高考生物一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練43生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題生態(tài)工程含解析新人教版

一輪復(fù)習(xí)精品資料(高中)PAGE1-生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題生態(tài)工程1.(2020山東棗莊、臨沂模擬)Cre/loxP重組酶系統(tǒng)是對(duì)轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞DNA上的特定序列進(jìn)行定點(diǎn)切割和重新連接,從而在基因或染色體水平上對(duì)生物基因進(jìn)行遺傳改造的一種技術(shù)。其原理是重組酶Cre能識(shí)別loxP位點(diǎn)(特定的DNA序列),并使loxP位點(diǎn)間的基因序列被重組或刪除。受此啟發(fā),科學(xué)家在檢測(cè)抗蟲(chóng)基因成功導(dǎo)入煙草細(xì)胞后,嘗試用Cre/loxP重組酶系統(tǒng)刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因,其技術(shù)過(guò)程如圖2(其中表示啟動(dòng)子)。(1)通過(guò)基因改造獲得抗蟲(chóng)煙草過(guò)程中,為大量獲得抗蟲(chóng)基因,可選擇圖1中引物(用圖中羅馬數(shù)字表示)組合進(jìn)行PCR擴(kuò)增;擴(kuò)增時(shí),為確?？瓜x(chóng)基因和表達(dá)載體充分連接,常在基因上、下游引物的端添加不同的限制酶切位點(diǎn),其目的是。

(2)loxP是一種含34個(gè)堿基對(duì)的小型DNA片段,由一個(gè)不對(duì)稱的間隔區(qū)和兩個(gè)反向重復(fù)序列組成。Cre酶能特異性地識(shí)別反向重復(fù)序列并于特定位置切開(kāi)磷酸二酯鍵,類(lèi)似于基因工程中的酶,從遺傳學(xué)角度分析,Cre酶改變質(zhì)粒的原理是。

(3)通常用法把攜帶抗蟲(chóng)基因的重組質(zhì)粒甲導(dǎo)入煙草細(xì)胞,經(jīng)檢測(cè)導(dǎo)入成功后,抗除草劑基因即失去用途,繼續(xù)留在煙草體內(nèi)可能會(huì)引發(fā)的生物環(huán)境安全問(wèn)題是。

(4)經(jīng)Cre酶處理后,質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開(kāi),得到圖2右側(cè)的兩個(gè)環(huán)狀DNA分子。由于,抗除草劑基因不再表達(dá),之后會(huì)在培養(yǎng)過(guò)程中消失。

2.2020年1月6日,中國(guó)疾控中心分離出第一株新冠病毒;1月7日完成對(duì)該病毒的全部基因組測(cè)序;1月24日首個(gè)針對(duì)新冠病毒的核酸檢測(cè)試劑盒通過(guò)審核,為新冠肺炎的診斷提供了有力的保障。新冠病毒是一種單股正鏈RNA病毒,外面包裹著衣殼蛋白和囊膜,囊膜上存在刺突蛋白,能特異性識(shí)別細(xì)胞膜上的ACE2受體從而感染細(xì)胞。新冠病毒進(jìn)入細(xì)胞后,首先以正鏈RNA為模板翻譯出RNA聚合酶,然后在該酶的作用下合成負(fù)鏈RNA,再以負(fù)鏈RNA為模板合成大量的正鏈RNA或結(jié)構(gòu)蛋白mRNA。(1)核酸檢測(cè)多數(shù)采用實(shí)時(shí)熒光RT-PCR法。由于新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA,在進(jìn)行PCR之前,應(yīng)該將樣本中的病毒RNA提取出來(lái),在酶的作用下合成互補(bǔ)的DNA單鏈(該過(guò)程稱為RT)。PCR過(guò)程需要加入引物,原因是。2020年1月24日,中國(guó)疾控中心公布了針對(duì)新冠病毒核酸不同序列設(shè)計(jì)的引物,其中針對(duì)衣殼蛋白基因的一段引物Ⅰ為GGGGAACTTCTCCTGCTAGAAT,能否依據(jù)此序列設(shè)計(jì)出另一段引物Ⅱ的序列?,理由是。與傳統(tǒng)PCR相比,熒光RT-PCR過(guò)程中加入了熒光探針,可通過(guò)熒光信號(hào)對(duì)PCR進(jìn)程實(shí)時(shí)檢測(cè),PCR產(chǎn)物越多,熒光越強(qiáng)。如果待測(cè)樣本中沒(méi)有檢測(cè)出熒光,初步斷定樣本中(填“含有”或“不含有”)新冠病毒。

