核糖核苷酸通過(guò)形成磷酸二酯鍵,進(jìn)而形成單鏈RNA分子DNA分子3.與DNA有關(guān)的幾種酶的比較深度思考1.原核生物中存在限制酶的意義是什么？提示

原核生物中限制酶的作用是切割外源DNA以保證自身安全，防止外來(lái)DNA的入侵。2.原核生物中限制酶為什么不切割自身的DNA?提示

原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已被修飾等。3.基因工程中的載體與細(xì)胞膜上的載體相同嗎？提示

不同?；蚬こ讨械妮d體通常是DNA，主要是攜帶外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞并在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA進(jìn)行同步復(fù)制；細(xì)胞膜上的載體一般為蛋白質(zhì)，主要是運(yùn)載要進(jìn)入細(xì)胞的特定物質(zhì)。4.天然質(zhì)粒一般不能直接用作基因工程載體的原因是什么？提示

只有具有能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因及對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害等特點(diǎn)的質(zhì)粒才可以直接用作基因工程的載體。實(shí)際上天然質(zhì)粒一般不完全具備上述條件，其往往需要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。1.[鏈接人教版選必3

P70從社會(huì)中來(lái)]我國(guó)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將抗環(huán)斑病毒基因?qū)敕竟希嘤鲛D(zhuǎn)基因抗病番木瓜。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)

B

教材素材變式2.[鏈接人教版選必3

P71圖3-3]如表列舉了幾種限制酶的識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)（箭頭表示相關(guān)酶的切割位點(diǎn)），如圖是酶切后產(chǎn)生的幾種末端。下列說(shuō)法正確的是(

)

限制酶識(shí)別序列C

脫氧核糖核酸

磷酸和脫氧核糖交替排列在外側(cè)

（2）將人的胰島素基因?qū)胭|(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，所需的酶是______________________________；基因表達(dá)載體應(yīng)具備的基本條件有________________________________________________（答2點(diǎn)）。

能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、具有啟動(dòng)子和終止子等

標(biāo)記基因

用于鑒定目的基因（或重組質(zhì)粒）是否導(dǎo)入受體細(xì)胞

基因工程的基本操作程序及應(yīng)用貳教材知識(shí)萃取1.基因工程的操作程序

2.利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因類型PCR體內(nèi)DNA復(fù)制時(shí)期人工控制，隨時(shí)進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂前的間期場(chǎng)所細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)解旋方式解旋酶催化酶耐高溫的DNA聚合酶解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶子鏈合成方式一條連續(xù)合成，另一條不連續(xù)合成結(jié)果擴(kuò)增DNA片段或基因合成整個(gè)DNA分子相同點(diǎn)PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的異同深度思考1.構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為什么一般選用兩種限制酶切割目的基因和載體？提示

因?yàn)橛貌煌南拗泼阜謩e處理目的基因和載體時(shí)，可以使目的基因兩側(cè)和載體上各自具有兩個(gè)不同的黏性末端，防止目的基因或載體發(fā)生自身環(huán)化。2.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”的原理是否相同？提示

相同，都是基因重組。3.在構(gòu)建質(zhì)粒載體時(shí)，目的基因的序列中能否含有用到的限制酶的識(shí)別序列，為什么？提示

不能，因?yàn)槟康幕虻男蛄兄腥艉杏玫降南拗泼傅淖R(shí)別序列，目的基因可能會(huì)被切斷。

5.復(fù)性時(shí)，引物與DNA模板的結(jié)合是隨機(jī)的，但兩條解開的DNA模板鏈結(jié)合的概率較低，其原因是什么？提示

①模板鏈一般較長(zhǎng)，比引物復(fù)雜得多，重新結(jié)合的概率低；②加入引物的量足夠多，而模板鏈較少，故引物和模板鏈結(jié)合的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)大于模板鏈間的。變式1

目的基因的篩選與獲取1.[鏈接人教版選必3

P77正文]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，獲取目的基因的方法也越來(lái)越多，下列不屬于獲取目的基因的方法是(

)

C

教材素材變式變式2

將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞2.[鏈接人教版選必3

P81正文、資料卡，P82正文]轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

D

歸納總結(jié)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)，根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。①將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；②將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法：顯微注射法；③將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法：感受態(tài)細(xì)胞法。3.[鏈接人教版選必3

P81正文]我國(guó)科學(xué)家在進(jìn)行抗蟲棉的培育過(guò)程中獨(dú)創(chuàng)了花粉管通道法，該方法有多種操作方式。如圖表示用花粉管通道法將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞的流程。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(

)

