高中生物生物技术中的伦理问题综合题

(11分)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，根据下图回答：

(1)上述过程涉及到的技术有_____________ (至少三个)。
(2)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：_____________。
(3)图中①一般经_____________处理可以得到③，在①→③的培养过程中，需向培养液中通入一定量的CO₂，其目的是_____________，a过程细胞发生的变化是_____________。
(4)在胚胎发育过程中，囊胚时期的_____________细胞将发育成幼体的各种组织。
(5)③到⑥体现了_____________。要实现⑥批量生产血清白蛋白，则要求①的性别是_____________。
(6)在基因工程的具体操作中，源自不同生物的DNA之所以能够重组的原因是：                        ；相同的基因在不同的生物体内，都能成功表达出相同的产物，其原因是：                          。

(9分)通过基因工程的方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并获得成功表达。棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞中，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。请回答下列问题：
(1)下列所示的黏性末端是由__________种限制酶作用产生的。

(2)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因工程操作步骤中的第三步，即__________。获取目的基因时，如果基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以通过DNA合成仪用化学方法直接__________。
(3)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体是__________。
(4)基因工程操作的第四步是目的基因的检测与鉴定，其中分子水平的检测又分三步：首先要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的技术是__________；其次还要检测__________，方法同样是采用分子杂交技术；最后检测__________，方法是__________杂交。

(13分)Ⅰ．如图表示运用基因工程技术生产胰岛素的三条途径。据图结合所学知识回答下列问题：

(1)为了便于将含有目的基因的细胞筛选出来，所选择的质粒上应该具有__________________。
(2)培育转基因羊的过程中，科研人员通过感染或____________技术将重组质粒M转移到受体细胞A中，受体细胞A应该是________细胞。③过程中还用到了__________________技术。
(3)受体细胞B应该是莴苣的________(填“体细胞”“卵细胞”或“受精卵)，导入该细胞后，需对该细胞进行培养，经________过程形成愈伤组织。
(4)莴苣为双子叶植物，过程②常用的方法是________________；过程⑥常用的方法是用________来处理大肠杆菌，使其易于吸纳重组质粒M。
Ⅱ、下图四种质粒含有E₁和E₂两种限制酶的识别位点，Ap^r表示抗青霉素的抗性基因，Tc^r表示抗四环素的抗性基因。

(1)将两端用E₁切开的AP^r基因与用E₁切开的质粒X-1混合连接，连接后获得的质粒类型有________。(可多选)

A．X-1	B．X-2
C．X-3	D．X-4

(2)若将上图所示X-1、X-2、X-3、X-4四种质粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。在四环素的培养基不能生长的大肠杆菌细胞类型有________、________、__________。

回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。

上图表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和无害病毒N，通过基因工程制作重组M病毒疫苗的部分过程。其中①~⑤表示操作流程，a～h表示分子或结构。据图回答问题。
(1)基因工程除了微生物基因工程外，还有_____________、________________。在图17所示过程中，获取目的基因的步骤是流程       （用图中编号回答）；在流程③中必需实施的步骤有_______________、________________。
(2)下列关于质粒运载体的说法正确的是_____（多选）。

A．使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解

B．质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞

C．质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的

D．质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则

E．质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达
F．没有限制酶就无法使用质粒运载体
(3)据图比较结构g和结构h的异同：相同点_______________、不同点_______________。

下图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

（1）图中cDNA文库           基因组文库（填“大于”、“等于”或者“小于”）。
（2）①过程提取的DNA需要       的切割，B过程是                。
（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用            扩增的方法。目的基因获取之后，需要进行                    ，其组成必须有             以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。
（4）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是         ，其能否在此植物体内稳定遗传可以用          技术进行检测。

油菜的株高由等位基因 G 和 g 决定，GG 为高杆，Gg 为中杆，gg 为矮杆。B基因是另一种植物的高杆基因，B 基因与 G 基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题：

（1）步骤①中用到的工具酶是                  ，可用含               的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞。培育转基因油菜主要运用了转基因技术和            技术。
（2）若将一个 B 基因连接到了矮杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，且 B 基因与 g 基因位于非同源染色体上，这样的转基因油菜表现为     。写出该转基因油菜自交产生子一代的遗传图解（无目的基因表示为 b）。  
（3）若将一个 B 基因连接到了中杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲～丁四种转基因油菜（如图）。

①与甲的株高相同的是      。四种转基因油菜分别自交，在不考虑交叉互换的前提下，子代有 3 种表现型的是    。
②另有一种转基因油菜自交子代也有3 种表现型，请在右图中的染色体上标出B 基因的位置。

8分）下图表示我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程。请据图回答下列问题：

(1)上述过程涉及的现代生物工程技术，属于分子水平的是______，其核心步骤是______。
(2)若要获得单个的成纤维细胞进行培养，需用______处理猪胚胎的部分组织。
(3)E过程中若要获得大量的卵母细胞需用________激素处理成年母猪。
(4)H过程的名称是__________，所选择的胚胎一般处于______期较合适。
(5)经过培养得到早期胚胎后可以用__________技术以获得更多基因型相同的转基因克隆猪胚胎，且在进行H过程之前，需要对代孕母猪进行________处理，以给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境。

下图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程，其中①－⑥表示操作过程。回答以下问题：

（1）图中①涉及的精子需           处理；为了防止多精人卵，卵细胞会依次表现出 。
（2）图中良种母牛需注射促性腺激素，而不是饲喂，原因是              ，该激素处理的目的是                     。
（3）图中②过程所用的方法是            。外源基因插入到牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能发育成转基因牛，而有的会死亡，请分析外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因：         。
（4）图中a、b、c分别代表囊胚的                。
（5）图中④过程表示           ，由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为                                                    。

