高中生物生物技术中的伦理问题综合题

科学家发现家蝇幼虫体内有一种抗肿瘤蛋白，具有抗癌的奇特疗效。它能对肿瘤产生特异性的抑制，并能增强机体的免疫力。下图所示为通过基因工程技术生产这种蛋白质的方法，请回答下列问题：

(1)图中C过程是基因工程的核心步骤。此步骤的目的是_____                ______，
(2)把B导入大肠杆菌过程，用大肠杆菌作为受体细胞的优点是_____________________。
(3)经检测抗肿瘤基因已经成功导入受体细胞。为了检测目的基因是否转录，需要从受体细胞提取____________，用______________法检测；为了检测目的基因是否翻译，需要从受体细胞提取蛋白质，用___________法检测。

下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）的过程设计图解，清据图回答：

（1）图中①、②所示的结构分别是___________、___________，④过程常用的方法是___________。
（2）图中③、⑤所示的生物工程技术分别是                   、                   ，
（3）过程④通常用②做受体细胞的原因是                                           。
（4）图示治病的方法叫做___________。

苜蓿夜蛾是番茄的主要害虫之一。某实验室将抗虫基因转入番茄，培育出抗虫番茄。下图是获得转基因番茄的技术流程[注：卡那霉素抗性基因（kan^R）作为标记基因，番茄叶片对卡那霉素高度敏感]，请据图回答：

（1）构建重组质粒的过程中需要用到的工具酶为__________和DNA连接酶；DNA连接酶根据来源分为两类：T₄DNA连接酶和E·coli DNA连接酶。这两种酶作用有所差别：__________只能连接双链DNA的黏性末端，而__________既可以连接双链DNA的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA的齐平末端。
（2）土壤农杆菌的感染特点是能在自然条件下感染__________植物和裸子植物，而对大多数__________植物没有感染能力。
（3）将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够感染番茄细胞，并将__________转移至受体细胞的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到番茄细胞的__________上，最终形成转基因植株。
（4）将经过__________形成的愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和__________的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选出转基因番茄。
（5）用PCR方法检测转基因番茄是否含有目的基因时，需根据________________的核苷酸序列设计特异引物，以____________________为模板进行第一轮扩增。

糖尿病Ⅰ型是一种常见病，且发病率有逐年上升的趋势。治疗此病的胰岛素过去主要从动物（如猪、牛）中得到。自70年代遗传工程发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产，将人类胰岛基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出了人类胰岛素，如下图所示。请回答：

（1）人体糖尿病Ⅰ型的产生主要是由于         细胞受到损伤引起的。
（2）B从分子结构看，它是一种      ，其增殖方式在遗传学上称为            。
（3）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？____。为什么？_______________________。
（4）过程②称为        ，需要的酶是________酶。   
（5）基因工程操作一般要经过A的获取、________(填字母)和________(填字母)的结合、________(填字母)导入D、目的基因在大肠杆菌中表达与检测等四个步骤。
（6）上述人类胰岛素的合成是在大肠杆菌     上进行的。合成的人类胰岛素是否有活性？为什么？                                              。

利用基因工程的技术手段可以生产抗性植株。在研究并大面积种植只含一种抗虫基因的转基因甘蓝以后，调查发现，小菜蛾种群对该种甘蓝产生的毒蛋白具有更强的抗性。为此研究人员培育了体细胞含有两种外源抗虫基因（分别用A和B表示）的转基因甘蓝。这两种基因在染色体上的整合位点存在下图所示的情况（细胞中只有2个抗虫基因）。请回答（不考虑染色体的交叉互换）：

（1）基因工程技术手段的核心是                     。在供体细胞中提取目的基因需要用到         酶，此酶的作用特点是                                。
（2）抗虫基因能在甘蓝植株内成功表达是因为　　　　　　　　　            　。
检测A基因和B基因在细胞中是否得到转录可采用                     技术。
（3）甘蓝是雌雄同株植物。体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫，含一种抗虫基因的植株表现为弱抗虫，没有抗虫基因的植株不抗虫（普通甘蓝）。
①体细胞含两个抗虫基因的转基因甘蓝与普通甘蓝杂交，若F₁中表现为强抗虫的植株所占比例为25%，则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图       类型。
②可选取上图        类型的转基因甘蓝的花粉培育出单倍体强抗虫转基因甘蓝。利用花粉培养出幼苗的技术所依据的原理是                                  。
③上图甲所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是        。

生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇细胞内有绿色荧光蛋白基因（GFP）。获得转绿色荧光蛋白基因猪的流程如下图：

（1）基因工程最常用的运载工具是           ，过程④常用方法是                 。常采有                  技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上。
（2）在过程③中，用                 处理可将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。
（3）在过程⑥中，用             处理成年母猪以获得更多的卵母细胞。得到的卵母细胞还需要进行体外培养，目的是                               。卵母细胞在进行⑦前需要进行           处理。
（4）在进行⑨之前，通过               技术可获得较多胚胎。这些胚胎能在代孕母猪
子宫中存活，其生理基础是                                               。⑨的优势是可以充分发挥                                                 。

以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：

（1）“试管牛”技术的操作流程是___________（填字母）。
（2）与一般的育种方式相比较，胚胎移植的优势是               。
（3）图中数字标号③所示结构将来发育为                。
（4）受体母牛必须和供体牛属于同一物种。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______。
（5）“转基因牛“D培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是      。
（6）过程h常用的方法是___________。

生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白。
⑴基因工程主要技术手段是____________和____________等技术。
⑵操作步骤：从人的____________获取目的基因；目的基因与____________结合构建基
因表达载体；在基因表达载体中还应插入___________和终止子。然后把基因表达载
体导入牛的____________，通过发育形成的牛体细胞含人的_________________，成
熟的牛产的奶中含有___________________，证明基因操作成功。
⑶人的基因在牛体内能表达,说明人和牛                            。

内蒙古白绒山羊的血管内皮生长因子基因（VEGF164），若在皮肤毛囊细胞中特异性表达，可促进毛囊发育和毛发生长，显著提高羊毛产量。科学家将该基因导入羊胎儿的成纤维细胞核，成功培育出转基因克隆山羊。技术流程如下图，其中EcoRⅠ、SalⅠ、SphⅠ为限制酶。

请据图回答。
⑴在构建基因表达载体的过程中，应采用______（填限制酶名称）对质粒和含绿色荧光基因的DNA片段进行酶切，再经相应处理形成重组质粒。其中绿色荧光基因的作用是______。
⑵要使VEGF164在皮肤毛囊中表达，须将它与羊绒蛋白基因的______等调控组件重组起来，构建基因表达载体。
⑶图中①将基因表达载体导入胎儿成纤维细胞核的方法是______。将导入成功的细胞核注入到去核的卵母细胞构成重组细胞，培养成早期胚胎，经图中②______技术可培育成转基因克隆山羊。

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）。