高中生物生物技术中的伦理问题综合题

chlL基因是野生型蓝藻中控制叶绿素合成的基因，科学家为研究其功能，需要构建缺失chlL基因的突变型蓝藻，实验过程如图所示。图中细菌质粒pUCll8带有氨苄青霉素的抗性基因(ampR)；其上的lacZ基因编码的蛋白质可以让细菌在含有半乳糖的培养基上形成蓝色菌落，该基因被切断时菌落呈白色。细菌质粒pRL—425带有红霉素的抗性基因(Er)。请回答。
   
(1)与酵母菌相比较，蓝藻在结构上最主要的特点是      ，二者均具有的细胞器是        。
(2)研究中科学家首先通过       扩增出大量野生型蓝藻chlL基因，其反应体系主要包括模板DNA、dCTP、dATP、dGTP、dTTP、含酶促反应离子的缓冲液、      和      。
(3)将chlL基因导入质粒PUCll8，在含有半乳糖的培养基上，成功导入重组质粒l的菌体形成的菌落呈现    色。使用含有      的培养基可筛选出缺失chlL基因的突变型蓝藻。
(4)已知蓝藻叶绿素的合成有两条途径——依赖光的合成和不依赖光的合成。分别提取光下和黑暗环境中培养的野生型和突变型蓝藻的叶绿素，其含量见下表：

项目 蓝藻	叶绿素含量／
光下培养	黑暗中培养
野生型	4.22	3.34
突变型	4.22	0.08

由上表数据可以推测：蓝藻chlL基因控制的是叶绿素      的合成途径。

下图是“白菜—甘蓝”(均为二倍体)杂种植株培育过程，及杂种植株在密闭玻璃温室中一昼夜CO₂浓度变化曲线。请据图回答有关问题

(1)②过程常用的试剂是________，与其相比，动物细胞融合过程中特有的方法是用________来处理。
(2)同白菜和甘蓝的有性杂交后代相比，上述方法得到的新植株________(是否)可育，这是因为____________________________________。
(3)据曲线分析，该植株开始积累有机物的时间在________，积累有机物最多的时间在         ，表示光合作用和呼吸作用相等的点是_______，a点时植物细胞产生ATP的结构有_________，用于                 。该植株经过一昼夜后，________(能否)积累有机物。
(4)与曲线中CO₂浓度变化有关的细胞器是________，请写出其增加膜面积的结构名称：________。
（5)研究人员发现培育的白菜-甘蓝抗虫性较差，欲通过基因工程对品种进一步改良，下面是改良过程示意图。

a．在获得①的过程中涉及的工具酶有                  。除外源DNA外，其组成还必须有________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。
b．将该目的基因导入植物细胞，常采用的方法是________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________；可以用________技术进行检测。

（一）很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因（抗虫基因）转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代．美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。

（1）获得该抗虫基因的途径除了从该细菌中直接分离得到外，还可以             。完成①过程必须使用的工具有      、          和           ，在进行②过程时，培养基中除必须的营养物质外，还必须保证          环境，同时必须加入的激素有      、       。
（2）若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的          再包裹合适的        等。
（3）检测抗虫玉米是否具有抗虫性状时，采用的方法是            。
（4）试管苗培育成功的理论基础是            。
（二）下面分别是一位运动员在一段时间内的血液中所含乳酸浓度（表1）和获胜的三位竞跑运动员所需的大约氧气量（表2）。                                   
表1

时间	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
血液中乳酸浓度（mg/cm^2）	5	5	5	40	70	100	80	60	40	35	25	23	20

 
表2

赛事（米）	最高速度（km/h）	赛事中吸收的氧气量（升）	赛事中需要的氧气量（升）
100	37	0.5	10
1500	25	18	36
10000	21.5	132	150

（1）从表1来看，进行运动的时间段为          ；运动员血液中正常的乳酸浓度是        ；人体产生乳酸的场所是                         。此时运动员血浆PH值变化趋势和原因是             ；                                   。
（2）氧债是指赛事后需要吸入的额外氧气量，以补偿赛事中所缺乏的氧气。从表2来看，人体能累积的最大氧债是                    升。
（3）当人体进行剧烈运动时，会产生大量的热量，这时散热的主要方式是蒸发散热。这时的血浆渗透压                  ，抗利尿激素分泌                   。
（4）当人体进行剧烈运动后维持血糖稳定的主要生理调节机制为                   。

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                    。
（5）中国政府不反对治疗性克隆，但禁止生殖性克隆人，一再重申的四不原则是：不赞成         、          、不接受。

普通番茄细胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因（用A表示），控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄易软化，不耐储藏。抗多聚半乳糖醛酸酶基因可以使番茄不再产生多聚半乳糖醛酸酶，从而使番茄长时间抗软化，容易储存和运输。下图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理。请分析回答下列问题：