(2)由于核酸檢測(cè)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出多款針對(duì)新冠病毒的抗原或抗體檢測(cè)試劑盒,可在更短時(shí)間內(nèi)得出檢測(cè)結(jié)果。假如你是一名科研人員,現(xiàn)提供新冠病毒刺突蛋白基因、能產(chǎn)生專(zhuān)一針對(duì)新冠病毒抗體的B細(xì)胞及其他相關(guān)的生物學(xué)材料,請(qǐng)運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù),設(shè)計(jì)一款能夠快速大規(guī)模生產(chǎn)、針對(duì)新冠病毒抗原或抗體檢測(cè)的試劑盒,簡(jiǎn)要寫(xiě)出生產(chǎn)試劑盒的設(shè)計(jì)思路(只寫(xiě)出針對(duì)抗原或抗體檢測(cè)的一種方案即可)。(3)在對(duì)新冠病毒檢測(cè)的過(guò)程中,偶爾會(huì)出現(xiàn)核酸檢測(cè)陽(yáng)性而抗體檢測(cè)陰性的現(xiàn)象,假如這兩種試劑盒的質(zhì)量及檢測(cè)方法都沒(méi)有問(wèn)題,試從免疫角度分析造成這種現(xiàn)象可能的原因。。

(4)2020年2月15日,法維拉韋正式獲得國(guó)家藥監(jiān)局批準(zhǔn)上市,成為我國(guó)第一個(gè)針對(duì)新冠肺炎具有潛在療效的藥物,該藥物能夠?qū)Ｒ灰种菩鹿诓《綬NA聚合酶,由于人體細(xì)胞內(nèi)也存在RNA聚合酶,有人擔(dān)心該藥物的安全性,請(qǐng)分析他的擔(dān)心有無(wú)道理?,

理由是

。

3.現(xiàn)代生物技術(shù)在造福人類(lèi)的同時(shí),也可能引起一系列的安全和倫理問(wèn)題,回答以下有關(guān)問(wèn)題。(1)關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性問(wèn)題的爭(zhēng)論主要集中在安全、安全和環(huán)境安全三個(gè)方面。

(2)生物武器包括、、生化毒劑以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌等。

(3)我國(guó)對(duì)于“克隆人”這一技術(shù)總體上來(lái)說(shuō)是禁止性克隆,但不反對(duì)性克隆。

(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入前需要對(duì)胚胎進(jìn)行。

(5)對(duì)于“基因身份證”,反對(duì)者認(rèn)為:通過(guò)基因檢測(cè)確定和治療遺傳病,目前困難重重,而且存在個(gè)人基因資訊泄露造成社會(huì)生活中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),因此沒(méi)有必要進(jìn)行基因檢測(cè)。

4.(2020安徽馬鞍山模擬)馬鞍山南山鐵礦的凹山采礦場(chǎng)是華東第一大露天礦坑。2017年底閉坑,停止開(kāi)采。這個(gè)功勛礦區(qū)將華麗轉(zhuǎn)身成為生態(tài)樂(lè)園,生態(tài)修復(fù)的總體方案正在規(guī)劃設(shè)計(jì)中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)實(shí)施生態(tài)工程時(shí),需要考慮到礦工安置、市政建設(shè)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等問(wèn)題,遵循生態(tài)工程的原理。在應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)治理被重金屬污染的土壤時(shí),需選擇符合要求的植物,遵循了生態(tài)工程的原理。

(2)廢礦區(qū)的鋅、銅等金屬離子含量較高,一般植物無(wú)法正常生長(zhǎng)。為降低鋅的含量,科研人員將酵母菌的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)子(ZAT)基因?qū)氲綌M南芥中,增強(qiáng)了擬南芥對(duì)鋅的耐受性和吸收能力,這說(shuō)明基因工程實(shí)現(xiàn)了。擬南芥為雙子葉植物,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入其細(xì)胞中常用的方法是。

