高中生物生物技术中的伦理问题综合题

（每空1分，共计6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）右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。

（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构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℃

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，上述育种技术获得热稳定性高的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基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变 Ｄ.bglB基因可快速累积突变

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：

（1）一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后，分别含有        个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越           。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是                                                    。
（4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止                  。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入        酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了                         。
（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在           的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。

回答下列有关问题：

（1）蛋白质工程被称为第二代基因工程，目前已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段，如图为蛋白质工程的流程图（自右向左），图中的步骤①和②分别为              、              。
（2）生物技术的迅猛发展挑战了原有的社会伦理道德秩序，引起了激烈的争论，对于设计试管婴儿与试管婴儿在技术手段上的区是                                         ，前者的生殖方式是                。
（3）下面是一个探究雾霾天气与肺癌的相关性的实验方案。（实验用具及材料：与雾霾天气类似的烟雾箱，大白鼠若干），请完成相关的内容。

	实验组	对照组
饲养空气条件	①	②
饲养其他条件	③
肿瘤成分检测	④定期抽血检测细胞表面的癌胚抗原或甲胎蛋白

表格中：①                                ②                     
③                                ④                      
由于与鼠还有一些诸如体重饮食生理等方面的差异、雾霾的成分也不一定完全相同、在雾霾中生活的时间等不确定因素，而且癌症的发病是一个非常漫长的过程，对于空气污染同癌症之间的关联，目前国际上也没有确定，所以我们认为：即使实验组的肿瘤成分检出高于对照组，也不能肯定得出“雾霾天气会导致人类肺癌”的结论。为了治疗雾霾，既要控制城市人口规模、还要考虑自然-经济-社会效益，遵循的生态工程建设原理分别是           、            。

【生物--选修3 现代生物科技专题】
下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图，据图回答，

（l）该生态工程体现了__________等生态工程的基本原理〔选答两项〕。
（2）通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益，要通过基因工程培育抗病甘蔗，需要的工具酶是___________，可通过_____________技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。若要检测转基因甘蔗细胞染色体上是否插入了日的基因，可采用_______________技术。若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用________技术进行检测，其依据的原理是______________。
(3)为大量繁殖良种猪，可采用胚胎移植技术。该技术，首先要对母猪注射_________，做超数排卵处理，以获得更多的良种猪卵毋细胞，然后培养到_____________期，与经过_________处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎培养到__________时期，再将胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生__________反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。

【选修3-现代生物科技专题】
美籍华人钱永健、美国的沙尔菲和日本的下村修因在研究绿色荧光蛋白（GFP）等方面的突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP会发出绿色荧光，该蛋白质在生物工程中有着广阔的应用前景。请据图回答相关问题：

（1）图中重组质粒的形成，需要用限制酶对目的基因和质粒进行剪切。如果限制酶Ⅰ的识别序列和切点（用“↓”表示）是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—；在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。质粒和目的基因经过上述两种不同的限制酶处理后，在DNA连接酶的作用下   　 （填“能”或“不能”）连接成重组质粒，理由是                            。
（2）在②过程中对转基因体细胞进行筛选，比较简易的方法是通过设备检测被培养的细胞                  ；绿色荧光蛋白在转基因体细胞的________中合成，写出这一过程中的遗传信息传递图解：_________________________________________。
（3）在③过程中培养重组细胞时，培养液中通常含有            、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
（4）在核移植过程中，供体细胞一般要选用传代到________代以内的转基因体细胞，原因是__________________________________________________________________；乙兔提供的细胞应是________________________。
（5）钱永健通过          工程技术，改变氨基酸排序，造出能吸收并发出不同颜色光的荧光蛋白，并能让它们发光更久、更强烈。

卡罗琳斯卡医学院2012年10月8日宣布，将2012年诺贝尔生理学或医学奖授予约翰格登和山中伸弥，以表彰他在“体细胞重编程技术”领域作出的革命性贡献。请回答下列问题：
（1）约翰格登于1962年通过实验把蝌蚪已分化体细胞的细胞核移植进入卵母细胞质中，并成功培育出“克隆青蛙”。由于动物细胞的全能性会随着动物细胞______程度的提高而逐渐受到限制，直到今天也还不能用类似_____         _（某种植物细胞工程的技术手段）的方法获得完整的动物个体。“克隆青蛙”的培育成功，说明了                     。
（2）山中伸弥于2006年把4个关键基因通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。在该技术中，逆转录病毒是这4个关键基因进入成纤维细胞的_______（基因工程的工具），它能够携带外源基因进入受体细胞，并整合到其染色体的DNA上。
（3）所谓“体细胞重编程技术”即将成年体细胞重新诱导同早期干细胞状态，即获得iPS细胞，iPS细胞与胚胎干细胞一样，具有发育的_______，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简易生产流程如图所示。

请回答问题：
(1)图中①所指的物质是________，②所指的物质是________。
(2)基因表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常采用的方法是____________，它的启动子是__________的识别和结合部位。
(3)CHO是仓鼠的卵巢细胞经过细胞培养过程中的___________________培养获得的无限增殖细胞。重组 CHO细胞培养需要____________的环境及营养、温度、pH和气体环境适宜的条件。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。单克隆抗体的优点是       ，并可大量制备，它是由小鼠的骨髓瘤细胞与其特定 B淋巴细胞通过____________技术获得的杂交瘤细胞分泌的。

