高中生物生物技术中的伦理问题试题

为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

(1)如图甲，获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于上图中的(填“a”或“b”)处，DNA连接酶作用于      (填“a”或“b”)处。
(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和       法。
(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用                  技术，该技术的核心是       和          。
(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用                          方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
（5）如图乙是该耐盐基因表达过程中的一个阶段，图中3和4的核苷酸相同否？说明理由                                            。

下图表示转基因动、植物的成功培育过程，有关叙述错误的是（   ）

A．目的基因导入受体细胞A前,受体细胞要用Ca²⁺处理,使其处于感受态
B．①过程用到的生物技术包括动物细胞培养、胚胎移植
C．过程②要用到植物组织培养技术
D．可通过标记基因对受体细胞A、B进行筛选

干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血中提取，每升人血只能提取0.5μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚州的基因公司用如下图的方式生产干扰素。试分析原理和优点。

（1）从人的淋巴细胞中取出干扰素基因，一般可采用_______________技术进行扩增，此基因在基因工程中称为___________________。
（2）此基因与细菌的质粒在重组过程中需先用________________酶和_______________酶进行处理，使其形成__________质粒，然后将目的基因移植到酵母菌体内。
（3）为了明确干扰素基因在酵母菌体内能否发挥功能作用，从分子水平看，首先要检测其是否__________________，而要看本转基因实验是否成功的标准是能否表达出____________。
（4）人的干扰素基因能在酵母菌中进行表达的原因是人和酵母菌_______________________。
（5）科学家在培养转基因植物时，常用土壤农杆菌中的质粒做运载体。质粒是基因工程最常用的运载体，它具备运载体的条件:①能够在宿主细胞中_______并稳定地保存；②具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；③具有某些_________________，便于进行筛选。

枯草芽孢杆菌细胞中色氨酸含量可调节色氨酸合成酶基因的表达。色氨酸能活化TRAP蛋白，从而抑制色氨酸合成酶基因表达；抗—TRAP蛋白能使TRAP蛋白失活，色氨酸合成酶基因得以表达。当色氨酸较多时，色氨酸合成酶基因的表达被抑制，同时抗－TRAP蛋白基因前调节序列已转录的mRNA形成终止发夹（RNA局部碱基互补配对），使抗－TRAP蛋白基因转录终止（如下图a）；当色氨酸缺乏时，空载tRNA^trp（运载色氨酸的tRNA）增多，与mRNA结合后使其形成抗终止发夹，抗－TRAP蛋白基因得以继续转录，合成出抗－TRAP蛋白（如下图b）。请分析回答：

（1）抗－TRAP蛋白基因的基本组成单位是                  。与抗－TRAP蛋白基因相比，mRNA上的发夹结构中特有的碱基对是                         。
（2）已知色氨酸的密码子是UGG，则图b中空载tRNA^trp上与mRNA结合的碱基序列是     。图中过程②除了图示条件外，还需要             （至少写出2项）。
（3）枯草芽孢杆菌中色氨酸较多时，抗－TRAP蛋白基因不表达；色氨酸缺乏时，抗－TRAP蛋白基因快速表达。这种调节机制的意义是               、                 。
（4）科研人员要培育生产色氨酸的优良菌种，可通过人工诱变获得不能形成     的突变体。

请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
Ⅰ、（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、　 　 　 　 　 　　 、　 　　 　 　 　 以及在母体中发育和产出等过程。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其 　 　 　 　 　 　 　 。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和　 　 　 　 　 。
（3）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤中的核心步骤是　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，将该基因表达载体导入受体细胞所常采用的方法是显微注射法，而培育转基因植物采用的导入方法有农杆菌转化法花粉管通道法和　 　 　 　 　 ，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是     （受精卵、乳腺细胞）。
Ⅱ、下图是对牛胚胎所作的技术处理，请据图分析回答：

（1）图中所示牛的胚胎发育处于          时期。其中B、D代表的结构名称分别是：B                ； D                  。
（2）甲过程采用机械方法进行的胚胎分割技术，该技术在实践中的主要应用意义是                ；乙过程取滋养层可用于

关于现代生物技术应用的叙述，错误的是(  )

A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质

B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体

C．植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒

D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育

2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书。下图表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：

（1）④过程应用的主要生物技术是              。
（2）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于          工程技术范畴。
（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制性内切酶作用位点），据图分析：

①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入____________。
②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除质粒上的       和       （基因），保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于___________。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。
③若用限制酶Ⅰ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的现象是                                            。
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端为，则该酶识别的核苷酸序列是                   。

回答下列有关基因工程问题。
草甘膦是一种广谱除草剂，其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成，最终导致植物死亡。但是，它的使用有时也会影响到农作物的正常生长。目前，已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因，若将该基因转入农作物植物细胞内，从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦。
（1）下图A-F表示6株植物，其中，植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，但是是否成功还未知。若A-C浇清水，D-F浇的水中含有草甘膦，上述植物中，肯定能健康成长的是_________。

（2）限制酶是基因工程必需的工具酶，其特性是                                  。
图所示的酶M和酶N是两种限制酶，图中DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类，其它碱基的种类未作注明。

酶M特异性剪切的DNA片段是，则酶N特异性剪切的DNA片段是         。
多个片段乙和多个片段丁混合在一起，用DNA连接酶拼接得到环状DNA，其中只由两个DNA片段连接成的环状DNA分子有          种。
图的A和B分别表示两段DNA序列。表格分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点。