(3)生態(tài)樂(lè)園的建設(shè)需要引入一些景觀植物,其中重瓣榆葉梅是一種觀賞價(jià)值較高的園林樹(shù)種,但由于其雌蕊退化,一般很難用種子繁殖?？蒲腥藛T用微型繁殖技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)獲得大量苗木。微型繁殖技術(shù)的原理是,接種前需要對(duì)外植體消毒、對(duì)培養(yǎng)基滅菌的原因是(答出兩點(diǎn)即可)。外植體通過(guò)過(guò)程形成胚狀體或叢芽,誘導(dǎo)出試管苗,然后將試管苗移栽到大田,再培養(yǎng)成正常植株。

5.中華鱘瀕臨滅絕,利用中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池人工繁殖中華鱘魚(yú)苗的原理如下:鱘魚(yú)產(chǎn)生的氨態(tài)氮,被植物吸收;植物釋放的氧氣在封閉的車(chē)間里形成“氧吧”,供鱘魚(yú)生存;投放一些能取食鱘魚(yú)糞便的花鰱;以石頭作載體繁育微生物,調(diào)節(jié)水中酸堿度。據(jù)此回答下列問(wèn)題。(1)中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池不用換水,每天只需補(bǔ)充一點(diǎn)蒸發(fā)水,池底干干凈凈,所有生物正常生存,說(shuō)明生態(tài)池具有能力。

(2)花鰱主要吃輪蟲(chóng)、橈足類(lèi)等浮游動(dòng)物,也以浮游植物等作為食物,花鰱作為該生態(tài)系統(tǒng)的成分屬于。

(3)以下是該生態(tài)池中碳元素的轉(zhuǎn)化途徑,請(qǐng)用箭頭和文字補(bǔ)充完整。(4)刺激中華鱘每年都從海洋洄游到長(zhǎng)江產(chǎn)卵的外界因素有水溫、鹽度等,這類(lèi)信息類(lèi)型屬于。建立中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖基地,提供和改善中華鱘的生存環(huán)境,從而提高中華鱘種群的,從生態(tài)學(xué)角度講,是為了保護(hù)。

6.綠色城市的重要標(biāo)志之一是實(shí)現(xiàn)垃圾的“減量化、資源化和無(wú)害化”。如圖是垃圾資源化、無(wú)害化處理的一種方案?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)列出該生態(tài)系統(tǒng)中的三種分解者的名稱:、、。

(2)從資源與環(huán)境的角度來(lái)看,④⑤途徑優(yōu)于③途徑的主要原因是和。

(3)進(jìn)行⑦過(guò)程的甲烷桿菌與酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的最主要區(qū)別是。

