高中生物生物技术中的伦理问题综合题

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。

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。

下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请据图回答下列有关问题：

(1)图中科学家在进行①操作时，要用同一种___________ 分别切割目的基因和运载体，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过__________（键名）而结合，遵循              原则。
(2)在获得目的基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种       、四种脱氧核苷酸和         的DNA聚合酶。
(3)图中的III是导入了目的基因的受体细胞，经培养、筛选最终获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生的F₁中，仍具有抗虫特性的植株占总数的      ，原因是                                 
_                                                                             
(4)上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫性，原因是_            
                          ，要想获得纯合体，常采用的方法是________   __。
(5)科学家最初在做抗虫实验时，虽然用一定的方法已检测出棉花的植株中含有抗虫基因，但让棉铃虫食用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明______   _。科学家在研究的基础上又一次对棉花植株中的抗性基因进行了修饰，然后在让棉铃虫食用棉的叶片，结果食用的第二天棉铃虫就死亡了

（选修一选修三任选其一）
I选修一：（除标注外每空2分，共15分）如图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程，请回答：

(1)对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是_________________；对月季来说，适宜花粉培养的时期是________期。为确定花粉是否处于该时期，最常用的镜检方法是________。
(2)在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入一定的植物激素，常用的植物激素有_______________。
(3)两种植物组织培养都需要接种，在进行接种时应注意(　　)
①接种室要消毒　②只要戴口罩，操作时便可说话　③外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净　④接种操作要在酒精灯火焰旁进行　⑤接种完毕应立即盖好瓶盖

A．①②③④⑤	B．①②③④
C．①③④⑤	D．②③④⑤

(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过________阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于______________________。
(5)图中的B过程都需要_______，因为愈伤组织形成幼小植物后，植物需要叶绿素进行光合作用。
II选修三：（除标注外每空2分，共15分）下图为培育转基因抗虫棉的技术流程，请据图回答：

(1)质粒上标记基因的作用是                          。
(2)过程①是             ，其组成除了目的基因外还必须有___________  _____________以及标记基因。
(3)过程②采用最多的方法是           ，检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分
(4)③过程的培养基除含有必须的营养物质、琼脂外，还需要添加          ，④过程的实质是            。
(5)经检测抗虫棉细胞染色体上含有一个抗虫基因，该植株自交得到F_l，其中全部的抗虫植株再自交一次，后代中抗虫植株占总数的            。

下图为科学家通过基因工程方法培育转基因抗虫棉的大致过程。请据图分析回答：

（1）图中①过程需要的酶有                  ，图中A的组成，除了目的基因外，还必须有________________________________和复制原点。
（2）目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是             ，检测时常采用的方法是                       。
(3)图中③过程培育到___________，将其包上人工种皮，可制成神奇的人工种子。

黄曲霉毒素AFB₁存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并累积，引起癌变；某些微生物能表达AFB₁解毒酶，将该酶添加在饲料中可以降解AFB₁，清除其毒性。
（1）AFB₁属于          类致癌因子。
（2）黄曲霉毒素诱发肝癌发生的原理是基因突变。研究发现，黄曲霉毒素会导致p53基因（阻止细胞不正常增殖的基因）失去正常功能，所以p53基因属于      基因。
（3）下图为采用基因工程技术生产AFB₁解毒酶的流程图，检测酵母菌工程菌是否合成了AFB₁解毒酶，应采用                 方法。

（4）选取不含AFB₁的饲料和大鼠为材料，探究该AFB₁解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果见下表，据表回答：

①本实验自变量为                                            。
②实验设计时每组大鼠不能只用1只，为什么？                         。
③本实验中，反映AFB₁解毒酶的解毒效果的对照组是         。
④经测定，某污染饲料中AFB₁含量为100μg/kg ，由表中数据可知，每千克饲料应添加    克AFB₁解毒酶，理由是                                         。

阅读如下材料：
资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，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。
资料乙：T₄溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T₄溶菌酶的基因进行了改造，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位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。
资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家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）资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是         和     。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是                。
（2）资料乙中的技术属于        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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种 ____            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）资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、生理状态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。

（7分，每空1分）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tet^R表示四环素抗性基因，amp^R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。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________（填字母代号）。
A．amp^R          B．启动子　　　　C．终止子         D．复制原点  
（3）过程①可采用的操作方法是_______      _(填字母代号)。
A．农杆菌转化     B．显微注射     C．大肠杆菌转化    D．细胞融合
（4）过程②采用的生物技术是____          ____。
（5）对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的______  __性。
（6）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_____    ___（填字母代号）技术。
A．核酸分子杂交   B．基因序列分析  C．PCR          D．抗原—抗体杂交

(15分)
材料一：毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KlFⅡ）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构建的重组表达载体除具有KlFⅡ基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。其中标记基因的作用是                                     。
（2）在过程②中，用__________处理能将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞.在培养过程中，需将成纤维细胞置于pH值约为      培养液中，并且放在含95％的空气加5％CO₂的混合气体的培养箱中进行培养。
（3）在过程③中，卵母细胞除可从活体输卵管中采集外．还可以从已宰杀的母羊___________中获取；成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行去核处理，同时用微型吸管吸走            。
材料二：近年来我省大庆市太康县对大棚农业的发展，收到了很好的经济效益。请据图回答有关问题。

