高中生物生物技术中的伦理问题综合题

下图是培育能产生人胰岛素牛的过程示意图，试回答相关问题：

(1)在过程③中，为使精子能顺利与卵子结合，需要先对精子进行________处理。当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应，如透明带反应和________等，其意义是________      
(2)在过程④中需要先将该基因与________结合，主要目的是为了保证人胰岛素基因能够在受精卵中________           。检验人胰岛素基因是否导入受精卵的方法是_________________。
(3)过程⑥涉及的技术是________，为保证该过程的成功，一般应选择________相同的同种母畜。
(4)为能从良种母牛体内一次取得多枚卵子，可以采用注射________的方法。据报道，这种技术已经被滥用于人类生育中，从而出现许多人工“多胞胎”，这种技术带来的危害之一是______________________________________。

（现代生物科技专题，10分）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。

(10分)科学家通过转入四种基因可将体细胞诱导形成多能干细胞(iPS细胞)，iPS细胞具有胚胎干细胞的类似功能。下图是设想用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的流程，请回答：

(1)胚胎干细胞来源于         ，具有         ，经诱导能发育成个体。
(2)iPS细胞培育过程中运用到的生物技术有过程①的         、过程②的         等。
(3)过程①的培养液中除合成培养基的成分外，还需添加         等天然成分。过程②进行时，需要先利用         技术将四种目的基因扩增，再将目的基因与逆转录病毒载体结合，以构建         ，然后将其导入患者的体细胞，诱导形成iPS细胞。
(4)经过程③、④后，改造得到的A是         ，再植入患者体内，使患者能够产生正常红细胞，这种治疗方法称为         。
(5)iPS细胞的诱导成功具有的医学价值是(答出两点即可)                             。

人工免疫是人类战胜传染病所取得的伟大成就。随着科学技术的发展，疫苗的研制前后经历了三次革命，回答下列相关问题。
1.100多年前巴斯德开创了以炭疽病疫苗、狂犬病疫苗为代表的第一次疫苗革命，这类疫苗是用_____________制成的。
2.第二次疫苗革命使疫苗的研制得到了迅猛的发展，如用基因工程制备乙型肝炎表面抗原作为疫苗用于临床接种，从而使疫苗的研制进入到      水平，此类疫苗较第一次研制的疫苗的最大优点是                                                 。但此类疫苗需低温保存，原因是_____________________________________________________。
3.20世纪90年代开始兴起的DNA疫苗被称为第三次疫苗革命，DNA疫苗预防传染病的机制如下图所示。

（1）该过程首先是获取                作为目的基因与质粒进行体外重组后，注入人体。
（2）图中B物质为        。
（3）与第二次疫苗革命相比，第三次疫苗的优点是                       。
4.第二、第三次免疫革命中都运用到_____________技术，表现出现代生物技术推动了免疫学的发展。
5.简述接种疫苗后，人体获得免疫力的过程。                                      
                                                                      

随着科学技术的发展，人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，据图回答问题。

(1)在此过程中涉及到的细胞水平现代生物技术手段主要有___________、____       。
(2)在基因工程中，我们称②为_______      _，在②进入③之前要用___________和         工具酶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的过程中一般利用去核后未受精的卵细胞作为受体，而不用普通的体细胞，原因是：卵细胞的细胞质中含有________________________________的物质。

(4)下列A～D中表示④到⑤过程中正确的操作方法的是________，把⑤送入⑥的最佳时期是________。
(5)⑦是⑥的后代，那么⑦的遗传性状和_______         _（用文字表述）最相似。
如果②的数量太少，常用________    扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体组成为________，利用该方法得到的动物叫做____________        。

(9分)国家863计划项目“利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用蛋白”取得重大进震目前，已
经成功获得经纯化的抗凝血酶III蛋白，达到国际先进水平。下面是制作崂山奶山羊乳腺生物反应器的流程图：
 
(1)根据流程图分析，动物乳腺生物反应器主要利用了          技术(至少写2种)。
(2)要实现①超数排卵，应在崂山奶出羊A发情期的某一阶段用         处理，然后收集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，原因是       。
(3)过程④需将抗凝血酶III基因注入受精卵内，在显微镜下判断是否受精作用的标志是                。
(4)要使人的抗凝血酶III基因在山羊乳腺细胞中特异性表达，在⑤之前要提取囊胚期的         细胞，采
用检测    技术对其   和       进行检测。
(5)若要一次获得多只完全相同的转基因崂山奶山羊D，⑤应采用       技术。

应用生物工程技术可以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）基因表达载体除了包含目的基因、启动子、终止子外，还应具有__________。②过程常采用的技术是________________________。
（2）③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用___________技术，培育出多头相同的转基因牛犊。受体母牛在接受胚胎之前须经过___________激素处理达到___________，以便为胚胎发育提供相同的生理环境。
（3）在抗虫棉培育过程中，④过程中的受休细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是___________。⑤过程所采用的生物技术_________________。要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，在个体水平上的鉴定方法是
_______________________________。