(4)每一位市民都應(yīng)該積極參與①②過(guò)程,具體做法是。

課時(shí)規(guī)范練43生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題生態(tài)工程1.〖答案〗:(1)Ⅱ、Ⅲ5'減少DNA自連,使抗蟲(chóng)基因能定向插入表達(dá)載體(2)限制基因重組(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中,造成基因污染(4)質(zhì)粒乙的抗除草劑基因前沒(méi)有啟動(dòng)子〖解析〗:(1)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因過(guò)程中,引物與模板鏈的3'端結(jié)合,子鏈從5'端開(kāi)始延伸,故要擴(kuò)增抗蟲(chóng)基因應(yīng)選擇圖1中引物Ⅱ、Ⅲ;為保證抗蟲(chóng)基因和表達(dá)載體的充分連接,PCR擴(kuò)增時(shí),應(yīng)在基因上、下游引物的5'端分別添加相應(yīng)的酶切位點(diǎn),且常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制酶酶切位點(diǎn),主要目的是使DNA片段能定向插入表達(dá)載體,減少自連。(2)Cre酶能特異性地識(shí)別反向重復(fù)序列并在特定位置切開(kāi)磷酸二酯鍵,其功能類(lèi)似于基因工程中的限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶);從遺傳學(xué)角度分析,Cre酶改變質(zhì)粒相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了基因間的重組,原理是基因重組。(3)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入植物細(xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;抗除草劑基因?qū)儆谕庠椿?若繼續(xù)留在煙草體內(nèi)可能會(huì)轉(zhuǎn)移到雜草中,造成基因污染。(4)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終合成所需蛋白質(zhì)。據(jù)圖可知,質(zhì)粒乙的抗除草劑基因前沒(méi)有啟動(dòng)子(其中表示啟動(dòng)子),故抗除草劑基因不再表達(dá),之后會(huì)在培養(yǎng)過(guò)程中消失。2.〖答案〗:(1)逆(反)轉(zhuǎn)錄DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA,只能從3'端延伸DNA鏈不能兩段引物的堿基序列沒(méi)有相關(guān)性(既不相同,也不互補(bǔ);或其他合理〖答案〗)不含有(2)方案一(檢測(cè)新冠病毒抗原):將產(chǎn)生專(zhuān)一針對(duì)新冠病毒抗體的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞整合,獲得大量的單克隆抗體,并做成檢測(cè)試劑盒用來(lái)檢測(cè)新冠病毒。方案二(檢測(cè)新冠病毒抗體):將新冠病毒的刺突蛋白基因整合到載體上,利用基因工程獲得大量的刺突蛋白,并做成檢測(cè)試劑盒用來(lái)檢測(cè)(血漿中)新冠病毒的抗體。(3)新冠病毒雖感染機(jī)體,但機(jī)體沒(méi)來(lái)得及產(chǎn)生相應(yīng)的抗體(或產(chǎn)生的抗體數(shù)量太少)(4)沒(méi)有道理因?yàn)樾鹿诓《镜腞NA聚合酶催化以RNA為模板的生理過(guò)程,而人體細(xì)胞內(nèi)的RNA聚合酶催化以DNA為模板的生理過(guò)程,二者不是同一種酶,因此法維拉韋不會(huì)抑制人體細(xì)胞內(nèi)RNA聚合酶的活性3.〖答案〗:(1)食物生物(2)致病菌病毒(3)生殖治療(4)遺傳學(xué)診斷(5)基因歧視〖解析〗:(1)轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題主要包括食物安全(滯后效應(yīng)、新的過(guò)敏原、營(yíng)養(yǎng)成分改變)、生物安全(對(duì)生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌等。(3)我國(guó)對(duì)于“克隆人”這一技術(shù)總體上來(lái)說(shuō)是禁止生殖性克隆,但不反對(duì)治療性克隆。(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒是指體外受精形成的胚胎在植入母體孕育前,根據(jù)人們的需要,將胚胎的一個(gè)細(xì)胞取出,進(jìn)行某些設(shè)計(jì),當(dāng)檢測(cè)結(jié)果符合人們需要時(shí),再把胚胎植入母體孕育,因此設(shè)計(jì)試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入母體前需要對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。(5)對(duì)于“基因身份證”,反對(duì)者認(rèn)為:通過(guò)基因檢測(cè)確定和治療遺傳病,目前困難重重,而且存在個(gè)人基因資訊泄露造成社會(huì)生活中出現(xiàn)基因歧視的風(fēng)險(xiǎn),因此沒(méi)有必要進(jìn)行基因檢測(cè)。4.