1、细胞工程、基因工程及生物技术的安全性与伦理问题(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.为获得抗病的马铃薯,人们往往采用转基因技术将相关抗病基因转移到马铃薯体内,其过程大致如下图所示。下列相关叙述正确的是()A.过程涉及三种工具酶,目的基因插入的位置为T-DNA所在的区段B.将目的基因导入植物细胞常用的方法还有花粉管通道法C.过程所用培养基中应添加两种激素,添加顺序对细胞的分化方向无影响D.可通过抗原抗体杂交技术检测相关抗病基因是否在受体细胞内转录2.下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径。下列叙述正确的是()A.
2、该途径依据的原理是植物细胞具有全能性B.过程需控制好培养基中植物激素的比例C.经过程细胞的形态和结构未发生变化D.过程需使用固体培养基,有利于细胞增殖3.科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,下列相关叙述错误的是()A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B.卵母细胞除从活体输卵管中采集外,还可以从已屠宰的雌羊卵巢中获取C.从输卵管中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精D.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性4.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,右上图中a、b、c表示现代生物工程技术,表示其结果。下列说法正确的是()A.若a是核移植技术,反映了动物细胞
3、也具有全能性B.若c是胚胎分割技术,中个体的基因型和表型一定相同C.中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物D.若b是体外受精技术,则为良种家畜快速大量繁殖提供了可能5.下图表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙述错误的是()A.甲、乙、丙都属于黏性末端B.甲、乙片段可形成重组DNA分子,但甲、丙不能C.DNA连接酶的作用位点在图乙中的b处D.切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子6.下列关于蛋白质工程的叙述,错误的是()A.蛋白质工程的基础是基因工程B.蛋白质工程遵循的原理包括中心法则C.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改
4、变分子的结构D.蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子7.为了增加菊花花色的类型,研究者从其他植物中筛选出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是()图1图2A.用限制酶 EcoR和DNA连接酶构建重组质粒B.用含基因C的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将基因C导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞D.用分子杂交方法检测基因C是否整合到了菊花染色体DNA上8.研究人员将猴胚胎细胞(a)中的细胞核取出,移植入一雌猴的去核卵母细胞(b)中,得到重构胚(c),经培养获得胚胎并移植到另一雌猴(d)体内进一步发育,获得克隆猴
5、(e)。下列叙述正确的是()A.e的细胞内的全部基因都来自a,b不提供基因B.c经一系列增殖和分化形成e的过程中,细胞核起控制作用C.d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件D.e的形成过程中没经过受精作用,其体细胞中无同源染色体9.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述,正确的是()A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应D.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更高10.下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程,下列有关叙述错误的是()A.图中给实验小鼠注射的甲是抗原B.利
6、用聚乙二醇融合法、灭活病毒诱导法和电融合法等方法均可诱导细胞融合获得乙C.用特定的选择培养基对乙进行筛选,融合细胞均能生长,未融合细胞均不能生长D.丙需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁11.下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是()A.卵裂期胚胎中细胞的相对表面积不断减小B.供体超数排卵过程需要注射有关激素,目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂C.在胚胎移植前,进行性别鉴定,应取内细胞团的细胞D.胚胎干细胞比体细胞的全能性高12.下图表示利用二倍体小鼠所做的实验。下列分析合理的是()A.过程中细胞数目和有机物总量在不断增加B.图中囊胚的细胞基因型都相同C
