高中生物生物技术中的伦理问题综合题

(选做)【生物——现代生物科技专题】
1.生物技术在农业生产、优良畜群繁育、疾病征服等方面，展现出诱人的前景。请根据以下材料回答相关问题：
材料一：经过一个世纪的发展，植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题（如粮食问题、花卉苗木生产等），为人类创造了巨大的财富。
⑴植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养，它所依据的生物学原理是         。
⑵广东顺德陈村的兰花、高洲的香蕉等植物的生产都可通过微型繁殖技术来提供试管苗，其优点是不仅可以                       ，还可以高效快速地实现无病毒种苗的大量繁殖。
⑶植物体细胞杂交技术的关键是获取有活力的原生质体（或去壁）和             。
材料二：为大力发展我国奶牛养殖业，科学家们对育种途径进行了大胆探索，下图为相关构思过程：

⑷该过程所涉及的现代生物技术有核移植、胚胎分割、胚胎体外培养和            。
⑸目前使用的供体细胞一般都选择传代10代以内的细胞，原因是                                             。
⑹在供体细胞与受体卵母细胞结合之前，先要去掉受体卵母细胞的核的原因是：
                                                。
材料三：利用乳腺生物发生器生产出的人类胰岛素，具有产量高、质量好、成本低、易提取等优点，该项技术的诞生可有效地缓解临床上胰岛素不足的难题，从而为糖尿病患者带来福音。
⑺转人的胰岛素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人胰岛素，在基因表达载体中，人胰岛素基因的首端必须含有_________________。
⑻为了更多地生产出人胰岛素，有人构思采用胚胎分割技术，把一个胚胎分割成很多很多份数，进而培育出大量相同的转基因牛。你认为这种方法可行吗？为什么？
                                                             。

人的正常与白化病受基因A和a控制，正常与镰刀型细胞贫血症受基因B和b控制，两对基因分别位于两对常染色体上，假设白化病基因与相对应的正常基因相比，白化基因缺失了一个限制酶的切点。图一表示某家族遗传系谱图，图二表示甲、乙、丙3人白化基因或相对应正常基因的核酸分子杂交诊断结果示意图。据图回答下列问题。

（1）由图二可以判断出乙和丙的基因型分别是              、                 。
（2）已知对③、④进行核酸分子杂交诊断，其电泳结果都与甲的相同。⑥的基因型可能是                     ，⑨是正常的可能性为                   。
（3）白化病与镰刀型细胞贫血症这两种性状与基因的关系，所体现的基因控制性状的方式分别为：                         ；                                  。
（4）如果要通过产前诊断确定⑨是否患有猫叫综合症，常用的有效方法是             。

2008年诺贝尔化学奖授予了下村脩、马丁•沙尔菲、钱永健三位在研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出突出贡献的科学家，他们代表了绿色荧光蛋白研究上的三个里程碑。请结合所学知识分析回答：
材料一 下村脩1962年在普林斯顿大学做研究的时候从一种水母身上分离出绿色荧光蛋白（GFP）。当时知道在蓝光或紫外光的激发下，它会发出绿色荧光。
材料二 科学家1992年克隆出了GFP基因，随后马丁•沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达成功。之后，会发光的鼠、猪、猫、兔、蝌蚪、鱼也相继问世。下图是转基因绿色荧光鼠的培育过程：

材料三 钱永健通过改造GFP基因，相继制造出了蓝色（BFP）和黃色（YFP）的荧光蛋白。
（1）为了提高实验成功率，需要通过PCR技术获得目的基因的大量拷贝。与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入       种引物和                    。
（2）将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是_______。

A．追踪目的基因在细胞内的复制过程

B．追踪目的基因插入到染色体上的位置

C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布

D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构

（3）材料二中，过程①构建的基因表达载体的组成必需含有启动子、终止子、复制原点、___________、            。过程④选择代孕母鼠的条件是____________________。
（4）如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因                                                   。
（5）材料三中，钱永健制造出蓝色荧光蛋白，黄色荧光蛋白，这种现代生物工程技术称为            。

右图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用运载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答：

(1)一个基因表达载体的组成除目的基因外，还必须有            、            和标记基因等。将基因表达载体导入细菌B之前，一般要先用       处理细胞，以增加其细胞壁的通透性。
(2)将得到的细菌涂抹在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入质粒A或重组质粒的，反之则没有。以上培养基按用途属于            培养基。
(3)上述培养基上聚集的菌种可通过              法或            培养成单菌落，经进一步筛选即可获得导入重组质粒的工程菌。获得纯培养物的关键是无菌操作，其中对培养皿进行灭菌常用的方法是                 。
(4)在获得目的基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种       、四种脱氧核苷酸和         的 DNA聚合酶。

