高中生物生物技术中的伦理问题综合题

“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生优育开辟了新的途径。据此回答：
（1）在体外受精时，精子首先要进行________处理；卵细胞则要培养到_________ (时期)才能与精子结合。
（2）采用__________________技术，能得到“同卵双胞胎”。
（3）如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别，将会破坏人类正常的_______。
（4）要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，科学家将___________和乳腺蛋白基因的________、终止子等重组在一起，通过显微注射等方法导入牛的受精卵中。
（5）动物细胞工程中，重组细胞在体外培养时，培养液中除了加入诱导物外，还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、___________等物质，恒温箱中加入CO₂的作用是__________________________。

[生物一现代生物科技专题] (10分)
利用基因工程技术可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。下图表示科学家将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，并通过一系列技术手段制备生物乳腺反应器的流程图，请回答相关问题：

（1）图中将构建完成的基因表达载体导入绵羊受精卵所用的方法是___________________________。
（2）图中的A过程包括_________________和___________________技术。进行A之前必须对胚胎进行DNA分析________________鉴定，以获得能够符合生产要求的个体。
（3）为了鉴定目的基因是否成功表达，必须进行抗原-抗体杂交，目的蛋白相当于___________。

[生物－选修3：现代生物科技专题]研究发现，转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫取食后，在消化道中被蛋白酶水解后产生具有毒性的活性肽，与昆虫细胞上的受体结合，使渗透压失衡，导致昆虫死亡。下图表示利用细菌中抗虫基因获取抗虫玉米的部分过程。其中①—⑧表示操作流程，a、b表示分子，c—e表示培养过程,其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养。(括号内填编号，横线上填字母或文字)

(1)在图示的过程中，涉及到的生物技术包括基因工程和____             __。
(2)在图示过程中，需要用到限制酶的是流程[     ]            
(3)在流程⑤中，细菌不断分裂产生更多细菌，该步骤的主要目的是___________。
(4)从细胞、个体水平判断该基因工程成功的依据分别是   ___、 ____   。
(5)结合题意，分析美国批准种植该转基因抗虫玉米的生物学原理：____________。

回答下列有关基因表达和基因工程问题。
随着科学技术的发展，人类可以根据需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果。图1表示利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的培育过程。

（1）获取②的途径主要有_____________________________。
（2）若将③体外培养，则必要的条件是                         。(至少写2个)
（3）受体用未受精的卵细胞的原因是                                。
（4）过程③到④常用            (方法)进行。
（5）⑥与⑦的遗传性状是否相同，原因是_________________________________。
图2为3种质粒和1个含目的基因的DNA片段。图中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(0.7 Kb)、PvuⅠ(0.8 Kb)为限制酶及其切割的位点与复制原点的距离。复制原点是在基因组上复制起始的一段序列。（1 kb＝1000个碱基对长度。）
 
（6）图2中质粒A、C一般不能作为此目的基因运载体的原因是             。
（7）据图分析，要将目的基因和质粒B形成重组质粒，需用图2中       限制酶。所形成的重组质粒再用EcoR I完全酶切，并进行电泳观察，可出现的片段长度有（   ）（多选,2分）
A．1.1 kb和5.6kb    B． 2.7 kb和4.0kb kb    C．3.1kb和3.6   D． 3.7kb和3.0kb

(12分)【生物——现代生物科技专题】下列是利用植物生产抗艾滋病病毒的药物过程，请据图回答：

(1)获取目的基因的常用方法是____________________、___________________和PCR技术扩增。若用PCR技术扩增抗旱基因，需要用到的酶是___________________。
(2)图中构成B的组件除抗旱基因、启动子、终止子外，还有______________________，在构建此结构时A基因和Ti质粒结合的部位是___________________________________。
(3)图中③目的基因导入烟草细胞的方法是_______________________________________，除此之外导入植物受体细胞的方法还可以是_____________________________________。
(4)含有目的基因的受体细胞培养成烟草植株的培养基中，除加入一定的营养成分外，还需要添加________，同时除提供适宜的温度、光照和氧气等环境条件外，成功的关键是_____________________________。
(5)与该培养过程所用培养基相比，用于动物细胞培养的培养液除含有水分，无机盐、糖类、维生素以及氨基酸之外，还需要添加_______________________。

【生物——选修3 现代生物科技专题】(15分)
（1）目的基因主要是指         的基因，也可以是一些具有          的因子。
（2）        是基因工程的核心，cDNA文库属于     基因文库，
（3）科研人员利用蛋白质工程合成速效胰岛素，该技术的实验流程为：
 
①其中，流程A是                   ，流程B是                  。
②与基因工程相比较，蛋白质工程的优点是：                          。
③由图可知，要改造蛋白质结构，最终是通过改造基因来实现的。请说明原因：
                                                                 

P5CS是植物合成脯氨酸的关键酶，脯氨酸有助于植物抵御干旱。下图是将P5CS基因转入烟草细胞获得耐旱烟草植株过程的示意图。

请回答:
（1）要将P5CS基因成功插入Ti质粒中，Ti质粒的         中应含有HindⅢ、SalⅠ限制酶切割位点。
（2）检测P5CS基因是否整合到烟草细胞染色体DNA上，采用      技术，转基因是否成功可以直接在个体水平上对转基因植物与非转基因植物的          性能进行比较。
（3）将转入P5CS基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用________技术，愈伤组织通过再分化发育成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加            。