7、.代孕母鼠需进行同期发情处理D.嵌合体幼鼠是四倍体13.下图表示胚胎分割的过程。下列说法正确的是()A.应选择形态正常、发育良好的囊胚或原肠胚进行分割B.分割针分割胚胎后,和部分的大小应基本相等C.为了获得更多的胚胎,分割胚胎时产生的份数越多越好D.对胚胎进行分割后得到的个体性别不同14.为研究培养基成分对马铃薯叶肉原生质体培养的影响,科学家配制了如下表所示的2种培养基,开展了有关实验,其他培养条件相同且适宜,实验结果如下图所示。下列有关叙述错误的是()组别培养基培养天数/d甲MS培养基(含蔗糖、有机酸、无机盐、琼脂)7乙纤维二糖+MS培养基(同上)7A.本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶
8、片B.培养基中还需要添加适当比例的生长素和细胞分裂素C.制备原生质体前需用湿热灭菌法对酶解液进行处理D.添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长15.下图为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是AA和BB。据图判断,下列叙述正确的是()A.经过程获得的a、b称为原生质层B.c细胞只有AABB这一种类型C.过程和分别是分化和再分化D.获得的植物d因为有同源染色体所以可育二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)16.下列有关“DN
9、A的粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是()A.菠菜和哺乳动物成熟的红细胞均可作为提取DNA的材料B.用二苯胺试剂鉴定DNA时,需用酒精灯直接加热试管C.根据DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精的原理可初步分离DNA与蛋白质D.加入酒精溶液后,用玻璃棒快速搅拌滤液会使DNA的获得量增加17.限制酶Mun和限制酶EcoR的识别序列及其切割位点分别是CAATTG和GAATTC。下图表示某一目的基因片段与质粒拼接形成重组质粒的过程,下列相关叙述错误的是()A.用限制酶EcoR切割目的基因,同时用限制酶Mun切割质粒B.两种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基不可以互补配对C.限制酶能使特定部位的两个核苷
10、酸之间的磷酸二酯键断开D.将重组质粒同时用两种限制酶切割则会形成两种DNA片段18.下图为研究人员从HIV感染自愈者体内获取相应免疫细胞,与骨髓瘤细胞结合,制备抗HIV单克隆抗体的过程示意图。下列有关叙述正确的是()A.HIV自愈者免疫细胞为B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合前需扩大培养B.图中乙和丙都只含杂交瘤细胞,过程为克隆化培养和抗体检测C.HIV专一侵染T细胞的原因是T细胞表面有识别HIV抗原的受体D.抗HIV的单克隆抗体在临床上最广泛的用途是可作HIV的诊断试剂19.下图为利用胚胎干细胞进行治疗性克隆的基本过程,下列相关叙述正确的是()A.正常情况下,中去核的卵母细胞为处于M期的卵母细胞B
11、.在构建的重组细胞发育的过程中,细胞开始分化发生在桑葚胚期C.利用胚胎干细胞发展而来的治疗性克隆需要严格监督D.从结构与功能相适应的角度分析,胚胎干细胞分裂能力强,细胞核小20.现代生物技术在造福人类的同时,也可能引起一系列的安全性和伦理问题。下列说法正确的有()A.为了减少转基因技术对人类的危害,在转基因技术的研究过程中,应大胆创新,慎重推广B.生物武器就是具有生命体征又有杀伤性的武器C.我国主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查D.“设计试管婴儿”与普通试管婴儿的最大区别是移植前需要进行遗传诊断三、非选择题(本题共5小题,共55分)21.(11分)大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载
12、体,某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中,如果没有插入外源基因,LacZ基因便可表达出-半乳糖苷酶,当培养基中含有IPTG和Xgal时,Xgal便会被-半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落,反之,则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。回答下列问题。(1)已获得的目的基因可利用技术进行扩增。(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中,需要DNA连接酶恢复键。(3)将试管中的物质和大肠杆菌共同置于试管的目的是;大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,目的是 。(4)将试管中的菌液接种于选择培养基上培养,培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质,如和生长因子,还应加入
