高中生物生物技术中的伦理问题综合题

人红细胞生成素（htPA）是一种重要的蛋白质，它可以治疗贫血症，可通过转基因技术大量生产。下图是通过转基因羊生产红细胞生成素的过程。请据图回答：

（1）若需在短时间内获得较多的红细胞生成素基因，通常采用       技术。将该基因导入受精卵常用的方法是         。
（2）红细胞生成素基因与质粒用       限制性核酸内切酶切割后，通过DNA连接酶连接，构建基因表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞的DNA，可采用        技术。
（3）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其     。采集的精子需要经过         处理，才具备受精能力。
（4）为了获得多个相同的转基因母羊，常采用     的方法，该方法操作的最佳时期是胚胎发育的         期。

埃博拉病毒（EBO）呈纤维状， EBO衣壳外有包膜，包膜上有5种蛋白棘突（VP系列蛋白和GP蛋白），其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。EBO结构及基因组如下图所示。目前尚无针对该病毒的特效药或疫苗。

（1）埃博拉病毒（EBO）的遗传物质是   ，EBO病毒容易变异的原因是         。
（2）科研人员利用经EBO免疫后小鼠的            细胞与鼠的瘤细胞进行杂交，获得纯净的单一品种抗体，其特点是                                    ，可以用此抗体与药物制成“生物导弹”，抗击埃博拉病毒（EBO）。
（3）下图表示转基因技术生产埃博拉病毒蛋白疫苗与重组病毒粒子疫苗的基本过程。

①该技术的目的基因最好选择               。
②实验发现，用昆虫细胞替代酵母菌承担辅助重组质粒与重组病毒的共转染，也能收集到目的基因表达的蛋白质，这一现象说明                      。
③以EBO病毒包膜蛋白作为疫苗比较安全，其原因是                         。
④重组病毒中须除去腺病毒复制激活基因（E），目的是使重组病毒不能在人体内               ，提高了疫苗的安全性。

下图为吉林大学农学部奶牛繁育基地成功培育出的一头携带转人赖氨酸基因的克隆牛“织女”的大致过程，请据图回答问题。

（1）克隆牛“织女”的诞生过程中涉及到的细胞水平的现代生物技术主要有:_________(至少答出两项）
（2）实施基因工程包括四个基本操作步骤，其核心步骤是_______，实现②过程的常用方法是_______
（3）现有-长度为1000碱基对(by)的DNA分子,用限酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000by，说明此DNA分子为_______(填“线性”或“环状”），用KpnI单独酶切得到400by和600by两种长度的DNA分子,用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNA分子。请绘出该DNA分子的酶切图谱的示意图:_______(请在图中标明限制酶的类型、酶切位点和碱基长度）。

人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图1是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，图2表示杂种细胞中基因的存在与人体染色体间的关系（注：“+”表示有，“—”表示无），请分析回答：

图1

（1）制备单克隆抗体用到的生物学技术有               。图1中给小鼠注射的HCG相当于           ，①过程常采用的方法有             （至少答2点）。

（2）科研人员发现形成的杂种细胞中小鼠的染色体会随机丢失，各种杂种细胞保留小鼠染色体的种类和数量是不同的，对杂种细胞进行染色体和基因关系分析的结果如图2。据此推测，2号染色体上有         基因，能无限增殖的各种细胞系有            。
（3）在④之前要进行抗体筛选的目的是                                         ，在此过程生产的单克隆抗体可以与                          特异性结合，从而诊断早孕。

人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

（1）过程①代表的过程是   。过程②代表的过程是            
（2）过程③构建A基因重组载体时，必须使用     、      两种工具酶。
（3）过程⑥发生的生理过程是         、           
（4）过程⑦的实验技术名称是           ，过程⑦依据的原理是           。需用              促进X的形成。
（5）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的     所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒，与已知病毒       进行比较；或用图中的       进行特异性结合检测。

嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
（1）PCR扩增bglB基因时，选用        基因组DNA作模板。
（2）如图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入           和          不同限制酶的识别序列。

Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
（3）据图1、2可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会             ；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在             （单选）。

A.50℃     B.60℃      C.70℃      D.80℃

如图是利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白的图解，根据下图回答：

（1）在形成图中③的过程中，我们称②为____________，获取②的途径主要有                 
____________________________________________________________。
（2）人血清白蛋白的生产说明该工程突破了自然界物种之间的______________，在基因表达载体中，人的血清白蛋白基因前端必须要有__________________。
（3）对①处理后的分散细胞进行培养，通常要在培养液中添加一定量的_______，此外应定期      
                   ，以便保证被培养的细胞处于__________的环境中。

请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、      _____________ 、_______________以及在母体中发育和产出等过程。
（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。培养的卵母细胞需要发育至_________________，该时期在显微镜下可观察到__________________和第一极体。
（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是              。受精过程通常在_____________________溶液中进行。
（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是              、基因表达载体的构建、              和              。若要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、_____________、_______________、_________________和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_____________________，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是__________________（受精卵、乳腺细胞）。

天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
（1）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是_______________，该项方法要用____________________作探针进行检测。
（2）采用PCR技术可对目的基因进行体外扩增。该反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg²⁺)、水、4种脱氧核苷酸、引物、__________和____________。假如引物都用³H标记，从理论上计算循环4次，所得DNA分子中含有³H标记的DNA占__  __。
（3）已知BamHⅠ与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示，用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作，若干循环后__________序列明显增多。

