高中生物生物技术中的伦理问题综合题

过去一年中，全球范围内的转基因种植呈现进一步增长，据国际农业生物技术应用服务组织发布的《全球生物技术/转基因作物使用情况研究》报告，2013年全球转基因作物种植面积比上年增加500万公顷，其中中国种植面积位居世界第六。
（1）与诱变育种、杂交育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是             。基因工程的基本步骤包括目的基因的获取、                、                  、目的基因的检测与鉴定。例如：科学家们正在利用一些可以调节                  的基因，来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力。
（2）据中国之声《央广新闻》报道，随着日前某知名快消企业被指其饮料中含转基因成分，有关转基因食品安全性的争论再度甚嚣尘上，著名主持人崔永元和方舟子的论战也还在继续。请举一例说明转基因食品在安全上的可能出现的问题：                           。
（3）除了基因工程育种外还可以用植物组织培养技术来快速繁殖优良品种，这种技术叫做          。在用该技术培育无病毒草莓苗时，一般选取       作为外植体，其选择的依据是                。

河北农科院的科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是                ，此工具主要存在于       中，其特点是                                。
（2）苏云金芽孢杆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“                  ”。具体做法是：用限制性核酸内切酶将苏云金芽孢杆菌的DNA切成许多片段，然后将这些片段                                      ，再通过运载体转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量复制，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把                             分离出来。
（3）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤依次是       、       、       。

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPI。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图1所示。图2表示目的基因与pZHZ1质粒构建重组质粒的过程，E、F、G、H分别为A、B、C、D四种不同限制酶的酶切位点。请据图回答。

⑴口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VPI基因可通过                   方法获得。
⑵如图2所示，若限制酶A、B切割出的末端完全不同，那么用这种双酶切的方法构建重组质粒的优点是                    。
⑶已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，（1kb=1000对碱基）其中EF区域长度为0.2kb，GE区域长度为0.8kb，FH区域长度为0.5kb。现分别用限制酶C、D切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶C切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶D切割成1.2kb和3.5kb两个片段。据酶切结果判断VPI基因大小为      kb。
⑷过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和          等激素外，还需要添加__________筛选出含有重组质粒的叶片小段。
⑸获得表达VPI蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定。具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次__________，三次后检测豚鼠血液内产生的_____________的数量。

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              ；该技术的过程主要包括___________和__________两个阶段,利用的基本原理是_______________。
（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        （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                。

根据基因工程的有关内容在下列横线上填写适当的文字。

A______________B______________C_______________D_______________
E______________F_______________G_______________H________________

转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答：

（1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶________，对________进行切割。
（2）培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有________，作为标记基因。
（3）香蕉组织细胞具有________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的_________________。

科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后，导入牛的受精卵，并成功从牛奶中提取到了人胰岛素。回答下列相关问题：
(1)获取目的基因的主要途径包括________和________。
(2)在构建基因表达载体的过程中，目的基因和质粒用同一种________进行切割。
(3)在将基因表达载体导入牛的受精卵的过程中，常采用_______法，若将基因表达载体导入大肠杆菌细胞中，则通常采用_______溶液处理大肠杆菌，使其成为_______细胞。
(4)为了得到较多的卵细胞，可以对受体母牛注射适宜剂量的________；利用获能的精子进行体外受精，经过细胞培养至________期，最后进行____________移植，最终获得“符合要求的个体”，具体是指__________________。

如图为获得抗虫棉的技术流程。在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。

请据图回答问题。
（1）A过程所用的运载体是________，需要的工具酶有________和________。
（2）C过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂和激素外，还需加入________。
（3）由图中离体棉花叶片组织获得转基因抗虫植株可采用________技术，该技术所依据的原理是__________。
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用放射性同位素(或荧光分子)标记的________作为探针。
（5）如果从个体生物水平来鉴定，D过程可用的最简单检测方法是_____________________。

下图所示为用农作物①和②两个品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程。

（1）用①和②通过Ⅰ和Ⅱ过程培育出⑤的过程所依据的遗传学原理是_______。由③自交产生的后代中AAbb所占的比例为       。
（2）通过Ⅲ和Ⅴ培育出⑤的育种方法是_______。该方法培育出的个体都（是/不是）     纯合体。
（3）由③培育出的⑥是____倍体。该个体体细胞中的染色体组数目是       个。
（4）⑤通过Ⅵ过程培育出⑦的过程叫_________________________。
（5）③培育出④过程叫________________，Ⅴ过程需要用_________________处理。

