高中生物生物技术中的伦理问题综合题

多年来，每天的食品中含60%～80%的转基因成分，许多美国人竟一无所知。
(1)一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度，反映了转基因食品在安全性方面是______________________。
(2)科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧，可能原因是什么？______________________________
(3)转基因食品或转基因生物武器都要应用DNA重组技术，该技术的基本工具是什么？____________________________
(4)生物武器是一种大规模的杀伤性武器，它与常规武器相比有许多特点：①________，②________，③________。

人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，既提高了产量，又有了安全保障。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图回答：

(1)一般情况下，良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法：______________________________。
(2)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用_____________等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是________。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④过程中一般利用未受精的卵细胞去核后作为受体，而不用普通的体细胞，原因是
①_____________________________；②___________________________。
(4)过程a是进行动物早期胚胎的体外培养，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加________。
(5)⑥是⑤生出的后代，那么⑥的遗传性状和________最相似，为什么？____________________________________________________，如果②的数量太少，常用________来扩增，要实现⑥大量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫做转基因克隆动物。

家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可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包含：扩增缓冲液(含Mg^2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、________和________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以____________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

赖氨酸是人体必需氨基酸之一，可促进人体发育、增强免疫功能。下图为赖氨酸转基因克隆牛的培育流程，其中字母表示相应的操作过程。请回答：

（1）进行a操作前需要▁▁▁▁▁▁▁，目的是▁▁▁▁▁▁▁。
（2）为了获得较多的卵母细胞需要对供体注射▁▁▁▁▁▁▁，卵母细胞要培养至▁▁▁▁▁▁▁期，理由是▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。
（3）卵母细胞培养过程会出现接触抑制，为使其继续增殖需要用胰蛋白酶处理，目的是▁▁▁▁▁。
（4）b过程的原理是▁▁▁▁▁▁▁，d过程的实质是▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。
（5）某位同学欲验证赖氨基酸，他去一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入一定含量的赖氨酸，配成食物A；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，配成食物B来饲喂正常年幼大鼠，你认为该同学的方案可行吗？若有错误，请予以纠正▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁。

下面是利用基因工程技术和植物组织培养技术培育抗虫玉米的过程图，请回答:

（1）在将抗虫基因导入玉米细胞的过程中，所需要的最基本的工具除了运载体外，还包括                    。
（2）图中A所示的过程称之为        。经过这一过程形成的愈伤组织，其细胞具有那些特点?                                       。
（3）为了图示A过程的进行，在两类植物激素的用量比例应该是        。而为了得到比较明显的图示B过程的实验结果，前述两类植物激素使用的顺序应该是        。
（4）接受抗虫基因的玉米体细胞经图中A、B、 C过程，不可能发生哪一种可遗传的变异?        。
（5）在图示C过程中，玉米植株的生长需要从外界环境中获取的营养物质有              。这些营养物质中的含碳化合物进入玉米植物体内后要转变成自身的组成物质，与之密切相关的主要生理活动有                      。

λ噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂（称为溶菌状态）；或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体（称为溶原状态）。在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用。相关操作如下图所示，请回答：

1．组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51kb，则λgtl0载体可插入的外源DNA的最大长度为___________kb；为获得较大的插入能力，在改造载体时可删除λ噬菌体DNA组成中的_____________ 序列以缩短其长度。
2．λ噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如上图λgtl0载体中的imm434基因，该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。在构建基因克隆载体时，需用到的酶是_____________，外源DNA的插入位置应位于imm434基因_______（之中/之外），使经侵染培养后的受体菌处于____________状态，表明已成功导入目的基因。
3．包装用的蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是___________，若对其进行标记并做侵染实验，则实验结论是__________________________。
4．假设上述含目的基因的外源模板链中的TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是_____________。
5．合成噬菌体所需的小分子原料主要是_____________。分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌—噬菌体的培养液超速离心，从____________（上清液、沉淀物）获得噬菌体。

图示为利用基因工程、细胞工程等技术生产人生长激素的流程。请据图作答：

（1）过程①采用的方法是         ，过程②需用         处理目的基因和质粒。
（2）重组质粒中，引导目的基因表达的序列是        ，它是      的识别和结合位点。
（3）用       对大肠杆菌进行处理，使其处于感受态。
（4）进行细胞培养的过程⑥中，常使用的酶是        ，培养液中通常要加入        以防止污染，CO₂培养箱中CO₂所起的作用是        。
（5）欲培育出多头基因型相同的转基因牛，在过程⑤中常采用胚胎分割技术，该技术需把          进行均分。除此外，还可采用        技术。

如图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程。

(1)图中涉及的现代生物技术有________、________、________。
(2)研究人员根据已知的胰岛素基因序列，采用________方法获得了胰岛素基因。Ⅰ 过程中通常用________法将胰岛素基因转入草莓细胞中，使其随草莓细胞基因组进行表达。
(3)图中A是________，获得该细胞需要用__   ______酶处理凤梨草莓和绿色草莓的细胞。A培育至具有凤梨风味的绿草莓幼苗需经过_____      ___过程，在培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加____     ____。
(4)胚胎工程是指对动物___________________所进行的多种显微操作和处理技术。
(5)生态工程建设的目的是遵循自然界               的规律，充分发货资源的生产潜力，防止          ，达到        和          的同步发展。