（4）基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，_______________却能生产自然界不存在的新的蛋白质，但最终还须通过改造基因来实现，原因是________      _________。

据近日《每日科学》网站报道，英国牛津大学科学家最近发现了一种“改造”病毒的新方式，可按需要剔除病毒的关键毒性，并保持其复制能力，使其成为杀死癌细胞却不伤害健康细胞的“安全卫士”。这将为癌症治疗的改进提供新的平台，也将为新一代抗病毒疫苗的研制奠定良好基础。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：(11分)

（1）②过程可以通过_______技术大量扩增A基因，该技术的原理是___________。
（2）过程③构建A基因重组载体时，必须使用限制酶和_________两种工具酶。
（3）若受体细胞为动物细胞，过程④常用的方法是___________，A蛋白属于____________性物质。
（4）过程⑦运用了________________技术，该过程技术的原理是________________。
（5）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_______________所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒，与已知病毒进行______________比较；或用图中的______________进行特异性结合检测。

科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，番茄耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点。下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(amp^r为抗氨苄青霉素基因)，其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞，请据图作答。

（1）图中涉及的技术有：_______________________________(答出两点)。
（2）在构建基因表达载体时，可用一种或多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用_________________，分别对目的基因和质粒进行切割，切割后产生的DNA片段分别为_______、_______种。
（3）图中I amp^r基因的目的是________________，除了amp^r、鱼的抗冻蛋白基因以外，还应具有的结构是_____________、_______________。
（4）研究人员通常采用_____________法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用_______________技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。

根据现代生物技术知识回答：
（1）“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。在体外受精时，精子首先要进行___________处理；卵母细胞则要培养到减数第二次分裂中期才能与精子结合。采用__________技术，能得到“同卵双胞胎”。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_________________。
（2）用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是10代以内的细胞一般能保持_________________，可以保证供体细胞正常的遗传基础。
（3）应用修复技术治理镉污染的土壤，可以进行植物修复。常选择种植菊芋等耐镉植物，这体现了生态工程的_____________原理。植物中积累的镉会通过食物链的富集作用造成危害，所以不能用修复地的植物饲喂动物。
（4）利用基因工程技术可使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，其核心步骤是____________________。科学家将生长激素基因和牛乳腺蛋白基因的______________、终止子等重组在一起，通过______________方法导入牛的受精卵中。

人类的X染色体上的有一个色觉基因（A），能编码两种光受体蛋白：吸收红光的受体蛋白和吸收绿光的受体蛋白；在7号染色体上还有编码蓝光受体蛋白的基因（D），这三种光受体蛋白分别在三种感光细胞中表达，当一定波长的光线照射到视网膜时，这三种感光细胞分别产生不同程度的兴奋，然后通过视神经传至视觉中枢，即可产生某种色觉。当A基因突变为隐性基因a时，人不能分辨红色和绿色；当D基因突变为隐性基因d时，人不能分辨蓝色；当D基因和A基因都发生突变时，此人即为全色盲。
（1）对三种感光细胞来说，不同波长的光作为      ，能引起其膜       变化，导致感光细胞内的一系列生理反应。
（2）D，d基因和A，a基因的遗传遵循             定律，当夫妇双方的基因型为DdX^AX^a和DdX^AY时，他们生一个全色盲孩子的概率是        。
（3）X染色体上还有一个编码凝血因子Ⅸ的基因（H），该基因突变为隐性基因h时，凝血因子Ⅸ失去活性，从而引起血液无法凝固，这是一种血友病，称为血友病B；以下是B.Rath在1938年调查的一个家系的系谱图（2号在调查时已经死亡，且只知道其为血友病B患者，不知其是否为红绿色盲患者）：

分析系谱图可知，II代3号个体在形成生殖细胞时，      染色体一定发生了       。若2号只为血友病B患者，则3号的基因型是       ，在这种情况下，若3号再生一个男孩，只患一种病的可能性比两病兼患的可能性要        （填“大”或“小”或“一样大”）。
（4）采用基因治疗的方法有可能为治疗血友病B带来曙光，将          与运载体相结合，然后将其导入造血干细胞中，体外培养后输回人体，患者血液中即可检测到凝血因子Ⅸ。

请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、      _____________ 、_______________以及在母体中发育和产出等过程。
（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。培养的卵母细胞需要发育至_________________，该时期在显微镜下可观察到__________________和第一极体。
（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是              。受精过程通常在_____________________溶液中进行。
（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是              、基因表达载体的构建、              和              。若要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、_____________、_______________、_________________和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_____________________，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是__________________（受精卵、乳腺细胞）。

天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
（1）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是_______________，该项方法要用____________________作探针进行检测。
（2）采用PCR技术可对目的基因进行体外扩增。该反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg²⁺)、水、4种脱氧核苷酸、引物、__________和____________。假如引物都用³H标记，从理论上计算循环4次，所得DNA分子中含有³H标记的DNA占__  __。
（3）已知BamHⅠ与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示，用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作，若干循环后__________序列明显增多。

（4）基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，_______________却能生产自然界不存在的新的蛋白质，但最终还须通过改造基因来实现，原因是________      _________。