（1）普通番茄（AA）也可以通过__________育种的方法，最终获得基因型为aa（不能合成多聚半乳糖醛酸酶）的抗软化、耐储存的番茄。
（2）利用基因工程将目的基因导入植物细胞，目前采用最多的方法是__________，该方法中用到的目的基因载体是__________，目的基因需插入到该基因载体的_______上。
（3）将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞所需要的工具酶有____________。
（4）图1中获得导入抗多聚半乳糖醛酸酶基因的番茄细胞，需要经过__________技术获得转基因番茄，这个过程需要在       条件下进行，细胞先经脱分化形成________，再形成丛芽和根。
（5）根据图2分析抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗软化的原理是两个基因分别转录出的mRNA__________，从而阻断了__________过程。

下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tetR表示四环素抗性基因，ampR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，然后在           酶的作用下构建重组载体。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________。
A．启动子　　　　　　　　　 B．tetR        C．复制原点      D．ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________。
A．农杆菌转化      B．大肠杆菌转化
C．显微注射        D．细胞融合
(4)过程②采用的生物技术是________。
(5)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________技术。
A．核酸分子杂交        B．基因序列分析
C．抗原—抗体杂交      D．PCR

人类“软骨发育不全”的致病基因是位于4号染色体上的显性基因D，且致病基因纯合的个体在胎儿期死亡；人类“黏多糖贮积症Ⅱ型” 由位于X染色体上的一对基因（E、e）控制。下图是一个家系图(Ⅱ-5和Ⅱ-6是双胞胎姐弟)。
请回答（不考虑基因突变）：

（1）基因          （填E或e）是“黏多糖贮积症Ⅱ型”的致病基因；Ⅱ₅可能产生的卵细胞的基因型是            。Ⅲ₉的致病基因来自于第Ⅰ代的              号个体。
（2）Ⅱ₈是Ⅱ₇的姐姐，尚未检测其基因型，据图推测Ⅱ₈是杂合子的概率是              。
（3）DNA探针可用于检测家系成员的基因型，方法和结果如下图所示：

①PCR扩增与细胞内DNA复制时获得单链模板的方式分别是              。
②图二结果A中的杂交斑是由哪两种单链形成的？              。若检测图一中Ⅰ₂的基因型，检测的结果是图二所示的结果              （填：A/B/C）。
③在适当时抽取羊水，采用图二所示的方法可诊断胎儿是否携带致病基因，这是因为羊水中含有              细胞，体外培养这种细胞时，其分裂方式是              。

研究者发现，小鼠舌头上的某些味觉细胞和小肠上皮细胞表面均存在蛋白C，该蛋白能和脂肪结合。为研究蛋白C的功能，进行了系列实验。
（1）蛋白C是一种膜蛋白，它在细胞内的        上合成，然后在      和        中加工。
（2）试验一：让小鼠舌头接触脂肪，结果发现正常小鼠小肠出现脂肪消化液，而去除蛋白C基因的小鼠分泌的脂肪消化液明显减少。由此推测，脂肪通过与味觉细胞表面的蛋白C结合，刺激了脂肪味觉       ，产生兴奋，传到相关中枢，再通过刺激     消化腺分泌。
（3）实验二：分别培养实脸一中两种小鼠的小肠上皮细胞，向培养液中加入脂肪分解物。与正常小鼠细胞相比，进入去除蛋白C基因的小鼠细胞的脂肪分解物减少，表明小肠上皮细胞表面蛋白C的功能是      。
（4）为了证实其他哺乳动物的蛋白C也有相似作用，可行的做法是从该种动物的基因文库中      蛋白C基因序列，然后以           的小鼠为受体，导入该基因序列，检测发育出的小鼠相关指标的恢复程度。

下图为采用基因工程技术生产海参溶菌酶（SL）的流程。请据图回答：

（1）过程I中首先在       作用下合成海参溶菌酶cDNA，再以cDNA为模板扩增合成SL目的基因，扩增过程中要用到具有热稳定性的              。
（2）过程II中要用相同的       切割目的基因与       ，再用       将二者连接起来，再导入大肠杆菌中，形成大肠杆菌工程菌。
（3）若要检验SL目的基因是否成功表达，可以用       技术，若没有出现相应的杂交带。则需要用       做探针来检验是否转录出mRNA。
（4）已知海参溶菌酶中含145个氨基酸，则控制其合成的基因中至少含有       个脱氧核苷酸。
（5）溶菌酶广泛存在于动物的组织、体液及分泌物中，可以破坏细菌的细胞壁，促进细菌细胞的裂解，在动物的       中发挥重要作用。

如图为获得抗虫棉的技术流程。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。

请据图回答问题。
（1）A过程所用的运载体是________，需要的工具酶有________和________。
（2）C过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂和激素外，还需加入________。
（3）由图中离体棉花叶片组织获得转基因抗虫植株可采用________技术，该技术所依据的原理是__________。
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用放射性同位素(或荧光分子)标记的________作为探针。
（5）如果从个体生物水平来鉴定，D过程可用的最简单检测方法是_____________________。