端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由DNA重复序列和结合蛋白组成。研究发现，随细胞不断增殖，端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度时，细胞停止分裂。端粒酶由RNA和蛋白质组成，其中RNA是一段模板序列，可指导合成端粒DNA的重复序列。人体内大多数癌细胞都表现出较高的端粒酶活性。请分析回答：
（1）端粒酶的作用相当于HIV病毒中的        酶。结合端粒酶的作用推测，癌细胞表现出恶性增殖而不衰老死亡的特点可能是由于              。
（2）和端粒酶的化学成分最接近的细胞器是_______。
A、线粒体 B、核糖体 C、中心体 D、内质网 E、高尔基体  F、溶酶体
（3）双歧杆菌是人体肠道内的自然菌群，具有抗肿瘤作用。研究人员从双歧杆菌中提取出双歧杆菌脂磷壁酸（LTA），加入细胞培养液中培养人白血病细胞株HL-60，检测LTA对细胞增殖的影响。LTA浓度和实验结果如图1所示。

①此实验中还有一组对照实验，其处理是_________________。
②选用LTA浓度为40μg/ml的培养液中培养的细胞，测定端粒酶活性，结果如图2所示。综合两个实验结果，可以得出的结论有：
结论一：LTA能通过_______________来抑制_______________。
结论二：______________。
结论三：______________。

如图为三种质粒和一个含目的基因的DNA片段，其中Ap为氨苄青霉素抗性基因，Tc为四环素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因，EcoRⅠ（0．7Kb）、PvuⅠ（0．8Kb）等为限制酶及其切割位点与复制原点之间的距离。已知1kb=1000个碱基对，请回答下列问题：

（1）片段D为目的基因中的某一片段，则DNA聚合酶和DNA连接酶的作用部位依次是______________（填数字）。
（2）图中能作为目的基因运载体最理想的质粒是______________ （填A/B/C），请据图分析，其他两种质粒一般不能作为运载体的理由分别是______________、______________。
（3）用EcoR I完全酶切目的基因和质粒B形成的重组质粒，并进行电泳观察，可出现长度分别为1．1kb和______________kb的两个片段，或者长度分别为______________的两个片段。（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoR I的识别位点之间的碱基对忽略不计）。
（4）将分别用限制酶PvuⅠ切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合，加入DNA连接酶连接后，进行大肠杆菌受体细胞导入操作，之后，受体细胞的类型（对抗生素表现出抗性R或敏感性S，蓝白代表菌落颜色）包含______________ （多选）。
A．ApR、蓝色   B．ApR、白色  C．ApS、蓝色  D．ApS、白色
（5）动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是_____________。
A．受精卵能使目的基因高效表达
B．受精卵可发育成动物个体
C．受精卵基因组更易接受DNA的插入
D．受精卵尺寸较大，便于DNA导入操作

在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。右图所示是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：

（1）获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和________。
（2）①过程需要的酶有________、________。
（3）重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外，还必须含有启动子、终止子和________，这样才能构成一个完整的基因表达载体。
（4）如果受体细胞C₁是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的________，使目的基因进入受体细胞C₂，并将其插入到受体细胞C₂中________上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣。经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，在分子水平上可用________法进行检测，如果出现杂交带，说明目的基因已经表达蛋白质产品，转基因莴苣培育成功。

下图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程。回答下列问题：

（1）①过程表示______________；②过程用到的工具酶是________________。
（2）构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有 ，以利于目的基因的表达。③过程常用的方法是                。
（3）从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用_____________技术。
（4）细胞Ⅱ的特点是                                        。
（5）若要预防H7N9禽流感，可用图中的________________作为疫苗。
（6）传统农业中，植物秸秆往往是通过焚烧以便使其中的无机盐还田，该做法的最大缺点是会造成环境污染；而现代农业中，在充分利用能量、减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，这主要体现了生态工程的________________原理。

以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：

（1）图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是      ，②过程使用的是      酶。③表示       技术，
（2）如果转基因牛D的牛奶中含有             ，则说明血清蛋白基因在个体水平已表达成功，其他细胞中不含血清蛋白是             的结果。
（3）图中A和B分别是指            和           。

分）绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光下发出荧光，基因工程中，GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：

（1）基因工程中，GFP基因属于                ，获取该基因的工具酶是            。
（2）构建基因表达载体的目的是                                   。
（3）过程②常用的方法是                ，在进行过程④前，利用               技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠。
（4）胚胎工程的最后一道工序是                    ，进行④过程的优势是                。
（5）绿色荧光小鼠培育过程涉及的生物技术有                              （至少回答两点）。