13、IPTG、Xgal以及氨苄青霉素,其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出。(5)若观察到培养基上出现色菌落,则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因,则不利于重组质粒的筛选,原因是 。22.(9分)下图所示是利用生物学技术制备抗体的两个途径模式简图,请回答下列问题。(1)过程得到的Y细胞称为。(2)过程需要酶,过程将其导入植物细胞中常用的方法为与。(3)若抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同,两者的空间结构是否相同?。请说明理由。 。(4)如果想用棉花生产该种抗体,则过程的受体细胞通常选用,经过筛选后再侵染棉花体细胞,转化成功后通过技术获得能产生抗体的转基因棉
14、花植株。23.(12分)植物组织培养的过程如下图所示。请回答下列问题。(1)B、C过程是通过细胞的实现的。(2)胚状体根据其来源不同,可以分为“体细胞胚”和“花粉胚”。用花药离体培养可获得“花粉胚”,同种植物的花粉胚与体细胞胚在染色体数目上的主要区别是 。在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株,其根本原因是每个细胞都含有,这一过程体现了。(3)快速繁殖培育脱毒草莓时,一般选取茎尖或根尖作为外植体,其依据是。24.(12分)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如下图所示。回答下列问题。(1)
15、步骤中需要使用的工具酶有。步骤和所代表的操作分别是和。步骤称为。(2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的(答出2点即可)的限制。(3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息(填“相同”或“不同”),原因是。(4)从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有(答出2点即可)。25.(11分)试管婴儿技术能解决部分人的生育问题。请回答下列问题。(1)培育试管婴儿时,从受精卵到原肠胚需依次经历哪些时期?。(2)一对夫妻,不孕妻子是色盲患者,而丈夫正常。为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移
16、植前需要进行,目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞,提取DNA进行扩增,用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)制成的探针进行检测。未出现与SRY特异性探针结合的杂交链,胚胎性别为。在基因工程的操作过程中,也会用到PCR技术。(3)下图是治疗性克隆时获取病人胚胎干细胞的两种方法,其中方法一用到了显微注射技术,在基因工程中将目的基因导入细胞,不会选择显微注射法;方法二中细胞间融合运用的生物学原理是。答案：1.B过程涉及两种工具酶(限制酶和DNA连接酶),A项错误。植物组织培养所用激素的先后使用顺序及其浓度、比例都
17、会影响细胞的发育方向,C项错误。可通过PCR技术检测相关基因是否在受体细胞内转录,而抗原抗体杂交技术检测的是目的基因是否翻译产生了蛋白质,D项错误。2.B细胞全能性以细胞发育成各种类型的细胞或完整个体为标志,而图中并没有形成各种类型的细胞或完整植物体,A项错误。过程是脱分化,而决定植物脱分化和再分化的关键因素是培养基中植物激素的浓度和比例,因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例,B项正确。过程是脱分化,经该过程细胞的形态和结构发生了变化,成为不定形的薄壁组织团块,即愈伤组织,C项错误。过程需使用液体培养基,有利于细胞增殖,D项错误。3.A用促性腺激素促进雌性个体超数排卵,而不是雌激素,A项错
18、误。采集卵母细胞的方法有用促性腺激素处理母畜,然后从输卵管中冲取卵子;从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,B项正确。从输卵管中采集的卵母细胞,可直接与获能的精子在体外受精,C项正确。同种生物的精子和卵细胞一般可以互相识别,发生融合,D项正确。4.D若a是体细胞核移植技术,则反映了动物体细胞的细胞核具有全能性,A项错误。胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同,但表型不一定完全相同,因为表型还受环境的影响,B项错误。中作为供体的动物品种可以是珍稀的或存量少的雌性动物,而受体只要有健康的体质和正常的繁殖能力即可,不需要是珍稀或存量少的雌性动物,C项错误。若b是体
