高中生物生物技术中的伦理问题综合题

(11分)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，再从中筛选出所需的耐旱基因;若利用PCR技术耐旱基因，需要在反应体系中添加的有机物质有        、       、4种脱氧核苷酸三磷酸和               ，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
（3）将耐旱基因导入农杆菌，常用Ca^2＋处理农杆菌，其目的是                      。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”）。

人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：

（1）htPA基因与载体用______________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用______________技术。
（2）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射            ，使其__________。采集的精子需要经过__________，才具备受精能力。
（3）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是__________。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行__________。利用                         技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的__________。
（4）若在转ht-PA基因母羊的羊乳中检测到__________，说明目的基因成功表达。

(8分)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)下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。

注：图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同
(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为________________________________。
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(4)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 ℃

注：酶的热稳定性是酶在一定温度下，保温一段时间后通过其活性的保持程度来反映的
Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中________(多选)。
A．仅针对bglB基因进行诱变
B．bglB基因产生了定向突变
C．bglB基因可快速累积突变
D．bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变

下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答：

（1）甲图所示为            技术，可以用来扩增目的基因。此过程中所使用的酶是         。
（2）乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有________、________。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是               。 在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。则C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入________。
（3）检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用标记的______与提取出的_____做分子杂交。

[选修3]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。下图为科学家将小型猪器官表面抗原基因（Anti）“反向处理”，并人工合成reAnti基因，转入猪成纤维细胞，做成转基因克隆猪的培育过程示意图，请据图回答：

（1）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内表达，应在人工合成的reAnti基因的首段连接                 。
（2）Anti基因的mRNA为…AUCGCCCG…—OH。将Anti基因“反向处理”后，人工合成的reAnti基因模板链为…ATCGCCCG…—OH，该基因转录出的mRNA为…            …—OH。分析可知，Anti基因与reAnti基因的mRNA可进行               。
（3）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      。
（4）过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞后，要通过DNA分子杂交技术，来检测reAnti基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的          上。
（5）从猪中取胎儿成纤维细胞，用       处理，然后进行分散培养。培养时，将培养瓶置于含           的混合气体培养箱中进行培养。

金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答：

(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有                      。
(2)经检测，被③侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经      。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术        ，依据的理论基础是                      。
(3)通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因?                   。

中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答：
（1）抗病毒烟草的培育应用了                  技术。
（2）在培育过程中，所用的基因“剪刀”是                 ，基因的“针线”是                 ，基因的“运载工具”是                 。
（3）烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了                 。
（4）烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响该基因的表达，从基因功能角度考虑，说明                                                  。

【生物选修3 现代生物技术】
回答下列与基因工程有关的问题：
（1）切割DNA的工具是            酶，这类酶主要是从            中分离纯化出来的。若切割形成的是平末端，则需要用       DNA连接酶连接。
（2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有       ________    、      _    以及标记基因等，标记基因的作用是                              。
（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是                  ，此外还可以采用                  法和                    法。

医疗用的激素过去主要从动物（如猪、牛）体中得到。自20世纪70年代遗传工程（又称基因工程）发展起来以后，人们开始采用高新技术生产，其操作的基本过程如图所示。

（1）基因工程中，完成基因的剪切的酶是_________________，完成拼接的酶是___________________。
（2）图中质粒存在于细菌细胞内，从其分子结构看，可确定它是一种____________。
（3）细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒由一个变成二个，再变成四个质粒的这种增加方式在遗传学上称为____________。若将人的生长激素基因导入细菌体内，该基因在细菌体内经过__________和__________两个过程，最终合成人生长激素，该过程可说明基因能控制_______________的合成。
（4）20世纪90年代，英国科学家成功得到克隆羊“多利”，这说明哺乳动物高度分化的体细胞的_______具有_____________性。

科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图所示。


（1）基因工程的核心是_____________________________。
（2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了___________         法，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。这种导入方法首先必须用_____    处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态细胞。
（3）如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的卵细胞中_________    （填“一定”或“不一定”）含有抗病基因。

降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图。

在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
（1）Klenow酶是一种___________酶，合成的双链DNA有___________个碱基对。
（2）获得的双链DNA经EcoRⅠ（识别序列和切割位点-G^↓AATTC-）和BamHⅠ（识别序列和切割位点-G^↓GATCC-）双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它______________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是__________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有_______。
（3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是______________。
（4）上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是__________。

下图是某种动物蛋白工程的示意图，请分析回答：

（1）目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号       所示的过程，实现③过程的依据有              、                                。
（2）若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质中获取的mRNA，则④过程包括          ___________和诱导突变，以获得所需的目的基因。
（3）⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是             ，基因表达载体中除了目的基因外，还应有__________、__________、__________等。
（4）为获得较多的受精卵用于研究，⑥过程的处理方案是用         进行         。若⑥过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的卵母细胞在体外人工培养至                        ，如果从雌性动物的__________________获取的卵母细胞，则不需要培养成熟。
（5）为提高培育成功率，进行⑩过程之前，对受体动物的处理是__________________。

甲、注意，此题仅3、4、5、6、7、8班做
大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的运载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答问题。

(1)对已获得的目的基因可利用________技术进行扩增。
(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复________键。
(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是________；大肠杆菌需事先用Ca^2＋进行处理，目的是________________。
(4)将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上，培养基中加入氨苄青霉素的作用是筛选出________。
(5)若观察到培养基上出现________色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是________________

如图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tet^R表示四环素抗性基因，amp^R表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。

据图回答：
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________ (填字母代号)。

A．启动子

B．tet^R

C．复制原点

D．amp^R

(3)过程②可采用的生物技术是________________。
(4)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。

(10分）肺细胞中的let7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let7基因导入肺癌细胞实现表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。
                                                  
请回答
(1)进行过程①时,需用　　　　酶切开载体以插入let7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动let7基因转录,该部位称为　　　　。
(2)进行过程②时,需用　　　　酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于传代培养。
(3)研究发现,let7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2。据图分析,可从细胞中提取　　　　进行分子杂交,以直接检测let7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中　　　　(RAS mRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。