高中生物生物技术中的伦理问题综合题

【生物：选修3现代生物科技专题】
科学家从某无限增殖的细胞中分离出无限增殖调控基因(prG)，该基因能激发细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答下列问题：
(1)利用_________________技术制备单克隆抗体，常用聚乙二醇、_____________、电激等诱导因素诱导细胞融合。再经多次筛选和细胞培养获得足够数量的能分泌所需抗体的________________细胞。
(2)有人提出用核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，请完成设计方案：
①取________________细胞的细胞核，移植到去核的能够________的细胞中，构成重组细胞。(假定移植后细胞核中基因的表达状态不受影响)
②将重组细胞在________条件下做大规模培养或注射到小鼠________内增殖，以获得大量单克隆抗体。
(3)也有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因(prG)来制备单克隆抗体，其思路如图所示。

①酶A是指______________，酶B是指____________。
②图中Ⅰ表示________________，对Ⅱ进行检测与鉴定的目的_________，Ⅲ具有的特点是__________________________。

【生物——选修3现代生物科技专题】人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面抗原仍可引起免疫排斥反应。如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因（Anti基因）“反向处理”并人工合成reAnti基因（ Anti基因的模板链和reAnti基因的模板链碱基序列互补），把reAnti基因转入猪纤维细胞，做成转基因克隆猪的培育过程示意图。请回答下列问题：
 
（1）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内转录，应在人工合成的reAnti基因的首段连接                     。
（2）图中转基因克隆猪不含有猪抗原的实质是reAnti基因抑制了Anti基因的       （填“转录”或“翻译”）过程。
（3）图中①、②过程涉及的现代生物技术中，核心步骤是                          。
（4）从猪中取出胎儿成纤维细胞，用               酶处理，然后进行分散培养。培养时，除需要适宜的营养、温度和PH、适宜的气体等条件外，还需要加入               等天然成分。
（5）过程④需要用到               法。
（6）图中④、⑤、⑥过程涉及的现代生物技术依次为                               技术、                         技术和                                 技术。

[生物—选修3生物技术实践]
材料一  人类可利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素-COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于果实专一性启动子的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。
材料二：T₄溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T₄溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T₄溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T₄溶菌酶的耐热性。
（1）材料一中基因工程操作是采用___________方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因中编码氨基酸的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，这是因为_____________________________。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用____________技术。
（2）根据上述描述，转基因操作时所用的载体是_____________________，载体上的____________可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
（3）材料二属于               工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对           进行改造，或制造一种             的技术。

[生物——选修3：现代生物科技专题]
目前栽培的主要香蕉品种是三倍体或多倍体，不结种子，因此无性繁殖成了主要种植方式。长期以来，香蕉生产遭受病害的严重威胁，制约了其发展。为提高其产量，某生物小组利用转基因技术培育抗病香蕉。培育过程如图所示，

（1）获得抗病基因后，常利用         技术进行扩增，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成              。该技术需要的酶是        酶。
（2）将目的基因导入植物细胞常用的方法有多种，图中所示方法为              。欲检测转基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因，可采用            技术。
（3）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。
（4）香蕉的抗病性状主要存在野生的二倍体香蕉品种中，但绝大多数香蕉抗病性状的分子背景尚不清楚。小组同学认为还可以利用      技术将三倍体香蕉体细胞与二倍体香蕉体细胞进行融合培育抗病香蕉，该技术常用的化学诱导剂是    。

[生物——选修3：现代生物科技专题]请回答下列有关基因工程、细胞工程和胚胎工程方面的问题：
（1）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人的干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因的启动子、人干扰素基因、终止子、             等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的             （填“受精卵”或“乳腺细胞”），导入方法是                        。真正被用做载体的质粒，都是在天然质粒的基础上             的。
（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。另外，培养的卵母细胞需要发育至         ，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
（3）利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是                  。
（4）运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，去除表面的           ，使之分散成单个细胞。胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，胚胎干细胞在              细胞上培养，能够维持不分化的状态。

水稻白叶枯病是由白叶枯病菌感染所致。研究发现，野生稻中存在抗白叶枯病的性状。利用基因克隆技术从野生稻中克隆得到对白叶枯病的抗性基因，并转入水稻细胞，获得转基因水稻植株。选取甲和乙两个抗白叶枯病的转基因植株，分别自交，结果见下表。

请回答：
（1）白叶枯病菌属于细菌，其细胞内DNA主要位于       部位。
（2）抗白叶枯病基因在转录时，首先是RNA聚合酶与该基因的某一          相结合，转录后的RNA需在         中经过加工才能成为成熟的mRＮＡ。翻译时，   认读mRNA上决定氨基酸的密码子，并沿着mRNA移动，一条mRNA上往往串联着若干个核糖体同时进行翻译，这些核糖体上翻译出来的多肽的氨基酸序列         。（相同/不同）
（3）如果转入水稻的抗性基因都能正常行使功能，乙的自交子一代中不抗白叶枯病植株的比例显著比甲的低，其可能的原因是                    。从基因组成看，亲本乙能产生    种配子。
（4）请用遗传图解写出甲植株与非转基因植株杂交获得F₁的过程（假设：抗性基因为R⁺、无抗性基因为R^-）。

(生物——选修3：现代生物科技专题)
请回答下列有关生物工程方面的问题：
（1）目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中，一般通过           （物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到            阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。
（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。另外，培养的卵母细胞需要发育至         ，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
（3）将已免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选，一次是通过     培养基筛选出杂交瘤细胞，另一次是通过____________筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。
（4）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、         、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的          （填“受精卵”或“乳腺细胞”）。

