2022高考生物人教版一轮课时练：43　生物技术的安全性和伦理问题　生态工程 WORD版含解析.docx

1、课时规范练43生物技术的安全性和伦理问题生态工程1.(2020山东枣庄、临沂模拟)Cre/loxP重组酶系统是对转基因受体细胞DNA上的特定序列进行定点切割和重新连接,从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。其原理是重组酶Cre能识别loxP位点(特定的DNA序列),并使loxP位点间的基因序列被重组或删除。受此启发,科学家在检测抗虫基因成功导入烟草细胞后,尝试用Cre/loxP重组酶系统删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因,其技术过程如图2(其中表示启动子)。(1)通过基因改造获得抗虫烟草过程中,为大量获得抗虫基因,可选择图1中引物(用图中罗马数字表示)组合进行PCR扩增;扩

2、增时,为确保抗虫基因和表达载体充分连接,常在基因上、下游引物的端添加不同的限制酶切位点,其目的是。(2)loxP是一种含34个碱基对的小型DNA片段,由一个不对称的间隔区和两个反向重复序列组成。Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键,类似于基因工程中的酶,从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒的原理是。(3)通常用法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞,经检测导入成功后,抗除草剂基因即失去用途,继续留在烟草体内可能会引发的生物环境安全问题是。(4)经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开,得到图2右侧的两个环状DNA分子。由于,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养

3、过程中消失。2.2020年1月6日,中国疾控中心分离出第一株新冠病毒;1月7日完成对该病毒的全部基因组测序;1月24日首个针对新冠病毒的核酸检测试剂盒通过审核,为新冠肺炎的诊断提供了有力的保障。新冠病毒是一种单股正链RNA病毒,外面包裹着衣壳蛋白和囊膜,囊膜上存在刺突蛋白,能特异性识别细胞膜上的ACE2受体从而感染细胞。新冠病毒进入细胞后,首先以正链RNA为模板翻译出RNA聚合酶,然后在该酶的作用下合成负链RNA,再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA或结构蛋白mRNA。(1)核酸检测多数采用实时荧光RT-PCR法。由于新冠病毒的遗传物质为RNA,在进行PCR之前,应该将样本中的病毒RNA提

4、取出来,在酶的作用下合成互补的DNA单链(该过程称为RT)。PCR过程需要加入引物,原因是。2020年1月24日,中国疾控中心公布了针对新冠病毒核酸不同序列设计的引物,其中针对衣壳蛋白基因的一段引物为GGGGAACTTCTCCTGCTAGAAT,能否依据此序列设计出另一段引物的序列?,理由是。与传统PCR相比,荧光RT-PCR过程中加入了荧光探针,可通过荧光信号对PCR进程实时检测,PCR产物越多,荧光越强。如果待测样本中没有检测出荧光,初步断定样本中(填“含有”或“不含有”)新冠病毒。(2)由于核酸检测比较费时费力,现已开发出多款针对新冠病毒的抗原或抗体检测试剂盒,可在更短时间内得出检测结果

5、。假如你是一名科研人员,现提供新冠病毒刺突蛋白基因、能产生专一针对新冠病毒抗体的B细胞及其他相关的生物学材料,请运用现代生物技术,设计一款能够快速大规模生产、针对新冠病毒抗原或抗体检测的试剂盒,简要写出生产试剂盒的设计思路(只写出针对抗原或抗体检测的一种方案即可)。(3)在对新冠病毒检测的过程中,偶尔会出现核酸检测阳性而抗体检测阴性的现象,假如这两种试剂盒的质量及检测方法都没有问题,试从免疫角度分析造成这种现象可能的原因。(4)2020年2月15日,法维拉韦正式获得国家药监局批准上市,成为我国第一个针对新冠肺炎具有潜在疗效的药物,该药物能够专一抑制新冠病毒RNA聚合酶,由于人体细胞内也存在RN

6、A聚合酶,有人担心该药物的安全性,请分析他的担心有无道理?,理由是。3.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和伦理问题,回答以下有关问题。(1)关于转基因生物安全性问题的争论主要集中在安全、安全和环境安全三个方面。(2)生物武器包括、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止性克隆,但不反对性克隆。(4)设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行。(5)对于“基因身份证”,反对者认为:通过基因检测确定和治疗遗传病,目前困难重重,而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现的风险,因此没有必要进行基因检测。4.(2020