〖答案〗:(1)整體性協(xié)調(diào)與平衡(2)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(或不同物種間的基因交流或定向改變生物性狀)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(3)植物細(xì)胞的全能性微生物寄生于植物細(xì)胞中、微生物與植物細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)、微生物釋放有毒物質(zhì)危害植物細(xì)胞脫分化和再分化〖解析〗:(1)實(shí)施生態(tài)工程時(shí),不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,更重要的是,還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力,如需要考慮到礦工安置、市政建設(shè)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等問(wèn)題,這是遵循生態(tài)工程的整體性原理的具體體現(xiàn)。在應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)治理被重金屬污染的土壤時(shí),需選擇符合要求的植物,即處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡,這體現(xiàn)了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)與平衡原理。(2)借助基因工程“將酵母菌的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)子(ZAT)基因?qū)氲綌M南芥中,增強(qiáng)了擬南芥對(duì)鋅的耐受性和吸收能力”,這說(shuō)明基因工程實(shí)現(xiàn)了定向改變生物的遺傳性狀(克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙或不同物種間的基因交流)。擬南芥為雙子葉植物,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入雙子葉植物細(xì)胞中常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)微型繁殖技術(shù)是指快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù),其原理是植物細(xì)胞的全能性。為了防止微生物寄生于植物細(xì)胞中、與植物細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)、釋放有毒物質(zhì)危害植物細(xì)胞,接種前需要對(duì)外植體消毒、對(duì)培養(yǎng)基滅菌。外植體(離體的植物器官、組織或細(xì)胞)通過(guò)脫分化形成愈傷組織,再通過(guò)再分化過(guò)程形成胚狀體或叢芽等。5.〖答案〗:(1)自我調(diào)節(jié)(2)消費(fèi)者和分解者(3)如圖所示(4)物理信息環(huán)境容納量生物多樣性〖解析〗:(1)中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池能進(jìn)行自我凈化,體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。(2)花鰱攝食浮游動(dòng)物和浮游植物,在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費(fèi)者;花鰱還取食鱘魚(yú)的糞便,屬于分解者。(3)圖中缺少了微生物的分解作用、浮游植物的光合作用、花鰱攝取浮游植物和攝取鱘魚(yú)的糞便等過(guò)程。(4)水溫和鹽度屬于物理信息,改善中華鱘的生存環(huán)境的本質(zhì)是提高中華鱘種群的環(huán)境容納量,從而保護(hù)生物的多樣性。6.〖答案〗:(1)蚯蚓蒼蠅細(xì)菌(2)④⑤途徑可以充分利用垃圾中的物質(zhì)(或?qū)崿F(xiàn)對(duì)物質(zhì)的多級(jí)利用)減少環(huán)境污染(3)甲烷桿菌無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核(4)將生活垃圾分類(lèi)包裝〖解析〗:(1)分解者是以分解有機(jī)物質(zhì)為生的異養(yǎng)微生物或動(dòng)物。由圖示可知,該生態(tài)系統(tǒng)中的三種分解者是蚯蚓、蒼蠅、細(xì)菌。(2)④⑤途徑可充分利用垃圾中的物質(zhì),即實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的多級(jí)利用,減少了環(huán)境污染,明顯優(yōu)于③途徑。(3)甲烷桿菌為原核生物,而酵母菌為真核生物,甲烷桿菌無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核。(4)每一位市民都應(yīng)該積極參與①②過(guò)程,將生活垃圾分類(lèi)包裝,以實(shí)現(xiàn)能量和物質(zhì)的多級(jí)利用。生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題生態(tài)工程1.(2020山東棗莊、臨沂模擬)Cre/loxP重組酶系統(tǒng)是對(duì)轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞DNA上的特定序列進(jìn)行定點(diǎn)切割和重新連接,從而在基因或染色體水平上對(duì)生物基因進(jìn)行遺傳改造的一種技術(shù)。其原理是重組酶Cre能識(shí)別loxP位點(diǎn)(特定的DNA序列),并使loxP位點(diǎn)間的基因序列被重組或刪除。受此啟發(fā),科學(xué)家在檢測(cè)抗蟲(chóng)基因成功導(dǎo)入煙草細(xì)胞后,嘗試用Cre/loxP重組酶系統(tǒng)刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因,其技術(shù)過(guò)程如圖2(其中表示啟動(dòng)子)。(1)通過(guò)基因改造獲得抗蟲(chóng)煙草過(guò)程中,為大量獲得抗蟲(chóng)基因,可選擇圖1中引物(用圖中羅馬數(shù)字表示)組合進(jìn)行PCR擴(kuò)增;擴(kuò)增時(shí),為確?？瓜x(chóng)基因和表達(dá)載體充分連接,常在基因上、下游引物的端添加不同的限制酶切位點(diǎn),其目的是。