逆转录病毒载体是目前应用较多的动物基因工程载体之一。运用逆转录病毒载体可以将外源基因插入到受体细胞染色体，使外源基因随染色体DNA一起复制和表达。研究发现逆转录病毒基因组（RNA）的核心部分包括三个基因：gag基因（编码病毒的核心蛋白）、pol基因（编码逆转录酶）、env基因（编码病毒的表面糖蛋白）。位于这些基因的两端有LTR序列（含有启动子、调节基因等），控制着逆转录基因组核心基因的表达及转移。如图是构建逆转录病毒载体及用于培育转基因小鼠的过程。回答下列问题：

（1）逆转录病毒的遗传信息储存在                 ；过程①原料是           。
（2）过程②中，外源基因一定要插入到病毒DNA的LTR序列中的启动子后，其主要目的       。
（3）过程③中，导入病毒蛋白编码基因（gag，pol和env）的目的是                  。
（4）过程④中，逆转录病毒载体感染的细胞一般选择内细胞团细胞，因为这类细胞能                  。此时，早期胚胎处于                期。
（5）在胚胎移植前，需要对代孕母鼠进行         处理，才能使其生殖器官（子宫）适于早期胚胎的植入和正常发育。 研究中必须对嵌合小鼠进行筛选，只有能产生         的嵌合小鼠才能将获得的新性状遗传给子代。

【生物一选修3：现代生物科技专题】下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：

(1)在基因工程中，A表示目的基因的获取，通过________可大量产生。B表示构建的________________，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及___________等。
(2)B→C为转基因绵羊的培育过程，其中②过程常用的方法是_____________，使用的绵羊受体细胞为________，④用到的生物技术主要有_______________和________________。
(3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程，其中③过程常用的方法是_____________，⑤过程用到的技术是_____________，要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，在棉花细胞中是否成功表达，从分子水平上鉴定可以用采用的方法是_____________

【生物——选修3：现代生物科技专题】植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：
（1）理论上，基因组文库含有生物的     基因；而cDNA文库中含有生物的     基因。
（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中     出所需的耐旱基因。
（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过         法将其导入植物     的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的      ，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的        是否得到提高。
（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了            （填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。

【生物--选修3：现代生物技术专题】
已知生物体内有一种蛋白质（），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（）不但保留的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得基因的途径有修饰基因或合成基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过和             ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，在经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物        进行鉴定。

纤维素分子不能进入酵母细胞，为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精，构建了含3种不同基因片段的重组质粒，下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。

据图回答：
(1)本研究构建重组质粒时看选用四种限制酶，其识别序列如下图，为防止酶切片段的自身环接，可选用的限制酶组合是或

A．	①②	B．	①③
C．	②④	D．	③④

(2)设置菌株Ⅰ为对照，是为了验证不携带纤维素酶基因。
(3)纤维素酶基因的表达包括和过程，与菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有。
(4)在以纤维素为唯一 $C$ 源的培养基上分别培养菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株不能存活，原因是。
(5)酵母菌生产酒精的细胞部位是，产生酒精时细胞的呼吸方式是，在利用纤维素生产酒精时，菌株Ⅳ更具有优势，因为导入的中重组质粒含有。使分泌的纤维素酶固定于细胞壁，减少因培养液更新二造成的酶的流失，提高酶的利用率。

将苏云金杆菌蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示（注：农杆菌中质拉上只有片段能转移到植物细胞中）。

（1）过程①需用同种酶对含基因的质粒进行酶切。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用培养基。
（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是。
（3）若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是。
（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是。种植转基因抗虫棉能减少的使用，以减轻环境污染。

回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。
如图 $A$ 所示，质粒 $pZHZ9$ 上含有X抗生素抗性基因（ $X^R$ ）和Y抗生素抗性基因（ $Y^R$ ）。其中 $X^R$ 内部含有限制酶 $KasI$ 识别序列， $Y^R$ 内部含有限制酶 $FseI、HpaII、NaeI、NgoMIV$ 识别序列，五种酶的识别序列如图 $B$ （▼表示切割位点），且这些识别序列在整个质粒上均仅有一处，目的基因内部不存在这些识别序列。
（1）若要将结构如图 $C$ 所示的目的基因直接插入到 $Y^R$ 内形成重组质粒 $pZHZ10$ ，则 $pZHZ9$ 需用限制酶切开。
（2）将上述切开的质粒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（对两种抗生素表现出抗性R或敏感性 $S$ ）包含（多选）。

A．

$X^R、Y^R$

B．

$X^R、Y^S$

C．

$X^S、Y^R$

D．

$X^S、Y^S$

（3）若用 $KasI和FseI$ 联合酶切重组质粒 $pZHZ$ 10（只含单个目的基因），则可能产生的酶切片段数为（多选）。
（4）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

【生物-现代生物科技专题】
是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：

（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是。
（2）构建含基因的表达载体时，需选择图1中的限制酶进行酶切。
（3）经酶切后的载体和基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、基因与载体正向连接、基因与载体反向连接（如图1所示）。为鉴定这3种连接方式，选择酶和酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测基因是否成功表达，可用相应的与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。