高中生物生物技术中的伦理问题综合题

根据基因工程和胚胎工程的相关知识回答下列问题：
（1）通过试管动物技术培养发育为早期胚胎后，再经           产生多个基因型相同的后代。
（2）胚胎移植时，受体应处于适合的生理状况，此时可利用激素对受体进行       处理；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生          反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
（3）胚胎移植的优势在于供体的职责变为           ，繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体承担。
（4）在制备乳腺生物反应器的过程中，科学家利用         两种工具酶将生长激素基因与       基因的启动子等调控组件重组在一起，通过       等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。以上过程的核心是       。

在大面积种植只含一种抗虫基因的转基因甘蓝（2N=18）以后，调查发现，小菜蛾种群对该种甘蓝产生的毒蛋白具有更强的抗性。为此研究人员培育了体细胞含有两种外源抗虫基因（分别用A和B表示）的转基因甘蓝。这两种基因在染色体上的整合位点存在下图所示的情况（细胞中只有2个抗虫基因）。请回答（不考虑染色体的交叉互换）:

（1）检测A基因和B基因在细胞中是否产生相应毒蛋白可采用               技术。
（2）甘蓝是雌雄同株植物。体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫，含一种抗虫基因的植株表现为弱抗虫，没有抗虫基因的植株不抗虫（普通甘蓝）。
①体细胞含两个抗虫基因的转基因甘蓝与普通甘蓝杂交，若F₁中表现为强抗虫的植株所占比例为50%，则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图       类型，若F₁部分表现为弱抗虫，则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图          类型
②可选取上图        类型的转基因甘蓝的花粉培育出单倍体强抗虫转基因甘蓝，利用花粉培养出幼苗的技术属于       育种。
③上图甲所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是        ；上图乙所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是        ；上图丙所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是         。
（3）若甲与丙杂交，F₁中弱抗虫的植株所占的比例是            。
（4）下图表示人工远缘杂交培育含有4个染色体组的可育萝卜-甘蓝植株的示意图:

图中过程①需要做的处理是        或          ；图中的受精卵处于有丝分裂后期时细胞中含有     条染色体，      个DNA分子，      条脱氧核苷酸链，      对同源染色体，       个萝卜染色体组。

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，再利用游离的脱氧核苷酸和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。请据图回答：

（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）上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是                   。

狂犬病的病原体为RNA病毒,其表面的G蛋白可作为主要抗原用于制备狂犬病疫苗。研究人员利用生物工程技术培育出转G基因番茄,实现G蛋白的大量生产。其基本技术流程如下图。请回答:
病毒RNAMG基因G基因表达载体番茄细胞N胚状体转基因番茄
(1)图中,过程①称为   ;过程②采用最多的方法是       。
(2)图中,N称为   ;过程③称为                          。
(3)食用G基因已有效表达的转基因番茄果实   (能/不能)预防狂犬病。

为了筛选出成功导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌，一般可进行如下步骤筛选：

第一步：将大肠杆菌在含          的培养基上培养，得到如图1的菌落。
第二步：再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含        的培养基上培养，得到如图2的结果（空圈表示与图1对照无菌落的位置）。
第三步：选出图1培养皿中的某些菌落进行培养，即可得到含重组质粒的大肠杆菌。请在图1中圈出含目的基因的重组质粒的大肠杆菌的菌落

图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：

1.用图1中的外源DNA（含有目的基因D）和图2中的质粒构建重组质粒需要使用限制酶和            。前者（酶）的专一性很强，其作用特点是                         。
2.应该使用限制酶BamHⅠ同时处理质粒、外源DNA，而不选择其他3种，原因在于（  ）。（多选）
A.若使用SmaⅠ或者MspⅠ会破坏目的基因
B.若使用SmaⅠ切割质粒，能成功切开质粒得到粘性末端的可能很低
C.若使用MboⅠ切割质粒，质粒上会有2处被切开，会将质粒切成两段不利于筛选
D.使用限制酶BamHⅠ能保证目的基因和质粒获得相同的粘性末端，以便目的基因和运载体定向连接，不至于反向连接
E．使用BamHⅠ切割质粒，质粒上会有1处被切开，破坏抗生素A抗性基因，保留抗生素B抗性基因，以便于将来筛选含目的基因的受体细胞
F．只有使用BamHⅠ切割，才能保证质粒和目的基因上产生相同的粘性末端。
3.若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma Ⅰ完全切割，产物中共有    种不同DNA片段。若同时用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割图2中的质粒，则可得到      个DNA片段。

治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞（如神经细胞、肌肉细胞和血细胞），用于治疗。请回答下列问题：
（1）治疗性克隆采用的技术有            ，            和干细胞培养。
（2） ES细胞可从重组胚胎培养到囊胚时期的              中分离。
（3）在培养液中加入              可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞，体现了ES细胞在功能上具有发育的                    。
（4）基因工程的核心步骤是                。为治疗遗传性糖尿病，可将正常胰岛素基因导入ES细胞中，检测该基因是否插入到ES细胞的DNA上，可采用      技术；再将此重组细胞定向诱导分化后，筛选得到              的胰岛样细胞，并扩增培养后输入患者体内，这种治疗方法称为            。

某科研公司应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白以满足临床需求，大致过程如下图(说明：将人血清白蛋白基因导入“雌性奶牛胚胎”的细胞中，形成重组细胞①)。请回答下列问题:

