高中生物生物技术中的伦理问题综合题

下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）的过程设计图解，请据图回答下列问题：

（1）图中①、②所示的结构分别是________、________。
（2）在体细胞培养时，由于人们对细胞所需营养物质还没有搞清楚，因此在使用合成培养基培养细胞时需加入              。
（3）在体细胞培养过程中，要将培养瓶置于CO₂培养箱中培养，CO₂的主要作用是                            。要保证培养液处于无菌、无毒的环境，应采取的措施是：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还要在培养液中添加_________________，此外，还应____________________________。
（4）通常将卵母细胞培养到       期时进行去核处理。
（5）过程④通常用②做受体细胞的原因是这些细胞分化程度低，具有                 ，可以定向诱导分化成细胞和某些组织。
（6）如果将图中的囊胚移植到某女性体内，移植的胚胎有可能在母体的子宫内发育成正常的胎儿，说明供体胚胎可与受体子宫建立正常的                     联系，而我国政府对克隆人的态度是                          。

2013年初，我国部分地区陷入严重的雾霾和污染天气中，北京的空气污染指数PM2.5曾接近1000。据统计，北京近十年来肺癌患者增加了60%，引起肺癌的因素有多种，如大气污染、吸烟、免疫力降低等。
分析以下材料，回答相关问题：
材料I：某学生研究小组用生理盐水制备香烟浸出液，进行“香烟生理盐水浸出液对大鼠体重影响” 的研究。

（1）将生理状态相似的大鼠随机分为三组，每天同一时间分别对小剂量组和中剂量组按每百克体重0.5ml、1.0ml灌胃香烟生理盐水浸出液，同时对照组按每百克体重1.0ml灌胃___________________。结果如下图所示。由图可以得出的结论是_______________。
（2）若进一步研究香烟生理盐水浸出液对大鼠身体健康的影响，还需对肝脏病理、肺部纤维增生程度进行检查，并通过显微镜观察______________来初步判断是否发生癌变等。若肺部细胞已发生癌变，其根本原因是_______。
材料II：研究人员利用基因工程技术对肺癌的治疗进行了大量研究，肺部细胞中的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。
该基因工程技术基本流程如图所示，据图回答。

（3）形成重组载体时，需用                  酶切割                           。
（4）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。
（5）研究发现，let-7基因能影响RAS基因的表达，其影响机理如图乙所示。从分子水平的角度分析，其作用机理是let-7基因通过转录形成miRNA，　　                              　   　，从而抑制肺癌细胞的增殖。

(16分)
I．某地农业技术员对一片耕地退耕还林前后土壤中小动物类群丰富度进行了研究。结果见下表(表中单位为：个／m²)

(1)农业技术员采用的是           取土样的方法；退耕还林后比退耕还林前土壤中动物的营养结构要          。
(2)影响土壤中小动物分布的因素有          。
(3)为了发展经济林，当年退耕后农民种植了果树等，近年已进入收获期。现在农民打算在该林区发展多种经营增加收人。你认为在该林区适合种植          ，既可以使物质和能量得到充分利用，又可以提高生态系统的稳定性。
Ⅱ．西北农业大学的科学家们将抗烟草花叶病毒的基因与土壤农杆菌的质粒进行重组。下图表示构建重组质粒和筛选含抗烟草花叶病毒基因的土壤农杆菌的过程请据图回答：

(1)构建重组质粒需要          酶，为了促进重组质粒导入土壤农杆菌的过程，常用
          处理土壤农杆菌。
(2)分析图中B、C两个培养基上的菌落存活情况，含抗烟草花叶病毒基因的菌落位于(选填“B”或“C”)          上。
(3)将含有重组质粒的土壤农杆菌．转人烟草的叶肉细胞后，通过植物组织培养技术培养成抗烟草花叶病毒的烟草植株，为检测转基因烟草是否抗烟草花叶病毒，可采用              
的方法检测烟草体内是否含烟草花叶病毒的蛋白质。若含有，则转基因烟草不抗就草花叶病；若不含有，则转基因烟草抗烟草花叶病。

请回答下列有关生物工程的问题：
（1）对于基因工程来说，其核心步骤是               ，若要培育能从乳汁中分泌人的干扰素的转基因牛，需要选择的受体细胞是____________(受精卵、乳腺细胞)，导入该细胞最有效的方法是               。为了让转入的干扰素基因高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的            和            之间。
（2）植物体细胞杂交过程中，在把植物细胞杂交之前，必须用____________去除细胞壁，杂交过程的另一个环节是__________________；培育出诸如“番茄—马铃薯”这样的杂种植株利用了植物细胞全能性的原理。胚胎干细胞也有类似的特性，并且胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不发生       。
（3）在进行单克隆抗体的生产过程中，要把两种细胞进行融合，这两种细胞一种是在体外能够大量增殖的            ，另外一种是已免疫的B细胞；诱导该两种细胞融合常用的因素有PEG、       、灭活病毒等。体外培养的过程中，贴壁生长的细胞会出现_________现象。
（4）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其            。另外，培养的卵母细胞需要发育至                            期，为使雌性个体一次排出多枚卵母细胞，常采用            激素进行处理。
（5）“桑基鱼塘”生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的            原理。

