高中生物生物技术中的伦理问题综合题

血糖的平衡对于保证机体各种组织和器官的能量供应具有重要的意义，胰岛素是维持血糖平衡的重要激素。下图表示胰岛素分泌的调节过程及胰岛素作用机理。据图分析回答：

（1）当血糖浓度上升时，葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，兴奋经传导和传递，最终导致传出神经末梢释放     ____   ，与胰岛B细胞膜上相应的受体结合，引起胰岛素分泌增多；由图分析，胰岛B细胞分泌胰岛素还受到     ________________   的影响。以上说明胰岛素分泌的调节方式包括 __   调节。
（2）右图是某健康人饮用葡萄糖溶液后血糖浓度和胰岛素浓度随时间的变化情况。据图可分析判断胰岛素调节的机制是______。

（3）糖尿病病因之一是患者血液中存在异常抗体（图中抗体1、抗体2），因其中抗体____引起的糖尿病可以通过注射胰岛素来治疗，这种抗体的致病原因是由于此种抗体与  _________________   结合，导致胰岛B细胞对葡萄糖浓度上升的敏感度降低，引起胰岛素分泌量减少，血糖浓度升高。从免疫学的角度分析，这两种异常抗体引起的糖尿病都属于      病。
（4）根据以上理论，推测糖尿病的产生原因除了可能是胰岛素合成过程（环节）有问题或者胰岛素作用的靶细胞受体的问题外，还有可能的原因是_________。
（5）转入人的胰岛素基因的转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人胰岛素以治疗糖尿病，在提取目的基因并构建基因表达载体过程中需要用的酶有_______________________。

现在可用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素，请回答相关问题
（1）此基因工程中的目的基因是                  ，要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用______         ___技术。在培育转基因番茄的过程中所用基因的“剪刀”是                  ，基因的“运载工具”是                  。将人工合成的DNA片段拼接在一起，所需要的酶有                            _
（2）将重组质粒放入番茄植株的受体细胞中常用的方法是                         。
（3）不同种生物之间的基因移植成功，其结构基础是                        ，也说明了不同种生物共用一套                    。

粮食问题一直困扰着人类。为扩大可耕地面积，增加粮食产量，沿海滩涂盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐碱基因培育出了耐盐碱水稻新品系。请据图回答下列问题：

图1 转基因操作流程图

表2 几种限制酶识别序列及切割位点表
（1）如果要将耐盐碱基因和质粒重组，必须对基因进行修饰和改造：在基因两侧的A和B位置分别加入____________限制酶识别序列，这样才有利于目的基因和质粒定向连接。
（2）过程②采用PCR技术扩增目的基因时，在PCR反应体系需加入引物Ⅰ和引物Ⅱ等物质，若共用了引物Ⅱ31个，则目的基因扩增了_______代。
（3）若用EcoRⅠ和PstⅠ两种限制酶同时切割载体质粒，则能形成_______种不同长度的DNA片段，共有________个游离的磷酸基团。
（4)图示中将基因表达载体构建完成后没有直接导入农杆菌，而是先将其导入大肠杆菌，目的是____________________。
（5）在步骤⑤⑥过程中都需用________________处理两类细菌。为了确认目的基因通过⑦过程导入植物细胞中后是否成功表达，通常从分子水平进行检测的方法是用___________法。

已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。
回答下列问题：
(1)为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出控制丙中蛋白质的       序列，据此可利用       方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用       、       方法。
(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用     酶和       酶。
(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗       的危害。
(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子         （填“含有”或“不含”）丙种蛋白质基因。

下面是绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图，请据图同答:

（1）分析可知，科学家获取绿色荧光蛋白基因所运用的限制酶是图中所示的________，最终获得的绿色荧光蛋白基因的末端类型属于_________________。
(2)图示工程中，将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞的过程③称为_________，常用的方法是_______________。
(3)图示中，作为受体细胞的去核卵母细胞一般处在_______________期，常通过______(物理方法)进行激活，使其完成减数分裂和发育进程。
(4)培养图示重组细胞时，将细胞所需的营养物质按其种类、数量严格配制而成的培养基称为____________培养基。通常在培养基中还需要加入适量的___________等天然成分。
(5)图示重组细胞培养至一定阶段可通过_________________方法，从而一次获得多个转基因猪。过程⑧的实质是________________________________________。

糖尿病是近年来高发的“富贵病”， 常见类型有遗传型糖尿病和II型糖尿病。遗传型糖尿病的主要病因之一是胰岛受损。科研机构作出如下设计：取糖尿病患者的细胞，将人的正常胰岛素基因导入其中,然后做细胞培养,诱导产生胰岛组织,重新植入患者的胰岛,使胰岛恢复功能。II型糖尿病需要注射胰岛素治疗。 目前临床使用的胰岛素制剂注射后120min后才出现高峰，与人体生理状态不符。科研人员通过一定的工程技术手段，将胰岛素B链的28号和29号氨基酸互换，获得了速效胰岛素，已通过临床试验。
（1）对遗传型糖尿病进行基因治疗的方案中，胰岛素基因称为             ，实验室中要先对该基因利用          技术进行扩增。将该基因导入正常细胞所用的方法是        。
（2）对遗传型糖尿病患者进行治疗的基因工程步骤中的核心步骤是               。
（3）科研人员利用蛋白质工程合成速效胰岛素，该技术的实验流程为：

其中，流程A是                   ，流程B是                  。
（4）与基因工程相比，蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因        或基因       ，对现有蛋白质进行      ，制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产生活需要。