C

變式3

基因工程的應(yīng)用

B

5.[鏈接人教版選必3

P76、P82正文，P83到社會(huì)中去]我國(guó)是棉花的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。棉花在種植過(guò)程中，常常會(huì)受到一些害蟲的侵襲，其中以棉鈴蟲最為常見。大量施用農(nóng)藥殺蟲不僅會(huì)提高生產(chǎn)成本，還可能造成農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境污染。要是能培育出自身就能抵抗蟲害的棉花新品種，這一問(wèn)題就會(huì)迎刃而解，我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。下列關(guān)于培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的敘述正確的是(

)

B

（1）與圖甲中啟動(dòng)子結(jié)合的酶是____________。除圖甲中標(biāo)出的結(jié)構(gòu)外，

標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)

作為載體，質(zhì)粒還需具備的結(jié)構(gòu)有____________________（答出2個(gè)結(jié)構(gòu)即可）。

不是

（1）獲得轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草新品種過(guò)程中利用的生物技術(shù)有___________________________________________________（答出2項(xiàng)）等。

氨芐青霉素

（3）培育轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草新品種的核心工作是圖中過(guò)程____（填序號(hào)）。過(guò)程②③采用的方法是______________。①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法【解題思路】基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，即圖中過(guò)程①。過(guò)程②③采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。（4）過(guò)程⑤需要用到____________________等植物激素，在誘導(dǎo)愈傷組織分化成幼苗的過(guò)程中，這兩種植物激素的比例會(huì)發(fā)生變化，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素

誘導(dǎo)愈傷組織分化成幼苗的過(guò)程中，需要誘導(dǎo)生成根、芽等不同組織，而當(dāng)生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值大于1時(shí)有利于根的分化，當(dāng)生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值小于1時(shí)有利于芽的分化【解題思路】過(guò)程⑤是再分化，需要用到生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等。在誘導(dǎo)愈傷組織分化成幼苗的過(guò)程中，這兩種植物激素的比例會(huì)發(fā)生變化，這是因?yàn)檎T導(dǎo)愈傷組織分化成幼苗的過(guò)程中，需要誘導(dǎo)生成根、芽等不同組織，而當(dāng)生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值大于1時(shí)有利于根的分化，當(dāng)生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值小于1時(shí)有利于芽的分化。DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定叁教材實(shí)驗(yàn)攻略1.DNA的粗提取與鑒定2.DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定（1）原理（2）方法步驟深度思考1.能否選擇哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞作為DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)材料，為什么？提示

不能。因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核和線粒體等，不含DNA。2.DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)中，過(guò)濾時(shí)能否用濾紙代替紗布？提示

不可以，因?yàn)镈NA會(huì)被吸附到濾紙上而大量損失，影響最終提取的DNA量。變式1

DNA的粗提取與鑒定

D

教材實(shí)驗(yàn)變式

D

變式2

DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定

CD

D

蛋白質(zhì)工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題肆教材知識(shí)萃取1.基因工程的應(yīng)用2.蛋白質(zhì)工程項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別起點(diǎn)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能目的基因?qū)嵸|(zhì)基因重組結(jié)果生產(chǎn)自然界中沒(méi)有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程基因突變3.蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較深度思考1.用基因工程改造后的大腸桿菌生產(chǎn)的干擾素和人體產(chǎn)生的干擾素完全相同嗎？是否可以用改造后的酵母菌代替改造后的大腸桿菌呢？提示

不完全相同。因?yàn)楦蓴_素的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，而大腸桿菌是原核生物，沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細(xì)胞器，不能對(duì)翻譯出來(lái)的多肽鏈進(jìn)行加工（大腸桿菌產(chǎn)生的干擾素經(jīng)后續(xù)加工后，與人體產(chǎn)生的干擾素具有同樣的效果）。是。酵母菌是真核生物，理論上可以產(chǎn)生與人體相同的干擾素。2.已知基因工程可以改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，據(jù)此能否設(shè)計(jì)一個(gè)解決乳糖不耐受的方案？提示

將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M→乳糖酶→乳糖分解→乳汁中的乳糖含量大大降低，其他營(yíng)養(yǎng)成分不受影響，乳汁品質(zhì)改善。3.某些轉(zhuǎn)基因藥物只在雌性動(dòng)物的乳腺細(xì)胞表達(dá)的原因是什么？提示

將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起，通過(guò)顯微注射的方法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中，讓藥用蛋白基因只在乳腺細(xì)胞中選擇性表達(dá)。4.為什么蛋白質(zhì)工程的操作對(duì)象是基因而不是蛋白質(zhì)？提示

因?yàn)槿魏我环N天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，基因是遺傳信息結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，改造了基因就可以通過(guò)基因的信息傳遞進(jìn)而改造蛋白質(zhì)。如果直接對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，即使改造成功，被改造的蛋白質(zhì)也無(wú)法遺傳。變式1