19、外受精技术,则为试管动物,这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能,D项正确。5.C由题图可知,甲、乙、丙都属于黏性末端,A项正确。甲、乙的黏性末端相同,因此可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子,但甲、丙的黏性末端不同,它们之间不能形成重组DNA分子,B项正确。DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键,C项错误。切割甲的限制酶的识别序列为GAATTCCTTAAG,而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为GAATTGCTTAAC,因此切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子,D项正确。6.C蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基
20、因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,故蛋白质工程的基础是基因工程,A项正确。蛋白质工程遵循的原理包括中心法则,B项正确。蛋白质工程是通过改造或合成基因来实现对蛋白质分子的改造,C项错误。蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子,D项正确。7.C由题图可知,在目的基因的两端、载体的启动子和终止子之间都有限制酶EcoR的切割位点,因此可以用限制酶EcoR切割目的基因和载体,之后再用DNA连接酶连接形成基因表达载体,A项不符合题意。将目的基因导入植物细胞,常用农杆菌转化法,可以将目的基因C导入农杆菌的Ti质粒的T-DNA中,之后再用含基因C的农杆菌侵染
21、菊花愈伤组织,将基因C导入菊花细胞,B项不符合题意。图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因,应该在培养基中添加潮霉素以筛选被转化的菊花细胞,C项符合题意。要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,可采用 DNA分子杂交技术,D项不符合题意。8.B由题意可知,e的细胞内的细胞核基因来自a,细胞质基因来自b,A项错误。遗传物质主要存在于细胞核中,重构胚c经一系列增殖和分化形成e的过程中,细胞核起控制作用,B项正确。d为胚胎发育提供适宜条件,但不提供遗传物质,C项错误。e的细胞核来源于a,胚胎细胞含有同源染色体,D项错误。9.A对良种母牛注射促性腺激素可使其超数排卵,A项正确。胚胎移植时的胚胎
22、应处于桑葚胚或囊胚期,B项错误。受体对供体胚胎一般不会发生排斥反应,不需要使用免疫抑制剂,C项错误。胚胎分割时,同卵双胎的成功率高于同卵多胎,D项错误。10.C选择培养基只能让特定的符合条件的细胞存活下来,在制备单克隆抗体过程中的选择培养基上,只有杂交瘤细胞才能够存活。11.D卵裂期胚胎中细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,因此此时细胞的体积变小,其相对表面积增大,A项错误。供体超数排卵过程注射有关激素(促性腺激素),目的是获得更多的卵子,但所获得的卵子还未完成减数分裂,B项错误。在胚胎移植前,进行性别鉴定,应取滋养层细胞,C项错误。12.C卵裂期胚胎中细胞数目不断增加,但有机物总量在不
23、断减少,A项不符合题意。题图中囊胚的细胞来自两种小鼠,故其细胞基因型不相同,B项不符合题意。嵌合体幼鼠细胞中染色体并未加倍,仍是二倍体,D项不符合题意。13.B在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,A项错误。在分割胚胎时,要注意将内细胞团均等分割,和部分的大小应基本相等,B项正确。胚胎分割份数越多,胚胎的成活率越低,生产上最多的是二等份分割,C项错误。由于分割的胚胎来自同一受精卵,所以分割后得到的个体性别相同,D项错误。14.C本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片,A项正确。在植物组织培养过程需要加入植物激素,生长素与细胞分裂素用量的比值低时,有利于芽的分化,反之则利于
24、根的分化,B项正确。用湿热灭菌法对酶解液进行处理,会导致酶变性失活,使实验失败,C项错误。由题图可知,在培养基中加入纤维二糖后细胞的出芽率明显降低,细胞的分裂率明显升高,所以添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长,D项正确。15.D经过程获得的a、b称为原生质体,A项错误。融合的细胞(仅考虑细胞的两两融合)有AAAA、BBBB、AABB三种,B项错误。过程和分别是脱分化和再分化,C项错误。16.ABD哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,不含DNA,A项错误。用二苯胺试剂鉴定DNA时,需水浴加热,不能用酒精灯直接加热,B项错误。加入酒精溶液后,用玻璃棒沿一个方向搅拌的目的是