(2)loxP是一種含34個(gè)堿基對(duì)的小型DNA片段,由一個(gè)不對(duì)稱的間隔區(qū)和兩個(gè)反向重復(fù)序列組成。Cre酶能特異性地識(shí)別反向重復(fù)序列并于特定位置切開(kāi)磷酸二酯鍵,類(lèi)似于基因工程中的酶,從遺傳學(xué)角度分析,Cre酶改變質(zhì)粒的原理是。

(3)通常用法把攜帶抗蟲(chóng)基因的重組質(zhì)粒甲導(dǎo)入煙草細(xì)胞,經(jīng)檢測(cè)導(dǎo)入成功后,抗除草劑基因即失去用途,繼續(xù)留在煙草體內(nèi)可能會(huì)引發(fā)的生物環(huán)境安全問(wèn)題是。

(4)經(jīng)Cre酶處理后,質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開(kāi),得到圖2右側(cè)的兩個(gè)環(huán)狀DNA分子。由于,抗除草劑基因不再表達(dá),之后會(huì)在培養(yǎng)過(guò)程中消失。

2.2020年1月6日,中國(guó)疾控中心分離出第一株新冠病毒;1月7日完成對(duì)該病毒的全部基因組測(cè)序;1月24日首個(gè)針對(duì)新冠病毒的核酸檢測(cè)試劑盒通過(guò)審核,為新冠肺炎的診斷提供了有力的保障。新冠病毒是一種單股正鏈RNA病毒,外面包裹著衣殼蛋白和囊膜,囊膜上存在刺突蛋白,能特異性識(shí)別細(xì)胞膜上的ACE2受體從而感染細(xì)胞。新冠病毒進(jìn)入細(xì)胞后,首先以正鏈RNA為模板翻譯出RNA聚合酶,然后在該酶的作用下合成負(fù)鏈RNA,再以負(fù)鏈RNA為模板合成大量的正鏈RNA或結(jié)構(gòu)蛋白mRNA。(1)核酸檢測(cè)多數(shù)采用實(shí)時(shí)熒光RT-PCR法。由于新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA,在進(jìn)行PCR之前,應(yīng)該將樣本中的病毒RNA提取出來(lái),在酶的作用下合成互補(bǔ)的DNA單鏈(該過(guò)程稱為RT)。PCR過(guò)程需要加入引物,原因是。2020年1月24日,中國(guó)疾控中心公布了針對(duì)新冠病毒核酸不同序列設(shè)計(jì)的引物,其中針對(duì)衣殼蛋白基因的一段引物Ⅰ為GGGGAACTTCTCCTGCTAGAAT,能否依據(jù)此序列設(shè)計(jì)出另一段引物Ⅱ的序列?,理由是。與傳統(tǒng)PCR相比,熒光RT-PCR過(guò)程中加入了熒光探針,可通過(guò)熒光信號(hào)對(duì)PCR進(jìn)程實(shí)時(shí)檢測(cè),PCR產(chǎn)物越多,熒光越強(qiáng)。如果待測(cè)樣本中沒(méi)有檢測(cè)出熒光,初步斷定樣本中(填“含有”或“不含有”)新冠病毒。

(2)由于核酸檢測(cè)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出多款針對(duì)新冠病毒的抗原或抗體檢測(cè)試劑盒,可在更短時(shí)間內(nèi)得出檢測(cè)結(jié)果。假如你是一名科研人員,現(xiàn)提供新冠病毒刺突蛋白基因、能產(chǎn)生專(zhuān)一針對(duì)新冠病毒抗體的B細(xì)胞及其他相關(guān)的生物學(xué)材料,請(qǐng)運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù),設(shè)計(jì)一款能夠快速大規(guī)模生產(chǎn)、針對(duì)新冠病毒抗原或抗體檢測(cè)的試劑盒,簡(jiǎn)要寫(xiě)出生產(chǎn)試劑盒的設(shè)計(jì)思路(只寫(xiě)出針對(duì)抗原或抗體檢測(cè)的一種方案即可)。(3)在對(duì)新冠病毒檢測(cè)的過(guò)程中,偶爾會(huì)出現(xiàn)核酸檢測(cè)陽(yáng)性而抗體檢測(cè)陰性的現(xiàn)象,假如這兩種試劑盒的質(zhì)量及檢測(cè)方法都沒(méi)有問(wèn)題,試從免疫角度分析造成這種現(xiàn)象可能的原因。。

(4)2020年2月15日,法維拉韋正式獲得國(guó)家藥監(jiān)局批準(zhǔn)上市,成為我國(guó)第一個(gè)針對(duì)新冠肺炎具有潛在療效的藥物,該藥物能夠?qū)Ｒ灰种菩鹿诓《綬NA聚合酶,由于人體細(xì)胞內(nèi)也存在RNA聚合酶,有人擔(dān)心該藥物的安全性,請(qǐng)分析他的擔(dān)心有無(wú)道理?,

理由是

。

3.現(xiàn)代生物技術(shù)在造福人類(lèi)的同時(shí),也可能引起一系列的安全和倫理問(wèn)題,回答以下有關(guān)問(wèn)題。(1)關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性問(wèn)題的爭(zhēng)論主要集中在安全、安全和環(huán)境安全三個(gè)方面。