(8分)下图a示基因工程中经常选用的载体一pBR322质粒，Amp^r表示氨苄青霉素抗性基因，Tet^r表示四环素抗性基因。目的基因如果插入某抗性基因中，将使该基因失活，而不再具有相应的抗性。为了检查载体是否导入原本没有Amp^r和Tet^r的大肠杆菌，将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素的培养基上，得到如图b的结果(黑点表示菌落)。再将灭菌绒布按到图b的培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布平移按到含四环素的培养基上培养，得到如图C的结果(空图表示与b对照无菌落的位置)。据此分析并回答：

(1)pBR322质粒的基本组成单位是        。该基因工程中，质粒上的Amr^r、Tet^r称为_____基因。
(2)与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是                        ，由此说明目的基因插入                中。
(3)将大肠杆菌培养在含氧苄青霉索、四环素培养基上的过程，属于基因工程基本操作中的步骤。该基工程中的受体细胞是                                    。
(4)若用pBR322质粒作为载体，通过基因工程生产食品，是否存在食品安全性问题?试说明理由。           ，                                                   。

(8分)【生物——现代生物科技专题】2008年1月7日，东北农业大学培育出我国第二代绿色荧光蛋白转基因克隆猪。研究人员是先从一种特殊水母中提取绿色荧光蛋白基因，然后把该基因经过处理后转移到培养的猪胎儿成纤维细胞的基因组中，再把转基因体细胞的细胞核移植到成熟的去核猪卵母细胞中构建成转基因胚胎。再经过手术移植入受体母猪，经过发育最终获得绿色荧光蛋白转基因克隆猪。下图为我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图。请据图回答：

⑴过程①和②必需用到的酶是                     。
⑵重组质粒除了带有绿色荧光蛋白基因以外，还必须含有               才能构成一个完整的基因表达载体。
⑶为了获得更多的猪卵母细胞，可通过对母猪注射         的方法，做超数排卵处理，并将所采集到的卵母细胞在体外培养到        期即可通过显微操作将其细胞核去除。
⑷早期胚胎的培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及         等物质。
⑸如果想同时得到多头绿色荧光蛋白转基因克隆猪，可通过胚胎分割技术得以实现。但应选择             的早期胚胎进行操作，且要注意             ，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
⑹与一般的繁育良种动物方式相比较，胎移植的优势是                      。

糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”。
　　（1）目前对糖尿病I型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是（　　）

A．甲状腺激素

B．胰岛素

C．胰高血糖素

D．性激素

　　（2）在人体的胰腺内，产生的这种激素的细胞群，称为_________。
　　（3）这种治疗用的激素过去主要从动物（如猪、牛）中得到。自70年代遗传工程（又称基因工程）发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产，其操作的基本过程如下图所示：

　　①图中的质粒存在于细菌细胞内，从其分子结构看，可确定它是一种_________。根据碱基配对的规律，在连接酶的作用下，把图中甲与乙拼接起来（即重组），若a段与d段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA，则b段与c段分别是________________。
　　②细菌进行分裂后，其中被拼接的质粒也由一个变成二个，二个变成四个……，质粒的这种增加方式在遗传学上称为________________。目的是基因通过活动（即表达）后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素。这是因为基因具有控制______________合成的功能。它的过程包括__________和__________两个阶段。

(8分)【生物——现代生物科技专题】普通稻米不含维生素A，因此在以稻米为主食的地区，人们往往由于缺乏维生素A而出现健康问题。有人将相关的基因导入水稻体内使其生产的稻米含有丰富的β-胡萝卜素（在人体内可转化为维生素A），因其颜色金黄而被称为“金米”。请回答：
⑴培养“金米”所采用的技术是            。该技术的核心是         ，需用的工具酶有          。
⑵若将目的基因导入水稻的受体细胞，可通过           技术培养成幼苗，这一技术的理论基础是              。
⑶从理论上讲，能否将控制合成β-胡萝卜素的相关的基因导入动物细胞内并使其表达？为什么？                                          。

在药品生产中，有些药品如干扰素、白细胞介素、凝血因子等，以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价格十分昂贵，而且产量低，临床供应明显不足。自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因，使之与质粒形成重组DNA，并以重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些工程菌，可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品。请分析回答：
（1）在基因工程中，质粒是一种最常用的____________，它广泛地存在于细菌细胞中，是一种很小的环状DNA分子。
（2）在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具包括限制性内切酶、_________________和______________________。
（3）在将质粒导入细菌时，一般要用___________处理细菌，以增大_____________。

原有基因通过DNA重组技术得以改造的动物称为转基因动物。现在这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，人类控制蛋白质合成的基因可以替代羊染色体上的相似基因，右图表示了这一技术的基本过程。请回答：

