高中生物生物技术中的伦理问题综合题

胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此治疗效果受到影响。下面是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答下面有关问题。

(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是：_________________________________________________。
(2)通过人工合成DNA形成的新基因应与________结合后转移到________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________、________和发酵工程。
(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________

应用生物工程技术可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)要获得抗虫基因，可采用__________________________________
等方法，基因工程的核心是________________________________________。
(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是________，原因是______________________________________________。
若用大肠杆菌储存目的基因，则需先将其处理为________细胞。
(3)在培育转人生长激素基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是________，②过程常用的方法是____________________________________________。
(4)转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有________。

我省有大量的盐碱地，科学家利用耐盐碱植物中的耐盐基因，培育出了耐盐水稻新品系。下图是培育过程简图，请回答下面的问题。

(1)目的基因的获取需要__________酶，阶段Ⅰ的核心是
________________________________________________________________。
(2)为保证耐盐基因的正常转录，b上耐盐基因的两端应含有________，将b导入c常用________法。
(3)对耐盐基因转录和表达产物的检测分别采用______、________技术。
(4)阶段Ⅱ的核心过程是________，由耐盐水稻细胞培育成了耐盐水稻植株，说明植物细胞具有_________________________________________。

科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。如图是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答下面的问题。

(1)①过程获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增，该技术须用________酶，所需的原料是________。
(2)已知几种限制酶识别序列及其切割位点(如下表)：

限制酶	BamHⅠ	Hind  Ⅲ	EcoR  Ⅰ	Sma  Ⅰ
识别序列及 切割位点

用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用Sma  Ⅰ酶切割，原因是
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，应选用________酶对外源DNA、质粒进行切割。
(3)图中⑤、⑥依次表示组织培养过程中抗盐烟草细胞的________、________过程。
(4)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是___________________________________________________。

磷是植物生活必不可少的元素，在植物代谢、生长和繁殖中有着重要作用。
（1）植物的根系从土壤中吸收PO₄^3-的主要方式是__________，吸收后的磷元素可用于合成_______________等化合物（要求2项）
（2）根据含磷化合物的作用，叶片中磷元素含量与光合速率之间的关系最可能是下列中的
_____________________________。

（3）下表是冬小麦和棉花对磷的吸收量

表中数据表明，作物对磷的吸收量因_________和_____________的不同而异。
（4）农民每年都需要施磷肥来提高作物产量，但残余的磷肥成分进入江河湖泊后，常常促使蓝藻等生物的大量繁殖，出现________________现象。
（5）研究人员发现，土壤中存在着一类细菌，能够将土壤中难溶的含磷化合物溶解转变为植物能吸收的磷酸盐离子。对这类细菌进行分离并计数的方法是_______________。如果要进一步提高天然菌株的溶磷能力，则可以通过___________等方法。

下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。

(1)a代表的物质和质粒的化学本质相同，都是________，二者还具有其他共同点，如①________________，
②________________(写出两条即可)。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为，则与之连接的目的基因切割末端应为________________；可使用________把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为________，其作用是_________________________________________________________________。
(4)下列常在基因工程中用作载体的是(    )。

A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因

B．土壤农杆菌环状RNA分子

C．大肠杆菌的质粒

D．动物细胞的染色体

通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是—G^↓GATCC—，请回答下列问题。

(1)从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是________。
(2)请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。

________________________________________。
(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是__________________________________，“插入”时用的工具是________，其种类有____________________________________________________。

[生物——选修3现代生物科技专题]科学家想用农杆菌转化法将某外源高产基因转移到大豆细胞中，以获得高产大豆，其培育过程如图所示。据图回答下列问题。

(1)利用              技术可以对外源高产基因进行扩增。土壤农杆菌Ti质粒上含有T—DNA，可将外源高产基因整合到大豆细胞的              上。
(2)构建含高产基因的重组质粒(基因表达载体)的过程中需要的工具酶有              。这个基因表达载体的组成，除了外源高产基因外，还必须有                以及标记基因等。
(3)用含有重组质粒的土壤农杆菌去感染大豆细胞，如果要检测外源高产基因是否成功导入大豆细胞中可采用                技术；如果要检测外源高产基因在大豆细胞中是否成功表达可采用               技术。
(4)含高产基因的大豆细胞需要经过                  过程才可能获得高产大豆植株，该过程依据的原理是                         。
（5）由于目前科学家对基因的相关知识了解有限，同时，外源基因插入宿主基因组的部位往往是　　　　，因此，转基因生物引发了人们激烈的争论。不少公众担心转基因生物会破坏某些生态系统的稳定性，这方面也可能会涉及生态工程的研究，与传统的工程相比，生态工程是一类
　　　　　　　　　　的工程体系。