(1)重组细胞　　(填“①”或“②”)实现了基因的重组，此技术的最核心步骤是　　　　　　　　　　。
(2)通过核移植技术最终产生克隆动物，体现了　　　的全能性。胚胎工程操作中最后环节是　　。
(3)该过程培养的牛被称为克隆牛。与其相比，试管牛培育过程特有的生物技术是
(4)若将胚胚进行分割，将来发育成的多个子代小牛的基因型     (填“相同”或“不同”)，操作过程需要特别注意的问题是　　　　　。否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
(5)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(ES细胞)，培养过程如下:早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过界中，必须用　　　　　处理内细胞团，使之分散成单个细胞，为了维持此细胞不分化的状态一般将ES细胞在　　　细胞上或在添加抑制因于的培养液中进行培养。
(6)哺乳动物的胚胎的培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及　　　　　等物质。

干扰素是动物或人体细胞受病毒感染后产生的一类糖蛋白，具有抗病毒、抑制肿瘤及免疫调节等多种生物活性。请分析回答：
（1）干扰素的产生受细胞内基因的控制，通常处于抑制状态。在病毒刺激下，干扰素基因经       、翻译形成干扰素前体，进一步加工后形成成熟的干扰素，通过       方式分泌到细胞外。
（2）某些干扰素可作用于宿主细胞膜上的相应受体，激活该细胞核中基因表达产生多种抗病毒蛋白，其中有些蛋白可通过激活RNA酶使病毒的mRNA      ，有些则可与        （细胞器）结合，通过抑制病毒多肽链的合成发挥抗病毒作用。
（3）某些干扰素可抑制肿瘤细胞DNA的合成，通过减慢细胞     分裂过程抑制肿瘤。还有些干扰素可提高吞噬细胞将抗原呈递给       细胞的能力，从而在免疫调节中发挥作用。
（4）获取干扰素的传统方法是从人的白细胞中提取，但产量很低。科学家利用       酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子（即RNA聚合酶       的部位）等调控组件连接在一起，采用      的方法将重组DNA导入牛的     细胞中，经胚胎早期培养一段时间后移植入母体内发育成熟，即可获得能产生干扰素的转基因牛。大大提高了干扰素的产量。

补充正常凝血因子F8可以治疗甲型血友病，因此可以利用转基因技术人工生产F8。某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列，大肠杆菌的DNA分子中则含有β-半乳糖酶ω片段序列，由于天然大肠杆菌同时具备这两种片段序列，可以使培养基中含有X-gal底物转变成蓝色产物，当缺少任意一个α或ω片段序列，X-gal底物不能转变成蓝色产物。HindⅢ、 EcoRI、BamHI分别为三种限制性内切酶，下图中箭头所指为三种限制酶的切点。

（1）应选用的限制性内切酶是                 ，选择的依据是                                                                          。
（2）限制酶作用的化学键是         。
（3）控制F8的基因也可以通过人体细胞相应的mRNA来合成，该合成的过程称为           。将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后，再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后，培养基中出现较多的蓝色菌落，这是因为
                                                                                                                                         。

一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如图。请回答：

（1）过程①是指在体外进行的             处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为           。
（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③       进行PCR扩增。然后用Ⅱ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，Ⅱ是一种
                     酶。
（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断胎儿为              
（正常/患者/携带者）。

《时代》杂志评出的2007年十大科学发现中指出，美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。请回答下面有关胚胎工程的若干问题。
（1）在胚胎发育中，根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为    、   、   三个阶段。
（2）胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的     和孕育胚胎的     共同繁殖后代的过程 。胚胎移植能否成功，与供受体的生理状况有关：             ，为胚胎的收集提供了可能；  ，          为胚胎在受体内的存活提供了可能；而且供体胚胎可与受体子宫建立正常的        ，但移入受体的胚胎的遗传特性不受任何影响。
（3）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由     分离出来的一类细胞。美日科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因送入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞产生变化，最后成为带
有       性质的细胞，称为诱导式多能性干细胞（iPS）。在基因工程中，这四个基因称为      ，所利用的病毒称为     。 与借助胚胎提取胚胎干细胞比较，这样获得的干细胞的研究，其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞，不仅避开了长期以来有关生物技术
的      方面的争议，也使其来源更加广泛而方便。

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图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SmaⅠ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EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ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。

应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：

(1)在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需要的工具是________________，②过程常用的方法叫____________________________。可通过转人生长激素基因牛分泌的乳汁来生产人生长激素，构建的表达载体的组成，必须含有____________________________等。
(2)在抗虫棉培育过程中，④过程中目的基因导入受体细胞的方法为________________
⑤过程采用的技术是________         。
prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体时，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有_________________的特点。
(3)要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，检测目的基因是否复制的方法是_________________ ，请写出在个体水平上的鉴定过程：________________。
（4）如果用PCR方法获取目的基因，前提条件是_____________________
原核细胞是基因工程常用的受体细胞，因为有原核细胞有如下特点_____________________。

由李建远教授率领的科研团队，在山东烟台毓璜顶医院成功克隆出5枚符合国际公认技术鉴定指标的人类囊胚。请回答下列问题：
(1)在卵子去核的过程中，李建远教授采用三维立体偏震光纺锤体成像系统，对核DNA精确定位后，再用微激光主要对卵子的第一屏障打孔，才能精确剔除卵子细胞核。这一屏障是指 (  )
A.卵细胞膜     B.透明带   C.核膜
(2)在培养皮肤纤维细胞和淋巴细胞时，需要用胰蛋白酶等处理，目的是            。培养过程中除了保证无菌、无毒的环境外，为了防止污染通常还要在细胞培养液中添加一定量的                  。
(3)通过克隆胚胎进而用其衍生而来的器官取代患者病变的器官，就会避免免疫排斥反应的发生，根本原因是            。
(4)获得目的基因后可采用     技术进行扩增。大部分物种的基因能拼接在一起，是因为               。检测目的基因是否成功导入植物细胞，可采用的生物技术是             。