7、安徽马鞍山模拟)马鞍山南山铁矿的凹山采矿场是华东第一大露天矿坑。2017年底闭坑,停止开采。这个功勋矿区将华丽转身成为生态乐园,生态修复的总体方案正在规划设计中。请回答下列问题。(1)实施生态工程时,需要考虑到矿工安置、市政建设、产业转型等问题,遵循生态工程的原理。在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,遵循了生态工程的原理。(2)废矿区的锌、铜等金属离子含量较高,一般植物无法正常生长。为降低锌的含量,科研人员将酵母菌的锌转运子(ZAT)基因导入到拟南芥中,增强了拟南芥对锌的耐受性和吸收能力,这说明基因工程实现了。拟南芥为双子叶植物,将重组质粒导入其细胞中常用的方法是

8、。(3)生态乐园的建设需要引入一些景观植物,其中重瓣榆叶梅是一种观赏价值较高的园林树种,但由于其雌蕊退化,一般很难用种子繁殖。科研人员用微型繁殖技术可在短时间内获得大量苗木。微型繁殖技术的原理是,接种前需要对外植体消毒、对培养基灭菌的原因是(答出两点即可)。外植体通过过程形成胚状体或丛芽,诱导出试管苗,然后将试管苗移栽到大田,再培养成正常植株。5.中华鲟濒临灭绝,利用中华鲟生态养殖池人工繁殖中华鲟鱼苗的原理如下:鲟鱼产生的氨态氮,被植物吸收;植物释放的氧气在封闭的车间里形成“氧吧”,供鲟鱼生存;投放一些能取食鲟鱼粪便的花鲢;以石头作载体繁育微生物,调节水中酸碱度。据此回答下列问题。(1)中华鲟

9、生态养殖池不用换水,每天只需补充一点蒸发水,池底干干净净,所有生物正常生存,说明生态池具有能力。(2)花鲢主要吃轮虫、桡足类等浮游动物,也以浮游植物等作为食物,花鲢作为该生态系统的成分属于。(3)以下是该生态池中碳元素的转化途径,请用箭头和文字补充完整。(4)刺激中华鲟每年都从海洋洄游到长江产卵的外界因素有水温、盐度等,这类信息类型属于。建立中华鲟生态养殖基地,提供和改善中华鲟的生存环境,从而提高中华鲟种群的,从生态学角度讲,是为了保护。6.绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。如图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案。回答下列问题。(1)列出该生态系统中的三种分解者的名

10、称:、。(2)从资源与环境的角度来看,途径优于途径的主要原因是和。(3)进行过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是。(4)每一位市民都应该积极参与过程,具体做法是。课时规范练43生物技术的安全性和伦理问题生态工程1.答案:(1)、5减少DNA自连,使抗虫基因能定向插入表达载体(2)限制基因重组(3)农杆菌转化抗除草剂基因可能转移到杂草中,造成基因污染(4)质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子解析:(1)PCR技术扩增目的基因过程中,引物与模板链的3端结合,子链从5端开始延伸,故要扩增抗虫基因应选择图1中引物、;为保证抗虫基因和表达载体的充分连接,PCR扩增时,应在基因上、下游引物的5端分

11、别添加相应的酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制酶酶切位点,主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连。(2)Cre酶能特异性地识别反向重复序列并在特定位置切开磷酸二酯键,其功能类似于基因工程中的限制酶(限制性核酸内切酶);从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒相当于实现了基因间的重组,原理是基因重组。(3)将重组质粒导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法;抗除草剂基因属于外源基因,若继续留在烟草体内可能会转移到杂草中,造成基因污染。(4)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终合成所需蛋白质。据图可知,质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子(其中表示启