玉米的光合效率较水稻的高，这与玉米中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）有很大的关系。如何将玉米的这一种酶转移到水稻等植物上一直是植物生物学家的研究课题之一。但实践证明，常规杂交育种手段很难如愿以偿。最近，有人利用土壤农杆菌介导法，将完整的玉米PEPC基因导入到了水稻的基因组中，为快速改良水稻的光合作用效率，提高粮食作物产量开辟了新途径。
（1）玉米和水稻很难利用常规杂交手段杂交是因为                                    。
（2）获得PEPC基因后，将其导入土壤农杆菌的质粒中，获得重组质粒需要的工具酶是         ，请在下框中补充某DNA片段并画出切割形成黏性末端的过程示意图。

（3）导入完成后得到的土壤农杆菌，实际上只有少数导入了重组质粒，可根据质粒中含有的     筛选出成功导入了重组质粒的土壤农杆菌。
（4）用含有重组质粒的土壤农杆菌感染水稻细胞，即使感染成功，PEPC基因通过一定途径整合到水稻的基因组中，但不一定会表达，原因最可能是           。
A．玉米和水稻不共用一套密码子   
B．水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸
C．PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响
D．整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了
（5）PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是                                    。
如目的基因完成了表达 ，则其表达过程可表示为                              。
（6）得到PEPC基因成功表达的水稻细胞后，科研人员常采用                方法获得转基因水稻植株。

下表为常用的限制性核酸内切酶（限制酶）及其识别序列和切割位点，由此推断的以下说法
正确的是（   ）

限制酶名称	识别序列和切割位点	限制酶名称	识别序列和切割位点
BamHⅠ	G↓GATCC	KpnⅠ	GGTAC↓C
EcoRⅠ	C↓AATTC	Sau3AⅠ	↓GATC
HindⅡ	GTY↓RAC	SmaⅠ	CCC↓GGG

（注：Y＝C或T，R＝A或G）
A．限制酶切割后不一定形成黏性末端         
B．限制酶的切割位点一定在识别序列的内部
C．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端 
D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列

人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。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。如果应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。
大致过程如下：
a．将人体血清白蛋白基因导入“雌性奶牛胚胎”的细胞中，形成重组细胞①；
b．取出重组细胞①的细胞核，注入去核牛卵细胞中，形成重组细胞②；
c．电脉冲刺激重组细胞②促使其形成早期胚胎；
d．将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。

请回答下列问题：
（1）重组细胞①和②中           （①／②）实现了基因的重组。
（2）在实验过程a中要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是                             。
（3）实验过程b利用的技术是                          ，胚胎工程操作中最后环节是                          。
（4）若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，让其分别发育成小牛，这些小牛的基因型（相同／不同）       ，理由是                  ，此项技术称为              。
（5）运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞（ES细胞），培养如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，必须用          处理内细胞团，使之分散成单个细胞。培养过程中作为饲养层的是         细胞。
（6）哺乳动物的胚胎的营养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及           等物质。

科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因），其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图作答：

（1）在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用限制酶＿＿＿＿＿＿分别对＿＿＿＿＿进行切割，切割后产生的DNA片段分别为     、    种。
（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿作为标记基因。
（3）研究人员通常采用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用＿＿＿＿＿＿＿＿方法，在个体水平检测目的基因是否表达。

（9）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。

据图回答下列问题：
（1）过程①所需的酶是                        。
（2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的                存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
（3）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是            。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。
（4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和                 植株的根尖，通过            、             、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较                 。
（5）采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR 扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1—4 进行PCR 扩增的结果。据图判断，再生植株1—4 中一定不是杂种植株的有                    。

（6）对杂种植株进行                 接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。

(10分)肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术的基本流程如下图甲所示。

请回答：
(1)进行过程①时，需用　　　　酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为　     。
(2)进行过程②时，需用　　　　酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。
(3)研究发现，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图乙所示。据图分析，可从细胞中提取　　　　　　　进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是细胞中　　　　　　(选填 “RAS mRNA”或“RAS蛋白”)含量减少引起的。

科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因），其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图作答：
 
（1）在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用限制酶          分别对         进行切割，切割后产生的DNA片段分别为      种。
（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有                作为标记基因。
（3）研究人员通常采用           法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。
（4）利用组织培养技术将导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄组织细胞培育成植株。图中③、④依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的            过程。

电影中，“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝，现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域。请回答：
(1)为保证实验成功，产生蛛丝蛋白的基因需要从_________ (基因组/ cDNA)文库中获取，并与______________________等调控组件重组在一起，然后与载体相连构建成为表达载体；再通过_________等方法，将表达载体导入羊的______________，获得重组细胞。
(2)将获得的重组细胞培养成早期胚胎后，移植到经过_________处理的受体母羊子宫内。因为我们对细胞所需的营养条件还没有完全研究清楚，所以在早期胚胎的培养中，往往还需要添加__________。若需要一次产生两头转基因“蜘蛛羊”，可将早期胚胎进行________处理。
(3)若所得到的“蜘蛛羊”（已知表达载体已进入细胞)乳汁中没有检测到蛛丝蛋白，科学家为判断问题所在，应该用_________的方法，先检测__________________，若已确认此步成功,则应该继续检测____________。