(4)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是                _________________________________________，图中生态农业主要是借鉴了“无废气物农业”，主要体现了生态工程__________原理。与此密切相关的生物为_____    _________。
(5)在充分利用能量、减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，不仅提高了农民经济收入，还使保护环境和发展经济相互协调，体现了生态工程的__________原理。

糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年上升的趋势。下图是利用基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请据图同答。

（1）过程②必需的酶是__________酶，过程④必需的酶是__________酶。
（2）能否利用人的皮肤细胞来完成①的过程? ______，为什么? ______________。
（3）若A中共有a个碱基对，其中腺嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行5次，至少需要提供鸟嘌呤             个。
（4）在利用AB获得C的过程中，必须用            切割A和B，再加入       ，才可以形成C。
（5）在进行基因工程操作过程中，胰岛素基因必需与运载体——质粒结合后才能进入大肠杆菌体内，并且在细菌内增殖。质粒从分子结构看，它是一种         ，它的增殖方式在遗传学上称为                。
（6）不同生物间基因的移植成功，说明生物共有一套              。

请回答与转基因小鼠的培育过程相关的问题。
（1）获取外源基因常用的工具酶是        ，若需在短时间内获得大量的某种外源基因，通常采用        技术。
（2）在供体雌鼠发情周期的某一阶段，用一激素处理促使卵巢里大量卵泡成熟并排出，称为超数排卵。在让供体母鼠与健康公鼠交配的同时，让代孕母鼠与结扎公鼠进行交配，使代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致，称为   处理。
（3）将基因表达载体导入受精卵常用的方法是         。
（4）将注射有外源DNA的受精卵移人发育培养液中继续培养至桑椹胚或       ，再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和             。
（5）待代孕母鼠产出幼仔后，取幼鼠尾巴细胞提取基因组DNA，可用      法等分析以确定是否为转基因鼠。

甘蔗含糖量高．是生产燃料酒精的优质材料。为了提高酒精产量，需要优质甘蔗品种 和具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌作为理想的酒精发酵菌种。根据所学知识回答下面的问题。
(1)如果要用甘蔗的外植体作为材料对甘蔗进行大规模种植，在对甘蔗外植体细胞进行接种前，需要进行     ，     两项工作。
(2)在外植体培养获得幼苗的过程中，需要     与     等激素的作用。
(3)为了获得理想的酵母菌菌种，可以对野生菌种进行       。然后在   (A固体  B液体  C选择  D鉴别)培养基上进行培养，该培养基要比基本培养基额外添加   ，并且将pH   (填“调高’’或“调低")。在该培养基中挑选   菌落，即为耐高糖、耐酸特性的突变酵母菌。
(4)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入   以催化DNA链的延伸。

基因工程相关。2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：

注：图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
（1）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来       ，理由是：                                      。
（2）过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多的方法是             。
（3）如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是          。获得的转基因克隆猪，可以解决的医学难题是，可以避免                。
（4）目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白，黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：             （用数字表示）。①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成）④表达出蓝色荧光蛋白。

一种重症联合免疫缺陷病（简称SCID），这种患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会发病死亡。经研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称ADA）的基因ada发生了突变。目前，人们已经找到了治疗该疾病的方案。如下图：

（1）运载体必须具备的条件是（    ）
A．能在宿主细胞中复制并保存
B．具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接
C．具有标记基因，便于进行筛选
D．是环状形态的DNA分子
（2）在此图过程中用到的基因操作工具分别是                         。
（3）研究人员将ada注入淋巴细胞，而不是其他细胞，其原因是什么？                       。
（4）图中的治疗方法是体外基因治疗法，这是___________生物技术的应用。请列举除了在医学领域，该生物技术在其他领域的一些成就（至少举两个例子）                                  。

(11分)下图1表示某细菌的抗除草剂基因的部分片段，其中a、b、c分别表示该基因片段中特定的碱基对。图2表示该细菌细胞内DNA自我复制及控制多肽合成的过程。请分析回答：

图1                                                             图2
(1)在真核细胞内，核基因控制的该过程发生在同一场所的是      (选填序号)。过程②需要       催化。完成③时，一般在一条mRNA上会结合多个核糖体，其意义是  
             。
(2)基因突变是由于碱基的增添、缺失和替换，导致基因结构的改变。若图1中基因位点a
的碱基对变为，位点b的碱基对变为，位点c的碱基对变为，则其中位点    
的突变对生物性状表现无影响，其原因是                          。
(3)若将此抗除草剂基因转入大豆根细胞中，欲检测转基因是否成功，应将转入目的基因的细胞培养在含            的全营养固体培养基中。抗除草剂基因能在大豆细胞中表达说明                            。

应用生物工程技术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）在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需要的工具酶__________和     ，②过程常用的方法是______。
（2）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____________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用胚胎分割和______技术，培育出多头相同的转基因犊牛。
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有_______的特点。
（4）在抗虫棉培育过程中，④过程中的受体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过程采用的技术______。