请回答下列有关生物工程的问题：
（1）用基因工程的方法培育抗虫棉，抗虫基因导入受体细胞常用的方法是                 ，该过程的受体细胞是                ，因此要进行植物组织培养。适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗          ，而与          配比适宜时可促进芽的生长。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需使用的生长调节剂是          (脱落酸、2，4-D)。
（2）用基因工程的方法提高绵羊的生长速率，可将人的生长素基因导入绵羊的         中，或导入通过         技术形成的重组胚胎中，在体外培养到           期，移入绵羊的子宫内。若要获得同卵双胎或多胎的个体，则应采用           技术和           技术，后者也是胚胎工程的最后一道“工序”。

让羊产牛奶，科学家对此做了相关的构想，过程如图所示。请根据图回答有关问题：

(1)图中涉及的现代生物技术有___________________________________(至少写三种)。
(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现__________________(填“相同”或“不同”)，你的理由是___________________________________________。小羊a与羊N呢？____________。理由是__________________    _____________。
(3) 2003年1月，世界第一只克隆羊、牛仅7岁的“多利”，因患老年羊常得的肺部感染疾病，研究人员不得不对它实施了“安乐死”，同时某些科学狂人宣布成功克隆了人“夏娃”。中国政府针对克隆人的态度是______________________________        
                                                               _____。

科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC— ，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—，据图回答：

⑴过程①表示的是采取                  的方法来获取目的基因。
⑵根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶            切割质粒，用限制酶           酶切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过           原则进行连接。
⑶人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是                 。
⑷人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为                     。写出目的基因导入细菌中表达的过程                                    。
⑸将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的，说明已导入了                        ，反之则没有导入。

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，使其           。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和               。
（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                        。
（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。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            （显微注射法、农杆菌转化法），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）。

(8分)通过现代生物技术可利用动物乳汁生产血清蛋白，下图为相关操作流程示意图。请据图回答：

（1）图示操作过程涉及的现代生物技术有    、    等。
（2）一般情况下，奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，通常对供体母牛用    激素处理。
（3）在基因工程中，②为    ，如果②的数量太少，常用    技术扩增，②导入③的常用方法是    。
（4）若⑤为囊胚，⑤→⑥过程为胚胎分割，则该操作的注意点是    。

(8分）由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种（过程如图甲所示）。

（1）图甲中，过程①需要的酶有    、    。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以    作为唯一碳源。②、③过程需要重复几次，目的是进一步筛选纯化获得    的酵母菌。
（2）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是    ；推测该同学接种时可能的操作失误是    。
（3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种    菌的发酵罐需要先打开排气口阀门排气，原因是其分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵时产生    的速率更快。

由于酵母菌利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽抱杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程菌菌种（过程如图甲所示）。

（1）图甲中，过程①需要的酶有          。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以        作为唯一碳源。②、③过程需要重复几次，目的是      。
（2）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是    ；推测该同学接种时可能的操作失误是          。原因是：在       足够高的菌液里， 聚集在一起的酵母菌将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成 的菌落。
（3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同且适宜的条件下密闭发酵，接种工程酵母菌的发酵罐需要先排气，其原因是                  。

回答下列有关基因工程的问题(10分)最新基因医疗工程主要选择腺相关病毒（简称AAV）作为治疗用基因载体（见下图）。AAV是有衣壳、无包膜的DNA小病毒，基因组含有病毒衣壳基因rep和复制相关蛋白基因cap，以及其他基因，但缺乏复制激活基因E，所以，AAV感染细胞后不会复制，对人体安全。当人体细胞同时感染其他DNA病毒（含有基因E）后，会激活复制、表达，形成病毒粒子（含DNA和衣壳），病毒粒子具有侵染能力。AAV病毒衣壳不能包装较大DNA分子。
血友病是由于基因TPO突变而不能合成凝血因子，导致机体出血。目前血友病的临床治疗主要有两种基因疗法，一是将基因工程菌生产的凝血因子注入患者体内，补充凝血因子；二是用含目的基因的重组病毒感染患者，使患者获得病毒直接提供的凝血因子。

1.在质粒重组之前需获取大量的目的基因等，实验室最常见的方法是（写中文全称）            。
2.过程①②需要限制酶外，还需要            酶。
3.重组AAV中去除了基因rep、cap，此举的目的是            ；重组AAV转染细胞产生病毒粒子，需要人工重组辅助质粒，这是因为            。
4.比较两种基因治疗法，说出用重组AAV病毒粒子感染治疗的优点：            。
5.实验发现，用昆虫细胞、酵母菌、人体细胞承担重组质粒与重组AAV的转染，都能收集到凝血因子，这一现象说明            。
6.病毒粒子可能含有重组AAV或人工重组辅助质粒，就需要检验、提纯，检验可以用酶切结合电泳法。已知腺相关病毒（AAV）与人体DNA片段的EcoRI与BamHI的酶切位点如图1所示，两种酶分开切的电泳图如图2所示。


则用这两种酶作用于重组AAV，电泳图正确的是            。