25、卷起DNA丝状物,快速搅拌不会使DNA获得量增加,还有可能导致丝状DNA断裂,D项错误。17.BD由题图可知,目的基因两侧都是限制酶EcoR的切割位点,因此应选用限制酶EcoR切割含有目的基因的外源DNA分子;质粒中含有限制酶Mun和限制酶EcoR的切割位点,但EcoR的切割位点位于标记基因中,用其切割会破坏标记基因,因此为保证重组质粒表达载体的准确构建,应选用限制酶Mun切割质粒,A项正确。题图中两种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基可以互补配对,B项错误。限制酶的作用是使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,C项正确。将重组质粒同时用两种限制酶切割会形成三种DNA片段,D项错误。18.B
26、CDHIV自愈者免疫细胞为B淋巴细胞,B淋巴细胞为高度分化的细胞,不能再分裂,与骨髓瘤细胞融合前不需要扩大培养,二者融合经筛选后的杂交瘤细胞需要扩大培养,A项错误。骨髓瘤细胞与HIV自愈者的B淋巴细胞融合后经第一次筛选获得杂交瘤细胞(乙),乙再经第二次筛选获得既能迅速增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(丙),方法为克隆化培养和抗体检测,B项正确。HIV病毒侵入人体后,专一性地攻击T细胞,因为只有T细胞表面有识别HIV病毒的受体,C项正确。抗HIV的单克隆抗体在临床上最广泛的用途是可作HIV的诊断试剂,D项正确。19.C动物体细胞核移植技术目前广泛采用处于M期的卵母细胞作受体细胞,A项错误。胚胎
27、发育的囊胚期出现细胞分化,B项错误。利用胚胎干细胞发展而来的治疗性克隆也会带来伦理问题,因此需要有效监控和严格审查,C项正确。胚胎干细胞分裂能力强,细胞核大,D项错误。20.ACD生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等,可以是有致病性的生物体本身,也可以是生物产生的有毒、有害的化学物质。21.答案:(1)PCR(2)磷酸二酯(3)进行转化使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(4)碳源、氮源、无机盐、水导入pUC18质粒的大肠杆菌(5)白无论大肠杆菌中是否导入重组质粒,均会呈现蓝色菌落22.答案:(1)杂交瘤细胞(2)逆转录花粉管通道法农杆菌转化法(3)不同抗体2的形成
28、没有经过内质网和高尔基体的加工,抗体1的形成经过了内质网和高尔基体的加工(4)农杆菌植物组织培养解析:由题图可知,图中是动物细胞融合,是动物细胞培养,是分离提取mRNA,是逆转录形成目的基因,是构建重组质粒,是将目的基因导入大肠杆菌。(1)过程将经免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到Y细胞,即杂交瘤细胞。(2)过程是逆转录形成目的基因,过程是将目的基因导入受体细胞的过程,导入植物细胞中常用的方法为花粉管通道法和农杆菌转化法。(3)抗体2的形成没有经过内质网和高尔基体的加工,抗体1的形成经过了内质网和高尔基体的加工,所以若抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同,两者的空间结构不同。(4)如果想用棉花
29、生产该种抗体,则利用农杆菌转化法,即过程的受体细胞通常选用农杆菌,经过筛选后再侵染棉花体细胞,转化成功后通过植物组织培养技术获得能产生抗体的转基因棉花植株。23.答案:(1)分裂和分化(2)花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半本物种的全套遗传信息植物细胞具有全能性(3)茎尖或根尖的病毒极少,甚至无病毒24.答案:(1)限制性内切核酸酶、DNA连接酶显微注射体外培养胚胎移植(2)性别、年龄(3)相同两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵(4)体外受精、胚胎移植解析:(1)题图中步骤是构建基因表达载体,构建基因表达载体需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶。将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。体外受精形成的受精卵需在体外培养至早期胚胎,才能进行胚胎移植。(2)乳腺生物反应器只能是雌性动物,且受年龄(发育时期)限制,而膀胱生物反应器不受性别、年龄等的限制。(3)同一动物个体的乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞是由同一个受精卵通过细胞分裂、分化而来的,所以这两种细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。(4)胚胎工程所用到的主要技术有体外受精、胚胎分割和胚胎移植等。25.答案:(1)卵裂期桑葚胚期囊胚期(2)性别鉴定滋养层女性目的基因的检测和鉴定(3)微生物或植物细胞膜具有流动性