生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題1.[鏈接浙科版選必3

P145正文，P146正文、活動(dòng)，2023浙江卷·1月]以哺乳動(dòng)物為研究對(duì)象的生物技術(shù)已獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。對(duì)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(diǎn)，下列敘述正確的是(

)

DA.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(xiǎn)D.我國(guó)不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)【解析】試管嬰兒屬于有性生殖，合理范圍內(nèi)，試管嬰兒技術(shù)是可以使用的，A錯(cuò)誤；治療性克隆要在嚴(yán)格監(jiān)管下進(jìn)行，B錯(cuò)誤；生殖性克隆會(huì)引起嚴(yán)重的道德、倫理、社會(huì)和法律問(wèn)題，C錯(cuò)誤。教材素材變式變式2

蛋白質(zhì)工程2.[鏈接人教版選必3

P94正文、圖3-17，2022湖南卷]水蛭是我國(guó)的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉?wèn)題:

多肽鏈

密碼子具有簡(jiǎn)并性（一種氨基酸對(duì)應(yīng)多個(gè)密碼子）

從基因文庫(kù)中獲取

化學(xué)方法合成

（3）將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如圖所示。推測(cè)兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的______（填“種類”或“含量”）有關(guān)，其活性不同的原因是____________________________________________________。種類不同肽鏈的氨基酸數(shù)目、排列順序不同導(dǎo)致功能出現(xiàn)差異【解題思路】由題圖可知，將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，水解產(chǎn)物中的肽含量差別不大，但抗凝血活性差別較大，推測(cè)兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關(guān)。不同肽的功能不同主要與氨基酸的數(shù)目、排列順序不同有關(guān)。（4）若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

取四支試管，分別加入等量的生理鹽水、蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素，再向四支試管中各加入等量的新鮮血液，觀察四支試管中血液的凝血情況生物技術(shù)與工程中的目的、原因及操作分析伍1.[鏈接人教版選必3

P18正文，選自2022河北卷]枯草芽孢桿菌為好氧微生物，液體培養(yǎng)時(shí)應(yīng)采用__________（填“靜置”或“搖床振蕩”）培養(yǎng)。培養(yǎng)過(guò)程中抽樣檢測(cè)活菌數(shù)量時(shí)，應(yīng)采用________________（填“稀釋涂布平板法”或“顯微鏡直接計(jì)數(shù)法”）,其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。搖床振蕩稀釋涂布平板法

用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)時(shí)，在培養(yǎng)基上看到的每一個(gè)菌落都來(lái)自樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，而用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般是死菌數(shù)和活菌數(shù)的總和長(zhǎng)句攻略本章中此類題目常圍繞某一技術(shù)或工程進(jìn)行考查，掌握相關(guān)原理是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。此外，在解決基因工程相關(guān)問(wèn)題時(shí)，注意融合分子生物學(xué)思維來(lái)分析作答。易錯(cuò)辨析統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的方法①顯微鏡直接計(jì)數(shù)法原理：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。②間接計(jì)數(shù)法（活菌計(jì)數(shù)法）原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。2.[鏈接人教版選必3

P44正文，選自2021湖南卷]在無(wú)菌、無(wú)毒等適宜環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)物A成纖維細(xì)胞的原代和傳代培養(yǎng)時(shí)，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是__________________________________________________________________________。

可以清除代謝產(chǎn)物，防止代謝產(chǎn)物累積對(duì)細(xì)胞自身造成傷害;給細(xì)胞提供足夠的營(yíng)養(yǎng)3.[鏈接人教版選必3

P52正文，選自2021湖南卷]與胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)相比，體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率更低，原因是______________________________________________________________________________________。動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性困難（或動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性容易）

作為標(biāo)記基因，篩選含有目的基因的受體細(xì)胞

終止轉(zhuǎn)錄，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)6.[鏈接人教版選必3

P81資料卡，選自2022河北卷]利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時(shí)，必須將目的基因插入到質(zhì)粒的_________上，此方法的不足之處是__________________________________________________________________。

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法適用于雙子葉植物和裸子植物，不適用于大多數(shù)單子葉植物

【解題思路】纖維素的分解需要纖維素酶的催化。（2）采用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，可以用淋洗液為原料制備培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中還需要加入氮源等營(yíng)養(yǎng)成分，氮源的主要作用是____________________________

（答出1點(diǎn)即可）。通常，可采用高壓蒸汽滅菌法對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌。在使用該方法時(shí)，為了達(dá)到良好的滅菌效果，需要注意的事項(xiàng)有_________________________