已知玉米因受到玉米螟危害而减产，玉米螟食用某种原核生物分泌的ɤ-蛋白后死亡。因此，可将ɤ-蛋白基因转入到玉米体内，使玉米获得抗玉米螟危害的能力。请据此回答下列问题：
（1）为了获得ɤ-蛋白的基因，在已知ɤ-蛋白的氨基酸序列的基础上，推测出ɤ-蛋白的      序列，据此可利用        方法合成目的基因。获得ɤ-蛋白的基因还可用        、       方法。
（2）如下图，若用限制酶E和F从原核生物基因组DNA上切下ɤ-蛋白的基因，并将之取代质粒Z1上相应的E—F区域 (0.4kb，1kb=1000对碱基)。（图中E、F、G、H是4种识别序列完全不同的限制酶及其部分识别位点）

①此时所形成的重组质粒Z2的大小为5.4kb，问目的基因的大小是_________；
②若用限制酶E和F处理Z2，则会出现Z2____________；

A．既能被E也能被F切开	B．能被E但不能被F切开
C．既不能被E也不能被F切开	D．能被F但不能被E切开

③若用限制酶G切割Z1，可得到一种2.5 kb的DNA片段；若用限制酶G切割Z2，可得到2.5kb、1.4 kb和0.1 kb三种片段，问Z2上有     个限制酶G识别位点。
（3）若用含有重组质粒的土壤农杆菌直接感染玉米植株的根部伤口，则该植株的种子中          （填“含有”或“不含”）ɤ-蛋白基因。

下图为利用基因工程培育花卉的过程（字母代表相应的物旦，转基因植物质或结构，数字代表过程或方法）。请回答：

（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的         不同。
（2）基因工程中最常用的运载体是          ，另外还有             、动植物病毒等。整合了目的基因的重组质粒，在组成上还含有启动子、终止子和                。
（3）②过程常用的方法是             ，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要
采用               技术。
（4）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞                          。由外植体培养为转基因植株的③、④过程分别为                      ，该过程的理论基础是                             。
（5）人工种子就是以形成b之后得到的          、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

马铃薯(2n=48)是一种重要的经济作物，但病毒的侵染会导致其产量大幅下降，培育抗病毒的马铃薯新品种是提高产量的有效方法。病毒复制酶基因(T)通常整合到受体细胞的9号染色体上，转基因抗病毒马铃薯植株基因型可表示为Tt。已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的马铃薯植株A，其细胞中9号染色体组成情况如下图1。限制酶Swa l识别的碱基序列和酶切位点为 ATT↓AAAT。诸同答下列问题：

(1)上述抗病毒植株A的变异类型有    。植株A自交产生F₁，F₁为不抗病毒：抗病毒=1：1，则说明T基因位于    染色体上。
(2)以植株A为母本，以正常的不抗病毒植株为父本进行杂交产生的F₁中，发现了一株抗病毒植株B，其染色体及基因组成如图2。分析该植株出现的原因可能有    。若以上述过程得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例    ，其中得到的染色体数目异常植株占    。
(3)若图3中虚线方框内的碱基对被C—G碱基对替换，那么基因T就突变为基因t(不能控制合成正常的病毒复制酶)。从抗病毒植株B(图2所示)中分离出图3及其对应的DNA片段，用限制酶Swa I完全切割，产物中共有    种不同长度的DNA片段。

(4)若从上述抗病毒马铃薯植株B自交所得某F₁细胞中分离出其中所含的各种T(或t)基因有关区域，经限制酶Swa l完全切割后，共出现330、777、877和1654对碱基的四种片段，那么该植株的基因型有多种可能性，其共同特点是    。

下图为利用基因工程培育花卉的过程（字母代表相应的物质或结构，数字代表过程或方法）。请回答：

（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的________________不同。
（2）基因工程中最常用的运载体是________，另外还有________、动植物病毒等。②过程不将目的基因直接导入受体细胞的目的是________________。
（3）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞_____________。由外植体培养为转基因植株的③、④过程分别为________，该过程的理论基础是______________。
（4）人工种子就是以形成b之后得到的________、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

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。如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因（Anti）“反向处理”（Anti基因的模板链和reAnti基因的模板链碱基序列互补），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。请回答下列问题：

（1）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内转录，应在人工合成的reAnti基因的首段连接              。
（2）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             （填“转录”或“翻译”）。
（3）图中①、②过程涉及到的现代生物技术中，核心步骤是                    。
（4）从猪中取出胎儿成纤维细胞，用              处理，然后进行分散培养。培养时，将培养瓶置于含95%空气加            的混合气体培养箱中进行培养。
（5）过程⑤的细胞分裂方式为              。
（6）图中④、⑤、⑥过程涉及到的现代生物技术依次为                     、
                               和                                 。