12、动子),故抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失。2.答案:(1)逆(反)转录DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3端延伸DNA链不能两段引物的碱基序列没有相关性(既不相同,也不互补;或其他合理答案)不含有(2)方案一(检测新冠病毒抗原):将产生专一针对新冠病毒抗体的B细胞与骨髓瘤细胞整合,获得大量的单克隆抗体,并做成检测试剂盒用来检测新冠病毒。方案二(检测新冠病毒抗体):将新冠病毒的刺突蛋白基因整合到载体上,利用基因工程获得大量的刺突蛋白,并做成检测试剂盒用来检测(血浆中)新冠病毒的抗体。(3)新冠病毒虽感染机体,但机体没来得及产生相应的抗体(或产生的抗体数量太少)(4)没有道理

13、因为新冠病毒的RNA聚合酶催化以RNA为模板的生理过程,而人体细胞内的RNA聚合酶催化以DNA为模板的生理过程,二者不是同一种酶,因此法维拉韦不会抑制人体细胞内RNA聚合酶的活性3.答案:(1)食物生物(2)致病菌病毒(3)生殖治疗(4)遗传学诊断(5)基因歧视解析:(1)转基因生物的安全性问题主要包括食物安全(滞后效应、新的过敏原、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆。(4)设计试管婴儿是指体外受精形

14、成的胚胎在植入母体孕育前,根据人们的需要,将胚胎的一个细胞取出,进行某些设计,当检测结果符合人们需要时,再把胚胎植入母体孕育,因此设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入母体前需要对胚胎进行遗传学诊断。(5)对于“基因身份证”,反对者认为:通过基因检测确定和治疗遗传病,目前困难重重,而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现基因歧视的风险,因此没有必要进行基因检测。4.答案:(1)整体性协调与平衡(2)克服远缘杂交不亲和的障碍(或不同物种间的基因交流或定向改变生物性状)农杆菌转化法(3)植物细胞的全能性微生物寄生于植物细胞中、微生物与植物细胞竞争营养、微生物释放有毒物质危害植物细胞脱分化

15、和再分化解析:(1)实施生态工程时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力,如需要考虑到矿工安置、市政建设、产业转型等问题,这是遵循生态工程的整体性原理的具体体现。在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,即处理好生物与环境的协调与平衡,这体现了生态工程的协调与平衡原理。(2)借助基因工程“将酵母菌的锌转运子(ZAT)基因导入到拟南芥中,增强了拟南芥对锌的耐受性和吸收能力”,这说明基因工程实现了定向改变生物的遗传性状(克服远缘杂交不亲和的障碍或不同物种间的基因交流)。拟南芥为双子叶植物,将重组质粒导入双子叶植物细胞中常用农杆菌转化

16、法。(3)微型繁殖技术是指快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,其原理是植物细胞的全能性。为了防止微生物寄生于植物细胞中、与植物细胞竞争营养、释放有毒物质危害植物细胞,接种前需要对外植体消毒、对培养基灭菌。外植体(离体的植物器官、组织或细胞)通过脱分化形成愈伤组织,再通过再分化过程形成胚状体或丛芽等。5.答案:(1)自我调节(2)消费者和分解者(3)如图所示(4)物理信息环境容纳量生物多样性解析:(1)中华鲟生态养殖池能进行自我净化,体现了生态系统的自我调节能力。(2)花鲢摄食浮游动物和浮游植物,在生态系统中属于消费者;花鲢还取食鲟鱼的粪便,属于分解者。(3)图中缺少了微生物的分解作用、浮游植物

17、的光合作用、花鲢摄取浮游植物和摄取鲟鱼的粪便等过程。(4)水温和盐度属于物理信息,改善中华鲟的生存环境的本质是提高中华鲟种群的环境容纳量,从而保护生物的多样性。6.答案:(1)蚯蚓苍蝇细菌(2)途径可以充分利用垃圾中的物质(或实现对物质的多级利用)减少环境污染(3)甲烷杆菌无以核膜为界限的细胞核(4)将生活垃圾分类包装解析:(1)分解者是以分解有机物质为生的异养微生物或动物。由图示可知,该生态系统中的三种分解者是蚯蚓、苍蝇、细菌。(2)途径可充分利用垃圾中的物质,即实现了物质的多级利用,减少了环境污染,明显优于途径。(3)甲烷杆菌为原核生物,而酵母菌为真核生物,甲烷杆菌无以核膜为界限的细胞核。(4)每一位市民都应该积极参与过程,将生活垃圾分类包装,以实现能量和物质的多级利用。