（3）据图：假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列均如图A所示，则应选择表格中酶__________进行酶切；若位于EPSPS基因两侧的DNA序列分别如图A和B所示，则应选择表中酶__________进行酶切。
（4）假设大肠杆菌突变菌株甲中EPSPS基因的右侧序列如图B所示，请在方框内画出经酶切后产生的两个末端的碱基序列。

图甲是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000对碱基）与pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图。图中Ap′是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧，其控制合成某种酶能将无色染料X-gal变成蓝色，最终能在含无色染料X-gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色。（图乙中深色圆点即为蓝色菌落）

（5）将处理后的目的基因EPSPS与pUC18质粒、DNA连接酶混合后，再与某菌种混合，若要从混合物中筛选出含EPSPS基因的菌株，在图三十二乙的培养基中必须加入                     。请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中，何种颜色菌落会含有重组质粒___________。
（6）现用EcoRI酶切质粒，酶切后进行电泳观察，若出现长度为_________kb和      kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功。（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计）。假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，分析可能的原因是                                           。

回答下列有关基因工程的问题。
苏云金杆菌 （Bt）能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图 （为抗氨苄青霉素基因），①~④表示过程。

（1）由HindⅢ酶切后，得到DNA片段的末端是 （    ）

（2）将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，产生       种DNA片段，②过程可获得       种重组质粒。如果只用BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得       种重组质粒。
（3）该过程中Bt毒素蛋白基因插入质粒后，不应影响质粒的 （    ） （多选）

A．复制

B．转录

C．碱基对的数量

D．抗性基因的表达

（4）此基因工程中大肠杆菌质粒的作用是         ，根瘤农杆菌的作用是          。生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的         基因的基因频率的增长速率。

普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），能在纤维细胞中特异性表达，产生的β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解，棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体，利用农杆菌转化法导入棉花细胞，成功获得转基因棉花品种，具体过程如下。请分析回答：

（1）①和②过程中所用的限制性内切酶分是           、            。
（2）基因表达载体除了图示组成外，至少有           等（至少答两个）。
（3）③过程中用酶切法可鉴定正、反义表达载体。用SmaⅠ酶和NotⅠ酶完全切割正义基因表达载体获得0．05kb、3．25kb、5．95kb、9．45kb四种长度的DNA片段，则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是       和       。
（4）④过程中利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程中，整合到棉花细胞染色体DNA的区段是            ，转化后的细胞再通过              形成植物体。
（5）导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而           （促进或抑制）基因的表达，其意义是                 。

利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥-花椰菜植株，已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。

据图回答下列问题：
（1）该过程用到的工程技术有                      和                         。
（2）过程①所需的酶是                            ,过程②PEG的作用是                ，经过②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
（3）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是           。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成                   。
（4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的                    ；将杂种植株栽培在含有                的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。

下面是将乙肝病毒控制合成的病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。
资料1：巴斯德毕赤酵母菌可用培养基中甲醇作为其生活的唯一碳源，同时AOX1基因（醇氧化酶基因）受到诱导而表达，5'AOX1和3'AOXl（TT）是基因AOX1的启动子和终止子，此启动子也能使外源基因高效表达。
资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，下图为科学家改造的pPIC9K质粒，其与目的基因形成的重组质粒在特定部位酶切后形成的重组DNA片段可以整合到酵母菌染色体上，最终实现目的基因的表达。

（1）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上_________限制酶识别序列（SnaB I、Avr II、SacI、Bgl II四种限制酶的识别序列均不相同），这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
（2）酶切获取HBsA9基因后，需用______________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，根据步骤②可知步骤①将重组质粒先导入大肠杆菌的目的是______________。
（3）步骤3中应选用限制酶______________来切割从大肠杆菌分离的重组质粒从而获得图中所示的重组DNA片段，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入______________以便筛选。
（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入______________以维持其生活，同时诱导HBsA9基因表达。
（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行_______并分泌到细胞外，便于提取。
（7）培育转化酵母细胞所利用的遗传学原理是______________。

若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（   ）

A．减少氮肥的使用量，降低生产成本

B．减少氮肥的使用量，提高经济效益

C．避免氮肥过多引起环境污染

D．改良土壤结构

应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：

(1)②过程常用的方法是             。要检测目的基因是否翻译成了人生长激素，利用的技术是                      。
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界生物的          。基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有                    ，使人生长激素基因在乳腺细胞中特异性高效表达。
(3)在抗虫棉培育过程中, ④过程常用的方法是农杆菌转化法，是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的                              吸引并移向这些细胞，而且Ti质粒有                              的特点。

在矮牵牛的体内能合成一种能抗除草剂的物质即抗草胺磷，下图是利用矮牵牛来培养转基因大豆的过程。

(1)图中①应为________________。在构建①的过程中，要用到的对识别的序列具有特异性的酶是________________。
(2)在将①导入土壤农杆菌之前，往往要用______处理土壤农杆菌，使之成为____细胞，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
(3)②中的部分农杆菌不能在含四环素培养基上生长，其原因是_______________________。
(4)A→B过程需要在恒温箱中_________培养，注意观察、记录_________的生长情况。
(5)人工种子是以图中_________(用字母和箭头表示)过程中形成的_________、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过____________包装得到的种子。