家蝇幼虫体内有一种抗肿瘤蛋白，科学家发现此蛋白质具有抗癌的奇特疗效，它能对肿瘤产生特异性的抑制，并能增强机体的细胞免疫和非特异性免疫。英国皇家医学会已经将此蛋白质列为21世纪首选抗癌药物。下图所示为通过基因工程技术生产这种蛋白质的方法，请回答下列问题：

(1)结构A的名称为____       ，其作用是将目的基因导入受体细胞，使其在受体细胞中____      并________   。
(2)在进行导入过程时，通常用____  处理大肠杆菌细胞，使其处于          ，然后再将B溶于缓冲液中与受体细胞混合。
(3)经检测抗肿瘤基因已经成功导入受体细胞，但并未检测出抗肿瘤蛋白mRNA，其原因最可能是基因表达载体上目的基因首端未加入           。经修改后，为检测是否翻译出抗肿瘤蛋白，需从大肠杆菌中提取蛋白质，用         进行分子杂交，若有____        出现，表明目的基因已经成功表达。
(4)也可以通过构建乳腺生物反应器的方法来生产抗肿瘤蛋白，其大致过程为将目的基因与含有____             等调控组件的载体重组在一起，通过        导入哺乳动物的____     中，体外培养至早期胚胎，经过____    的方法，技术送入母体内，使其生长发育成转基因动物，最后从该动物的____    中提取抗肿瘤蛋白.

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）基因工程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。得到的卵母细胞需要进行体外培养，目的是          。卵（母）细胞在核移植前需要进行______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             。进行胚胎移植的优势是可以充分发挥         。

以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a-h为操作过程，请据图回答有关问题：

（1）“试管牛”技术的操作流程是                 （填字母）。
（2）d操作的名称是         ，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞不断分裂，其分裂方式为        。
（3）图中用到的激素是          ，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到早期胚胎；图中早期胚胎属于胚胎发育的_______阶段，其中胚胎干细胞来源于_______(填数字标号)。
（4）过程h常用的方法是          。为了能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有__________以便于进行检测。

由于酵母菌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）某间学尝试过程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__________________________。

(13分) 请回答有关下图的问题：


(1)图甲中①～⑤所示的生物工程为________________。
(2)图甲中序号④所示过程叫做________________ 。
(3)如图乙，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，在基因尾端还必须有[2]________；图中[3]________的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，则构建基因表达载体时，图乙中序号[1]代表的是___________；且在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体________的精子。
(5)为获得较多的受精卵进行研究，图甲中⑥过程一般用激素对供体做________处理；为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对________动物做________处理。若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到________期方能受精。
(6)用________技术处理发育到________期或囊胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎。若是对囊胚进行处理，要注意将________均等分割。

(7分) 人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。

(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠______________中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为________，质粒作为________________，二者需用________切割后连接成重组载体。
(3)子代大鼠如果______________和______________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是______________、早期胚胎培养和胚胎移植。

(15分)下图是基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问题：

（1）从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因,需要用到的工具是_______，此工具主要是从______ 生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧梭苷酸之间的______键断开。
(2)构建重组质粒时,常用Ti质粒作为载体,是因为Ti质粒上具有______它能把目的基因整合到受体细胞______。
（3）E过程是利用______技术完成的，要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做______实验。
（4）将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可采用______法和花粉管通道法。

下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：

(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是________；代表中心法则内容的是________。(填写数字)
(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：③________；④________；⑤________。
(3)蛋白质工程的目的是______________________，通过____________________实现。
(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是________的。

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，进行了实验。
（1）培养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         。
（2）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        中获取蛋白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。

Ⅰ.土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌，它带有一个大的质粒叫Ti质粒，它是携带细菌DNA向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段，只有T—DNA片段才转入植物细胞的基因组。结构及转化过程如图所示，回答相关问题：

（1）为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤，需对Ti质粒进行修饰，即祛除瘤基因，将抗旱基因转移至________，然后在一定条件下将外植体在含土壤农杆菌的稀释培养基上培养，此时修饰的T—DNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。以上过程需要的工具有                                         。
（2）将上述外植体置于一个含有某种抗生素的合适培养基中进行筛选，发生转化的外植体开始增殖，形成________     ，通过产生不定芽再长出整个植物。
（3）基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在________水平对转基因植物与非转基因植物进行比较。
Ⅱ．请回答基因工程方面的有关问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）。

（1）图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中不含有引物B的DNA片段所占的比例为     。
②在第   轮循环产物中首次出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
（2）PCR反应体系中含有的DNA聚合酶具有          特点，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为                  。

金花茶是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育了抗枯萎病的新品种。

(1)通过转基因技术使野生品种的抗性基因转移到农作物中去，已经得到抗性强的农作物新品种，反映了生物多样性具有(　　)

A．间接使用价值

B．潜在使用价值

C．科学研究价值

D．美学价值

(2)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有____________和____________，抗枯萎病基因能够拼接到①上，其物质基础是                                               。
(3)为使抗枯萎病的基因成功表达，需构建基因表达载体，一个完整的基因表达载体除目的基因、复制原点之外还需具备的是         、            、            。
(4)经检测，被③侵染的金花茶叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经在金花茶细胞内得到_________。该项科技成果在环境保护上的意义是______________________。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是             ，依据的理论基础是            。
(5)基因工程技术还可用于基因诊断和基因治疗，基因诊断的基本原理是   ，基因治疗包括__  和   两种方法，采用的载体通常是_______________。