(2)生物武器包括、、生化毒劑以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌等。

(3)我國(guó)對(duì)于“克隆人”這一技術(shù)總體上來(lái)說(shuō)是禁止性克隆,但不反對(duì)性克隆。

(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入前需要對(duì)胚胎進(jìn)行。

(5)對(duì)于“基因身份證”,反對(duì)者認(rèn)為:通過(guò)基因檢測(cè)確定和治療遺傳病,目前困難重重,而且存在個(gè)人基因資訊泄露造成社會(huì)生活中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),因此沒(méi)有必要進(jìn)行基因檢測(cè)。

4.(2020安徽馬鞍山模擬)馬鞍山南山鐵礦的凹山采礦場(chǎng)是華東第一大露天礦坑。2017年底閉坑,停止開(kāi)采。這個(gè)功勛礦區(qū)將華麗轉(zhuǎn)身成為生態(tài)樂(lè)園,生態(tài)修復(fù)的總體方案正在規(guī)劃設(shè)計(jì)中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)實(shí)施生態(tài)工程時(shí),需要考慮到礦工安置、市政建設(shè)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等問(wèn)題,遵循生態(tài)工程的原理。在應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)治理被重金屬污染的土壤時(shí),需選擇符合要求的植物,遵循了生態(tài)工程的原理。

(2)廢礦區(qū)的鋅、銅等金屬離子含量較高,一般植物無(wú)法正常生長(zhǎng)。為降低鋅的含量,科研人員將酵母菌的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)子(ZAT)基因?qū)氲綌M南芥中,增強(qiáng)了擬南芥對(duì)鋅的耐受性和吸收能力,這說(shuō)明基因工程實(shí)現(xiàn)了。擬南芥為雙子葉植物,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入其細(xì)胞中常用的方法是。

(3)生態(tài)樂(lè)園的建設(shè)需要引入一些景觀植物,其中重瓣榆葉梅是一種觀賞價(jià)值較高的園林樹(shù)種,但由于其雌蕊退化,一般很難用種子繁殖?？蒲腥藛T用微型繁殖技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)獲得大量苗木。微型繁殖技術(shù)的原理是,接種前需要對(duì)外植體消毒、對(duì)培養(yǎng)基滅菌的原因是(答出兩點(diǎn)即可)。外植體通過(guò)過(guò)程形成胚狀體或叢芽,誘導(dǎo)出試管苗,然后將試管苗移栽到大田,再培養(yǎng)成正常植株。

5.中華鱘瀕臨滅絕,利用中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池人工繁殖中華鱘魚(yú)苗的原理如下:鱘魚(yú)產(chǎn)生的氨態(tài)氮,被植物吸收;植物釋放的氧氣在封閉的車(chē)間里形成“氧吧”,供鱘魚(yú)生存;投放一些能取食鱘魚(yú)糞便的花鰱;以石頭作載體繁育微生物,調(diào)節(jié)水中酸堿度。據(jù)此回答下列問(wèn)題。(1)中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖池不用換水,每天只需補(bǔ)充一點(diǎn)蒸發(fā)水,池底干干凈凈,所有生物正常生存,說(shuō)明生態(tài)池具有能力。

(2)花鰱主要吃輪蟲(chóng)、橈足類(lèi)等浮游動(dòng)物,也以浮游植物等作為食物,花鰱作為該生態(tài)系統(tǒng)的成分屬于。

(3)以下是該生態(tài)池中碳元素的轉(zhuǎn)化途徑,請(qǐng)用箭頭和文字補(bǔ)充完整。(4)刺激中華鱘每年都從海洋洄游到長(zhǎng)江產(chǎn)卵的外界因素有水溫、鹽度等,這類(lèi)信息類(lèi)型屬于。建立中華鱘生態(tài)養(yǎng)殖基地,提供和改善中華鱘的生存環(huán)境,從而提高中華鱘種群的,從生態(tài)學(xué)角度講,是為了保護(hù)。

6.綠色城市的重要標(biāo)志之一是實(shí)現(xiàn)垃圾的“減量化、資源化和無(wú)害化”。如圖是垃圾資源化、無(wú)害化處理的一種方案?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)列出該生態(tài)系統(tǒng)中的三種分解者的名稱:、、。

(2)從資源與環(huán)境的角度來(lái)看,④⑤途徑優(yōu)于③途徑的主要原因是和。

(3)進(jìn)行⑦過(guò)程的甲烷桿菌與酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的最主要區(qū)別是。