下图为利用生物技术获得生物新品种的过程。据图回答：

（1）A→B必需的工具酶有                                   。
（2）在基因工程中，B表示                                  。
（3）B→C为转基因绵羊的培育过程，其中④用到生物技术主要有                   。
（4）若使用棉花的体细胞为受体细胞，⑤表示的生物技术是               。请简述利用棉花受体细胞培育成转基因抗虫棉幼苗的过程：                                        。
（5）要确定目的基因（抗虫基因）是否导入受体细胞，检测的方法是                。
目的基因（抗虫基因）是否能稳定遗传并表达，在个体水平上通过       进行检测和鉴定。
（6）转基因工程改良动植物的品种，最突出的优点是                              。

下面是获取某种二倍体抗虫植株的技术流程图：

请完成下列问题：
（1）上图中二倍体植物愈伤组织是外植体在适宜的__________________________及温度、PH等条件下培养形成的，这一过程被称为________________________。
（2）在获取抗虫植物的技术流程中，_________________、__________________和工具酶等物质均来自微生物。
（3）下图中A、B、C、D四段DNA单链是根据毒蛋白基因对应片段合成的。假定在该DNA复制中，以a链为模板，子链由左向右延伸。

则在流程图的过程①中应选择_____________________（填字母）作为引物。如果选取的引物，使过程①的效率很低，则所选的引物中可能存在____________________________和____________________。
（4）如果要获取检测毒蛋白的单克隆抗体，通常要在动物细胞工程中___________________和________________________等技术的支持。

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）随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，如乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为              。此过程中所使用的酶是             。除酶外还需要加入引物，其原因是                                                                    
（2）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。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________。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）离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是_______            ，该技术的原理是________。
（4）检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用________与提取出的________做分子杂交。
（5）科学家将植物细胞培养到________，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。

番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如图，请回答：
、、
（1）图中载体质粒的实质是            。
（2）在构建基因表达载体时，重组质粒组成中除插入目的基因外（本题中的目的基因是            ），还包括            、终止子以及_            。
（3）从图中可见，mRNAl和mRNA2的结合直接导致了         无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。
（4）普通番茄细胞导入目的基因后，经③脱分化过程形成        ，然后诱导出试管苗，进一步培养成正常植株。
（5）图示育种方法与传统杂交育种相比，具有目的性强、育种周期短以及能                等优点。
（6）下图为上图中质粒的简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，amp^R为青霉素抗性基因，tct^R为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。

将用EcoRI切割后的目的基因与质粒用DNA连接酶进行连接，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有     种。为了防止目的基因和质粒在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是                 。
（7）如下图甲，获得目的基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的      处，DNA连接酶作用于      处。（填“a”或“b”）
（8）如图下乙是该目的基因表达过程中的一个阶段，图中3和4的核苷酸相同否？     

毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。

（1）过程①中最常用的运载工具是_______，所需要的酶是限制酶和____________。
（2）在过程②中，用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞至于5％CO₂的气体环境中，CO₂的作用是_________。
（3）在过程③中，用_______处理以获取更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行________处理。
（4）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_________。在胚胎移植前，通过_______技术可获得较多胚胎。

2011年11月，武汉大学的科学家将人的血清白蛋白基因导入水稻体内合成了人的血清白蛋白，这种蛋白质的生理活性和人体自然产生的这类物质是完全一致的。结合图示回答转基因水稻培育过程的相关问题。

(1)限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C^↓AATTG—和—G^↓AATTC—。为保证重组质粒表达载体的准确构建，用           切割质粒，用      切割含目的基因的DNA分子，用           连接目的基因和质粒。
(2)②过程将目的基因导入受体细胞的方法称为                      。
(3)基因工程的最后步骤是目的基因的检测与鉴定，在此步骤可对培育的植株进行分子水平的检测，可检测的物质有人血清白蛋白基因、                     　　          和人血清白蛋白。

家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。
（1）进行转基因操作前，需用___________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
（2）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_________和___________之间。
（3）采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg²⁺）、水，4种脱氧核糖苷酸、模板DNA、________和_______。

科学家培育荧光鼠的设计思路可用下面的图解表示。

依据设计程序，回答下列问题：
(1)科学家在过程A中对天然质粒做的修饰改造是________。B过程用到的工具酶有______________和                   。
(2)E过程为体外受精，卵子的状态应达到______    __期才能与获能后的精子完成受精。G过程应用的技术称为_______       _，该过程要用激素处理代孕成鼠，目的是让代孕成鼠____________________________。
(3)检测荧光小鼠细胞内是否含有基因X，在分子水平上通常用______________________作探针；判断转基因荧光鼠荧光基因的表达是否成功，在个体水平上应检测__________________________________。
(4)如果想一次繁殖多只转基因鼠，则需要在过程G中实施____________，该操作一般在胚胎发育至________期进行。

子叶黄色（，野生型）和绿色（，突变型）是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。
（1）在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见下图。其中，反映突变型豌豆叶片总绿叶素含量变化的曲先是。

（2）基因和基因的翻译产物分别是^Y蛋白和^y蛋白，其部分氨基酸序列见下图。据图推测，基因突变为基因的原因是发生了碱基对的和。进一步研究发现，^Y蛋白和^y蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点的突变导致了该蛋白的功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持"常绿"。

（3）水稻基因发生突变，也出现了类似的"常绿"突变植株2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻基因的功能，设计了以下实验，请完善。
（一）培育转基因植株：
Ⅰ.植株甲：用含有空载体的农杆菌感染的细胞，培育并获得纯和植株。
Ⅱ.植株乙：，培育并获得含有目的基因的纯合植株。
（二）预测转基因植株的表现型：
植株甲：维持"常绿"；植株乙：。
（三）推测结论：。