如图是某单基因遗传病的家系图。

(1)为研究其发病机理，通常采用      获得大量致病基因，该技术成功的关键是要有      酶。
(2)为诊断2号个体是否携带致病基因，通常采用的分子生物学检测方法是          。
(3)该病会导致病人免疫能力下降，被病毒感染后的治疗需要大量的抗体。临床使用的小鼠免疫后制备的鼠源性单抗，具有___   、     的特点，并可能      ，但存在一些弊端，其中之一是会引起人体抗鼠源抗体反应。5号个体在连续隔周注射某种鼠源性单抗治疗一种病毒感染性疾病，开始病毒量明显减少，一段时间后，这种病毒量又开始上升，排除病毒变异的因素，上升原因还可能是人体产生了              ，使鼠源抗体不能发挥抗病毒的作用。
(4)目前，研究人员可应用       技术，改造鼠源性抗体分子的结构，降低鼠源性抗体的人体反应。

下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答：

（1）①的名称是       ，②所示的生物技术的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，这是因为                              。重组细胞A培养过程中所需要的基本条件包括充足的营养、          、          、气体环境。
（2）图中③所示的结构名称是                。若实现重组细胞B定向诱导分化，需要在培养基中加入                    。
（3）④所示的生物技术名称是                         ，若想得到大量健康的胰岛B细胞基因，可利用           技术，该技术利用的工具酶是                  。
（4）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是       。该种基因治疗所属类型为          。

(1)PCR是一种DNA体外扩增技术。1988年，PCR仪问世，并被广泛应用于基因扩增和DNA序列测定。下图是PCR技术示意图，请回答下列问题:

①引物是此过程中必须加入的物质，从化学本质上说，引物是一小段_    。
②将双链DNA       ，使之变性，从而导致   __.
③引物延伸需提供       作为原料。（1分)
(2)红细胞含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白，血红蛋白提取和分离的程序可分为四步:样品处理、粗分离、纯化、纯度鉴定。请回答下列有关问题:
①样品处理，它包括红细胞的洗涤、           、收集血红蛋白溶液。
②收集的血红蛋白溶液在透析袋中经过透析，这就是样品的粗分离。透析的目的是       。透析的原理是      
③通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。样品纯化的目的是              

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。

我国是受荒漠化危害最为严重的国家之一。近年来，保定地区频受沙尘暴之苦，保护生态环境，大力开展植树种草、治理水土流失、防止沙漠化等是当前的紧要任务。
(1)据研究，保定市沙尘暴的沙主要来自黄土高原和内蒙古高原，西部生态环境的改变首先要解决的非生物因素是________。
(2)在退耕还林、还草过程中，要注意树种、草种不要过于单一。这种做法所依据的主要生态工程原理是________________，其目的是提高生态系统的抵抗力稳定性。
(3)近年来大力推广的生态农业是一个自我维持的生态系统，其特点是保持和完善系统内的生态平衡，其设计的原则是能量的__________和物质的__________，以求得最大的生产力和可持续发展。我国农民收集一切可能的有机物质使其转变为有机肥料、保持土壤肥力的做法称为________农业。
(4)某科研小组想利用基因工程技术培育抗旱植物用于治理水土流失。将抗旱基因导入植物细胞采用最多的方法是____________。要检测抗旱基因是否插入到受体细胞的DNA中，采用的是____________技术。若检测结果表明抗旱基因已经插入到受体细胞的DNA中，则培育的植株________(填“一定”或“不一定”)具有抗旱性状。

豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。其修饰和表达过程如下图所示：

请根据以上材料，回答下列问题：
(1)一种植物出现的优良抗逆性状，在自然状态下很难转移到其他种类的植物体内，主要是因为存在       。
(2)“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是         ，此基因工程的核心是       。
(3)如果想在短时间内得到大量的CpTI基因可以采用           技术。
(4)如果种植上述转基因水稻，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。把目的基因导入          中，根据母系遗传的特点，就可以避免“基因污染”。

如图表示水稻育种的一些途径。请回答下列问题：

（1）若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可选图中________(填编号)途径所用的方法。其中⑦过程的原理是_______________________。
（2）以矮秆易感稻瘟病(ddrr)和高秆抗稻瘟病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得F₁。F₁自交产生F₂，F₂矮杆抗病水稻中不能稳定遗传的占________，若让F₂中的全部矮秆抗病的水稻植株自由授粉，则所得子代中的ddRR和ddRr的比是________。
（3）科学工作者欲培育能产生含铁量较高的转基因水稻新品种，应该选择图中③④表示的途径最为合理可行，具体步骤如图所示：

①若铁结合蛋白基因来自菜豆，利用菜豆细胞内形成的mRNA通过逆转录过程形成cDNA，
将这些cDNA用限制酶处理后储存在受体菌群体内，这些受体菌群被称为菜豆的_________。
②将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用_________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得导入成功的受体细胞，该筛选过程是通过在培养基2中加入_________实现的。
③所得含铁量较高的转基因水稻新品种与野生水稻属于同一物种，原因是它们无_______。