(4)每一位市民都應(yīng)該積極參與①②過(guò)程,具體做法是。

課時(shí)規(guī)范練43生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題生態(tài)工程1.〖答案〗:(1)Ⅱ、Ⅲ5'減少DNA自連,使抗蟲(chóng)基因能定向插入表達(dá)載體(2)限制基因重組(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中,造成基因污染(4)質(zhì)粒乙的抗除草劑基因前沒(méi)有啟動(dòng)子〖解析〗:(1)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因過(guò)程中,引物與模板鏈的3'端結(jié)合,子鏈從5'端開(kāi)始延伸,故要擴(kuò)增抗蟲(chóng)基因應(yīng)選擇圖1中引物Ⅱ、Ⅲ;為保證抗蟲(chóng)基因和表達(dá)載體的充分連接,PCR擴(kuò)增時(shí),應(yīng)在基因上、下游引物的5'端分別添加相應(yīng)的酶切位點(diǎn),且常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制酶酶切位點(diǎn),主要目的是使DNA片段能定向插入表達(dá)載體,減少自連。(2)Cre酶能特異性地識(shí)別反向重復(fù)序列并在特定位置切開(kāi)磷酸二酯鍵,其功能類(lèi)似于基因工程中的限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶);從遺傳學(xué)角度分析,Cre酶改變質(zhì)粒相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了基因間的重組,原理是基因重組。(3)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入植物細(xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;抗除草劑基因?qū)儆谕庠椿?若繼續(xù)留在煙草體內(nèi)可能會(huì)轉(zhuǎn)移到雜草中,造成基因污染。(4)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終合成所需蛋白質(zhì)。據(jù)圖可知,質(zhì)粒乙的抗除草劑基因前沒(méi)有啟動(dòng)子(其中表示啟動(dòng)子),故抗除草劑基因不再表達(dá),之后會(huì)在培養(yǎng)過(guò)程中消失。2.〖答案〗:(1)逆(反)轉(zhuǎn)錄DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA,只能從3'端延伸DNA鏈不能兩段引物的堿基序列沒(méi)有相關(guān)性(既不相同,也不互補(bǔ);或其他合理〖答案〗)不含有(2)方案一(檢測(cè)新冠病毒抗原):將產(chǎn)生專(zhuān)一針對(duì)新冠病毒抗體的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞整合,獲得大量的單克隆抗體,并做成檢測(cè)試劑盒用來(lái)檢測(cè)新冠病毒。方案二(檢測(cè)新冠病毒抗體):將新冠病毒的刺突蛋白基因整合到載體上,利用基因工程獲得大量的刺突蛋白,并做成檢測(cè)試劑盒用來(lái)檢測(cè)(血漿中)新冠病毒的抗體。(3)新冠病毒雖感染機(jī)體,但機(jī)體沒(méi)來(lái)得及產(chǎn)生相應(yīng)的抗體(或產(chǎn)生的抗體數(shù)量太少)(4)沒(méi)有道理因?yàn)樾鹿诓《镜腞NA聚合酶催化以RNA為模板的生理過(guò)程,而人體細(xì)胞內(nèi)的RNA聚合酶催化以DNA為模板的生理過(guò)程,二者不是同一種酶,因此法維拉韋不會(huì)抑制人體細(xì)胞內(nèi)RNA聚合酶的活性3.〖答案〗:(1)食物生物(2)致病菌病毒(3)生殖治療(4)遺傳學(xué)診斷(5)基因歧視〖解析〗:(1)轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題主要包括食物安全(滯后效應(yīng)、新的過(guò)敏原、營(yíng)養(yǎng)成分改變)、生物安全(對(duì)生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌等。(3)我國(guó)對(duì)于“克隆人”這一技術(shù)總體上來(lái)說(shuō)是禁止生殖性克隆,但不反對(duì)治療性克隆。(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒是指體外受精形成的胚胎在植入母體孕育前,根據(jù)人們的需要,將胚胎的一個(gè)細(xì)胞取出,進(jìn)行某些設(shè)計(jì),當(dāng)檢測(cè)結(jié)果符合人們需要時(shí),再把胚胎植入母體孕育,因此設(shè)計(jì)試管嬰兒與普通試管嬰兒的區(qū)別在于前者在植入母體前需要對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。(5)對(duì)于“基因身份證”,反對(duì)者