（1）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊染色体内，原因是               。
（2）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是                            。
将人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中的酶是                      。
（3）将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于
                         。
（4）举出两例说明转基因技术的应用：
①                                                                    ；
②                                                                    。
（5）假设人体蛋白质基因含有12000个碱基对，则该基因控制合成的蛋白质共有    个氨基酸。

白细胞介素-2是辅助性T细胞在抗原或有丝分裂因子刺激下产生的一种淋巴因子，是一种多肽分子。它可以使T和B淋巴细胞，自然杀伤细胞、细胞毒性T细胞增加，活化体内杀伤细胞，具有很强的抗肿瘤和抗病毒作用，还可以促使NK细胞产生干扰素，促进这些杀伤细胞杀伤肿瘤细胞的清除被病毒感染的细胞。用基因工程和微生物培养方法获得的白细胞介素-2在临床上主要用于治疗肿瘤和抗病毒作用。
(1)除白细胞介索-2外，淋巴细胞产生的淋巴因子还有_____________；白细胞介素-2主要参与的免疫是_____________。
(2)传统生产白细胞介素-2的方法是从人体血液的白细胞中提取，每300L血液中只能提取出lmg的白细胞介素-2，应用基因工程方法生产白细胞介素-2可以大幅度地增加产量。应用基因工程方法生产白细胞介素-2，首先要提取__          ______，最终获得的是含有合成的细胞介素-2基因的“工程菌”。然后再通过______工程手段培养“工程菌”，使其生产出白细胞介素-2。

《“十一五”将建12项重大科技基础设施》被2007年12月28日评为2007年国内十大科技新闻之一，其中的12项中的一项为“蛋白质科学研究设施”。这是由于随着人类基因组计划的进展以及多种生物基因测序工作的完成，人类跨入了蛋白质时代。对蛋白质的研究和应用，首先需要获得高纯度的蛋白质。请回答下列问题：
（1）蛋白质的提取和分离一般分为四步：_________、________、_________和纯度鉴定。
（2）如果要从红细胞中分离出血红蛋白，实验前取新鲜血液要在采血容器中预先加入柠
檬酸钠，这样做的目的是__________________________________。
（3）血红蛋白的提取又可以细分为：红细胞的洗涤、______________、分离血红蛋白溶
液和_______。其中分离血红蛋白溶液时需要用到_______（仪器）分出下层红色透明液体。
（4）装填凝胶色谱柱时，要注意色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现有气泡必须重新装。
这是因为____________________________________________。

白细胞介素2是淋巴细胞产生的一种淋巴因子，用基因工程和微生物培养方法获得的白细胞介素2在临床上主要用于治疗肿瘤和感染性疾病。请完成有关问题。
（1）除白细胞介素2外，淋巴细胞产生的淋巴因子还有________。
（2）传统生产白细胞介素2的方法是从人体血液的白细胞中提取的，每300 L血液中只能提取出1 mg的白细胞介素2，应用基因工程方法生产白细胞介素2可以数十倍地增加产量。应用基因工程方法生产白细胞介素2 ,首先要提取________，完成此过程的工具酶是________，最常用的运载体是________，重组的 DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须________才能说明目的基因完成了表达过程。 
（3）提取白细胞介素2应在细菌生长的________期，在细菌生长的________期，其代谢旺盛，个体形态和生理特征比较稳定，是选择生产留种和科研材料的时期。

基因兴奋剂是难于检测的兴奋剂，是奥运会反兴奋剂的难题。科学家发现一种AGTN3的基因，其等位基因R能提高运动员的短跑成绩，其另一等位基因E则能提高运动员的长跑成绩。请回答：
（1）基因AGTN3变成基因R或E的现象在遗传学上称为            ，该现象发生的本质原因是DNA分子发生了            。
（2）若一个家庭中，父母都具有E基因，善长跑；一个儿子也具有E基因，善长跑；但另一个儿子因不具有E基因而不善长跑。据孟德尔理论，这种现象在遗传学上称为         　 。并由此可见，E基因对AGTN3基因具有            作用。
（3）若一对夫妇注射了R基因都提高了短跑成绩，则他们在这以后所生子女具有R基因的概率为      。

A．100％

B．75％

C．25%

D．0

（4）科学考察发现，在多狮豹的非洲某部落，基因R出现的比例较大，而基因AGTN3出现的比例却较少。这一事实表明，在该部落的进化过程中具有         基因的个体更容易适应当时的环境而生存。请据根据达尔文的自然选择学说，结合该地区的自然条件简述该基因比例上升的大致过程。

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），据图回答下列问题。

（1）将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有          种DNA片段。
（2）图中②表示 HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得      种重组质粒；如果换用Bst l与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得          种重组质粒。    
（3）目的基因插入质粒后，不能影响质粒的              。
（4）图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的T—DNA导人植物细胞，并防止植物细胞中             对T—DNA的降解。
（5）已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞                            。 
（6）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
                基因频率的增长速率。