甲型血友病是由X染色体上的隐性基因导致的遗传病（H对h为显性）。图1中两个家系都有血友病发病史，Ⅲ₂和Ⅲ₃婚后生下一个性染色体组成是XXY的非血友病儿子（Ⅳ₂），家系中的其他成员性染色体组成均正常。(11分)

（1）根据图1，__________（填“能”或“不能”）确定Ⅳ₂两条X染色体的来源；Ⅲ₄与正常女子结婚，推断其女儿患血友病的概率是________。
（2）两个家系的甲型血友病均由凝血因子Ⅷ（简称F8，即抗血友病球蛋白）基因碱基对缺失所致。为探明Ⅳ₂的病因，对家系的第Ⅲ、Ⅳ代成员F8基因的特异片段进行了PCR扩增，其产物电泳结果如图2所示，结合图1，推断Ⅲ₃的基因型是_________。请用必要的文字说明Ⅳ₂非血友病XXY的形成原因______________________________________________________________
_______________________________________________________________.
（3）现Ⅲ₃再次怀孕，产前诊断显示胎儿（Ⅳ₃）细胞的染色体为44 + XY；F8基因的PCR检测结果如图2所示，由此建议Ⅲ₃___________。

转基因生物可用于生产人类所需要的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等。下图一是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答：

（1）基因工程的核心步骤是______（填字母）。此过程所需的工具酶是                    
（2）下图二是运载体和反转录得到的胰岛素基因的片段，已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC－，
限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－↓GATC－。GeneI和 GeneII为质粒上的标记基因，根据图分析, 应用限制
酶          切割质粒，用限制酶        切割目的基因。构建的重组质粒中,除含有外源基因、标记基
因外,还必须含有         和          。
（3）B过程中，常用_________处理使细菌成为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。
（4）如果从分子水平检测人胰岛素基因是否表达成功，可以采用                方法。

下图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知
识及相关信息回答下列问题：

（1）图中cDNA文库           基因组文库（填“大于”、“等于”或者“小于”）。
（2）①过程提取的DNA需要       的切割，B过程是                。
（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用            扩增的方法。目的基因获取之后，需要进行                    ，其组成必须有             以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。
（4）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是         ，其能否在此植物体内稳定遗传可以用          技术进行检测。

（共12分）下图表示我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程。

请据图回答下列问题：
(1)上述过程涉及的现代生物工程技术，属于分子水平的是___________，其核心步骤是______________________。

（2）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”）,b箭头指的的是          ，PCR过程断裂此键用             。
(3)若要获得单个的成纤维细胞进行培养，需用___________处理猪胚胎的部分组织。
(4)E过程中若要获得大量的卵母细胞需用___________激素处理成年母猪。
(5)H过程的名称是______    ___，所选择的胚胎一般处于_______       期较合适。
(6)经过培养得到早期胚胎后可以用胚胎分割技术以获得更多基因型______        (相同/不相同)的转基因克隆猪胚胎，且在进行H过程之前，需要对代孕母猪进行___________处理，以给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境。

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           ，将KIFⅡ基因导入成纤维细胞的常用方法是____          。
（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，将成纤维细胞置于5% CO₂与95%空气的混合气体环境中，CO₂的作用是          。
（3）在过程③中，用        处理以获得更多的卵（母）细胞。卵（母）细胞在核移植前需要进行去核处理。
（4）在胚胎移植前，通过        技术可获得较多胚胎。移植后的胚胎能在受体子宫中存活，其生理基础是             。

长期以来 ,香蕉生产遭受病害的严重威胁 ,制约了其发展。目前 ,随着转基因抗病香蕉基因工程技术的日趋成熟 ,为培育抗病香蕉品种开辟了新途径。转基因抗病香蕉的培育过程如图所示，质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答：

(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶             ，对          进行切割。
(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有               ，作为标记基因。
（3）能使抗病基因在香蕉细胞中特异性表达的调控序列是：        (填字母序号)。
A启动子   B终止子  C 复制原点   D标记基因
（4）将目的基因导入植物细胞常用方法有多种，图中所示方法为              。
（5）欲检测目的基因是否表达成功，可采用的技术             (填字母序号)。

A．核酸分子杂交

B．基因序列分析

C．抗原-抗体杂交

D．PCR

(6)利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成转基因植株。香蕉组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质外还必须含有                   等植物激素，它们会在          （填图中标号）阶段发挥作用，同时     （填图中标号）阶段还需要给予一定光照。
（7）从香蕉组织块到获得转基因抗病香蕉试管苗的过程中，需经过        。(填数字)
①无丝分裂   ②有丝分裂  ③减数分裂  ④ 原代培养  ⑤ 传代培养
⑥ 植物体细胞杂交  ⑦ 细胞融合    ⑧ 脱分化     ⑨ 再分化

由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种（过程如图甲所示）。

（1）图甲中，过程①需要的酶有____                __。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以______作为唯一碳源。②、③过程需要重复几次，目的是___                                     __。
（2）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是________________；推测该同学接种时可能的操作失误是______________。
（3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种_______菌的发酵罐需要先排气，其原因是_____          _____________________。
（4）若要对培养液中的酵母菌进行计数，下表是取0.1ml菌液进行涂布时，不同稀释倍数下统计的平板培养基上的菌落数：

稀释倍数	10^3	10^4	10^5
重复 实验	1	1498	126	12
2	1208	128	9
3	1189	133	6

根据表中数据估算培养液中酵母菌的浓度约为_______       个/ml