抗草胺磷（一种除草剂）转基因大豆的培育过程如下图所示。

(l)用_______处理，获得上图中所示的“来自矮牵牛的抗草铵膦基因”、含有抗四环素基因的“质粒”。其中质粒上的“抗四环素基因”作用是________。
(2)图中①应为________。
(3)部分农杆菌不能在培养基（含匹环素）上生长的原因是________。
(4)在A→D过程中，A→B过程在恒温箱中______（避光、光照）培养，注意观察、记录______ 的生长情况。
(5)转抗草胺磷基因成功的大豆植株内，抗草胺磷基因能够高效表达，其高效表达的观察指标是   。
(6)从某种蛋白质的氨基酸序列出发，利用_____方法获得目的基因，通过基因工程可以生产自然界中不存在的蛋白质。下列有关基因工程中运载体的描述，正确的是   。

A．能够在宿主细胞中复制并稳定保存是运载体的必备条件之一

B．一种运载体只能运载一种目的基因

C．使用的运裁体有质粒、噬菌体衍生物和动植物病毒等

D．基因表达载体的构建上是一样的，不因受体细胞种类、目的基因导入方法的不同而有所差异

下图表示现代生物技术的具体过程，请回答相关问题。

(1)若该图表示基因工程的某些步骤，其中，A表示目的基因，C表示基因表达载体， 由A、B形成C的过程需要用到的工具酶是________________________，如果D表示已经导入目的基因的农杆菌，受体细胞E应是____________（植物／动物）细胞，由E细胞发育成完整个体体现了________________________原理。
(2)若该图表示植物体细胞杂交，A、B是通过酶解法制备的__________________，A、B的融合需用____________试剂做诱导剂，由杂种细胞C形成杂种植株E的过程，应用了________________________技术。
(3)若该图表示高产奶牛的生产过程，A表示卵细胞，良种公牛采集的B经____________后才能进行受精作用生成C，若要想获得多头奶牛，需要对__________________时期的胚胎进行分割处理。

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)有人对这种牛奶不敢食用，人们对这种转基因食品的担心表现在_______________________、_________________________、______________________。
(3)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__________________。
(4)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_______，此外应定期更换__________，以便保证被培养的细胞处于__________的环境中。

阅读如下材料：
材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙：T₄溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T₄溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T₄溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T₄溶菌酶的耐热性。
材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题：
（1）材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用         法。构建基因表达载体常用的工具酶有                       。在培育转基因植物是，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是                。
（2）材料乙属于               工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对           进行改造，或制造制造一种             的技术。在该实例中，引起T₄溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的             序列发生了改变。
（3）材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到                 种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为        体，兔乙称为            体。

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细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO₂的气体环境中，CO₂的作用是________________。
（3）在过程③中，用______处理以获得更多的卵（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。

阅读下列材料并回答有关问题：
ω-3脂肪酸是深海“鱼油”的主要成分，它对风湿性关节炎以及糖尿病等有很好的预防和辅助治疗作用。目前，人们主要通过食用深海鱼肉摄取ω-3脂肪酸，这造成人们过度捕杀深海鱼而严重破坏了海洋生态系统。由于ω-3脂肪酸去饱和酶可在普通猪体内将其富含的ω-6饱和脂肪酸转变成ω-3脂肪酸，于是，科学家从一种线虫中提取出ω-3脂肪酸去饱和酶基因，然后将基因导入猪胚胎，再将这种胚胎干细胞在体外培养一段时间后植入正常猪的子宫，以期得到富含ω-3脂肪酸的转基因猪。目前还不知道这些转基因猪肉能不能吃，也不清楚这些小猪长大以后能否保持较高水平的ω-3脂肪酸.
（1）从线虫中提取目的基因时需要特定的                 酶。
（2）构建基因表达载体中，启动子的化学成分是       ，它位于基因的首端，是          识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA。
（3）请列举培育富含ω-3脂肪酸的转基因猪需利用到的三种关键的现代生物技术。                                                                  
（4）建造海底人工鱼礁是实现海洋渔业可持续发展的举措之一，其具体做法是废旧船舶、石块、混凝土构件、废旧竹木轮胎等材料，投放到海中形成人工礁体，以改善水生生物栖息环境，为鱼类等生物提供索饵、繁殖、生长发育等场所。这样的措施可以使得海洋生物的种类和数量均有所增加，提高该海洋生态的自动调节能力，体现生态工程建设要遵循           的原理。

科学家从129品系小鼠中成功分离出胚胎干细胞，并注入小鼠的囊胚，形成嵌合体囊胚，育出嵌合体小鼠。利用该技术，可获得表达绿色荧光蛋白（ GFP）转基因昆明（KM）小鼠，操作流程图如下，请回答：

（1）在基因工程的操作中，携带GFP基因的病毒作为      。
（2）步骤②中，利用荧光显微镜观察到细胞          ，将其取出，进行扩增培养。
（3）步骤③中，胚胎的收集方法称为      。
（4）步骤⑤中，胚胎干细胞可以    形成包括生殖腺在内的各种组织。
（5）图中X小鼠为    小鼠。