1990年，美国对一名患有严重复合型免疫缺陷症的4岁女孩实施基因治疗。该患者先天腺苷酸脱氨酶（ada）基因缺乏，导致她患重症联合免疫缺陷病（SCID）。她不能抵抗任何微生物的感染，只能在无菌条件下生活。下图表示治疗SCID的过程，请据图回答下列问题：

（1）①过程可以通过       技术从携带人正常ada基因的细菌群中获得并扩增ada基因。
（2）图中的病毒b相当于基因工程中的            。
（3）将病毒b感染T淋巴细胞时，要使含ada基因的DNA整合到T淋巴细胞的      上。对转化成功的T淋巴细胞进行扩大培养时应定期        ，以防止细胞代谢产物积累对细胞自身的伤害。
（4）由于过程③中分离出来的细胞具有           的特点，因而可以分化为包括造血干细胞在内的任何一种组织细胞。

[生物－选修3：现代生物技术专题]
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食用后，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______、______。
(2)在图示过程中，需要用到限制酶的是流程 [     ]；导入目的基因的步骤是流程[     ]。
(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)在图示过程中，涉及脱分化和再分化的是流程[      ]，脱分化和再分化培养基的本质差异是_________。
(5)从细胞、个体水平判断该基因工程成功的依据分别是   ___、 ____   。
(6) 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：____________。

普通番茄细胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生的多聚半乳糖醛酸酶会破坏细胞壁，使番茄易软化，不耐储藏。下图1为科学家通过基因工程技术，培育抗软化番茄新品种的操作流程的部分示意图，图2为番茄细胞抗软化机理示意图。据图回答下列问题：

（1）过程①需要的工具酶有       ，过程③目前采用最多的方法是           ，目的基因导入受体细胞后是否可以稳定维持和表达抗软化特性，还需要进行                。
（2）抗软化番茄细胞在组培时需要经过          过程才能诱导出试管苗，其培养基中加蔗糖而不加葡萄糖的目的是                 。
（3）根据图2分析，番茄抗软化的原理是两个基因转录出的mRNA      ，从而阻断了     的表达。
（4）上述抗软化番茄可通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给近缘植物而造成基因污染，其原因是           。

H18杂交瘤细胞产生的抗人肝癌单克隆抗体HAb18对于人体肝癌的靶向治疗具有重要的意义，但H18杂交瘤细胞在培养过程中的凋亡现象制约着细胞的高密度培养以及生产能力的提高。通过基因工程可改造H18杂交瘤细胞的抗凋亡能力，相关研究步骤如下：
①细胞培养：将人肝癌细胞在含10%小牛血清的培养液中培养。一段时间后，用胰蛋白酶处理培养液，漂洗后调整细胞悬液浓度为1×10⁷个·mL^－1。
②免疫小鼠：向小鼠体内注射肝癌细胞悬液0.8mL，以后每隔2周免疫1次，共3次，最后一次免疫后3天，取脾脏制成细胞悬液备用。
③细胞融合及筛选：将脾脏细胞悬液和骨髓瘤细胞悬液在50%PEG作用下进行融合，筛选出能产生抗人肝癌单克隆抗体HAb18的H18杂交瘤细胞。
④改造H18杂交瘤细胞：利用PCR技术获得小鼠的bcl-X_L基因（抗凋亡基因），构建表达载体，通过脂质体法导入H18杂交瘤细胞，再筛选出抗凋亡能力明显提高的H18杂交瘤细胞。
请分析回答：
（1）步骤①肝癌细胞培养液中加入小牛血清的目的是          ，培养液中还需加入一定量抗生素的目的是                      。
（2）步骤②中，肝癌细胞免疫小鼠需在一定时间内间隔注射3次，其目的是              。
（3）步骤③中，除了用50%PEG促进细胞融合外，常用的生物诱导因素是              。步骤④中通过脂质体法将表达载体导入H18杂交瘤细胞的原理是                   。
（4）与普通抗肝癌药物相比，用抗人肝癌单克隆抗体HAb18与相应抗癌药物结合制成的“生物导弹”治疗肝癌的主要优点是                            。
（5）乙醇有诱导细胞凋亡的作用。为了建立H18杂交瘤细胞凋亡检测模型，科研人员利用不同浓度的乙醇溶液诱导H18杂交瘤细胞凋亡，其结果如右图所示。

抗凋亡细胞株的建立与筛选应选择的条件是                   。

下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。请据图回答：

（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在       酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在        作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的         序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的           序列，再通过化学方法合成所需基因。
（2）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有      、      、4种脱氧核苷三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
（3）由A和载体B拼接形成的C通常称为                                 。
（4）在基因工程中，常用Ca^2＋处理D，其目的是                             。

(10分)某质粒上有SalⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。

（1）在构建重组质粒时，应选用               两种限制酶对          进行切割，然后进行连接，以保证重组DNA序列的唯一性。（每空2分）
（2）为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，应在培养基中加入     ，理由是          。
（3）将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用              技术，即通过         和      两个主要过程最终形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加    。

酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：

（1）图中获得C需要用到的酶有____________和____________，筛选含重组质粒的酵母菌需要在含有____________的培养基上进行。
（2）该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于______。
（3）从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用____________方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是________。
（4）此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况_________________________。
（5）除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？
_________________________________。

【生物——选修3：现代生物科技专题】
（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤，其中的核心步骤是               ；
（2）若要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的       中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的         上。植物组织培养的主要原理是植物细胞具有                    ，具体过程是在            和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件， 诱导其经过             产生愈伤组织等，最终形成完整的植株。
（3）在哺乳动物的核转移实验中，通过一定的措施将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到             阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内。
（4）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理（至少答两项）：                                        。