高中生物生物技术中的伦理问题综合题

如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，据图同答下列问题：

（1）在②进入③之前要用     、      、     等工具来构建基因表达载体。
（2）图中①一般经   处理可以得到③。作为受体未受精的卵细胞需要在体外培养到   期去核。
（3）把⑤送入⑥的最佳时期是     。⑥在接受胚胎之前须用      处理．以便为胚胎发育提供相同的生理环境。
（4）采用    法可检测⑦的乳汁中是否产生了人类血清白蛋白，要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是      。

(10分)由李建远教授率领的科研团队，在山东烟台毓璜顶医院成功克隆出5枚符合国际公认技术鉴定指标的人类囊胚。请回答下列问题：
（1）在卵子去核的过程中，李建元教授采用三维立体偏震光纺锤体成像系统，对核DNA精确定位后，再用微激光主要对卵子的第一屏障打孔，才能精确剔除卵子细胞核。这一屏障是指（  ）
A．卵黄膜       B．透明带      C．核膜
（2）在培养皮肤纤维细胞和淋巴细胞时，需要用胰蛋白酶等处理，原因是         。培养过程中除了保证无菌、无毒的环境外，为了防止培养过程中的污染，通常还要在细胞培养液中添加一定量的         。
（3）通过克隆胚胎进而用其衍生而来的器官，来取代患者本人病变的器官，就会避免免疫排异反应的发生，根本原因是       ________________ 。
（4）获得目的基因后可采用             技术进行扩增。大部分物种的基因能拼接在一起，是因为           。检测目的基因是否成功导入植物细胞，可采用的生物技术是        。

血清白蛋白临床上需求量大，通常从人血液中提取。如果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受精卵细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：

请回答下列问题：
（1）培育“乳腺反应器”动物的一个重要环节是获得人体血清白蛋白基因。获得人体血清白蛋白基因的常用方法是从人的细胞获得血清白蛋白基因转录生成的          ，然后在            酶的催化作用下合成血清白蛋白基因，再经过           技术获得大量血清白蛋白基因。
（2）重组表达载体构建是基因工程的核心，一个重组表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有       、       以及标记基因等部分。在此过程中除了使用工具酶外，还需使用的工具是           。
（3）若要获得遗传物质完全相同两个新个体，可对发育到桑椹期或囊胚期阶段的早期胚胎进行             处理，经过“最后一道工序”                      植入到受体母牛体内。
（4）由于转基因表达产物存在于奶牛的乳汁中，检测其体内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法是从转基因生物乳汁中提取蛋白质，用                方法检测，若有     出现表明目的基因已形成蛋白质产品。

(10分)苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(amp^t为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。

(1)将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有________种DNA片段。
(2)图中②表示HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得________种重组质粒；如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得________种重组质粒。
(3)目的基因插入质粒后，不能影响质粒的________。
(4)图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的T-DNA导入植物细胞，并防止植物细胞中________对T-DNA的降解。
(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞_______。
(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的________基因频率的增长速率。

多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶使细胞壁破损。番茄果实成熟中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。利用基因工程的方法减少PG基因的表达，可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入到番茄细胞中，得到转基因番茄。请根据下图回答：
 
（1）提取目的基因
①若已获取PG的mRNA，可通过                获取PG基因。
②在该基因上游加结构A可确保基因的反向转录，结构A上应具有           结合位点。得到的目的基因两侧需人工合成BamHI黏性末端。已知BamHI的识别序列如图甲所示，请在下图乙相应位置上，画出目的基因两侧的黏性末端。

③重组质粒转化到大肠杆菌中的目的是                               。
（2）用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有          的培养基进行筛选，与此同时，为能更好地达到培养目的，还需在培养基中加入                      。培养24～48h后取样，在质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞             现象来鉴别细胞壁是否再生。
（3）由于导入的目的基因能转录反义RNA，且能与                        互补结合，抑制PG基因的正常表达。若转基因番茄的保质期比非转基因番茄       ，则可确定转基因番茄成功。
（4）获得的转基因番茄产生的种子不一定保留目的基因，科研人员常采用         方法使子代保持转基因的优良性状。

如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：

（1）图中①所示的结构是________________；②所示的结构是________________。
（2）图中③所示的生物工程技术是_________；④所示的生物工程技术是_________。
（3）在图中④所示的生物工程技术中，健康胰岛B细胞基因在进入②之前要构建______，这是基因工程的核心，除含目的基因外，还必须含有启动子、终止子、标记基因。
（4）重组细胞b在一定的细胞分化诱导剂的作用下，可以定向分化形成胰岛B细胞，其根本原因是____________________。培养重组细胞b的培养液中除加入各种营养物质外，还必须加入__________________。
（5）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是____________________________。

随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，现已在许多领域取得可喜的成果。下图示英国爱丁堡大学利用绵羊乳腺生产人类抗胰蛋白酶（一种治疗肺泡纤维化病变的多肽药物）的大致过程，请据图分析：

（1）如果抗胰蛋白酶基因过少，常用        技术扩增。
（2）①表示基因表达载体的构建过程，该过程是基因工程的        ，此过程需要使用的工具酶是限制酶和            。为了使抗胰蛋白酶基因在乳腺组织中表达，还需要在抗胰蛋白酶基因序列前加上          。
（3）图中②常用的方法是          。②过程常常选择受精卵作为受体细胞的主要原因是受精卵细胞的全能性          。
（4）图中④过程所使用的胚胎应发育到        阶段，才能进行胚胎移植。培养牛胚胎的培养液中，除了一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及          等物质。
（5）为检测抗胰蛋白酶基因是否成功表达出蛋白质，可采用             技术。
（6）要想快速扩大转基因羊群，除了让转基因羊进行有性生殖杂交、胚胎分割外，还可以采取  方法。其中胚胎分割要注意                     。

应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。
请回答下列问题：
（1）在培育转基因牛的过程中，需要的工具酶是      和      ，基因工程的核心步骤是      。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有      ，它是      识别和结合的部位。
（2）动物细胞培养过程中，培养环境中除须提供O₂外还须混入一定量的CO₂，CO₂的主要作用是      。为保证被培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境，可以在细胞培养液中添加一定量的      ，以防培养过程中的污染。
（3）单克隆抗和血清抗体相比较，其最主要的优点在于                                。
（4）植物组织培养的关键步骤为      和      。
（5）动物体细胞核移植技术得到的动物，称为      动物，试管动物需要通过      、早期胚胎培养和胚胎移植步骤获得。
（6）生态工程建设所遵循的基本原理有：物质循环再生原理、      原理、      原理、整体性原理和系统学和工程学原理。

生物工程在人类遗传病的研究和治疗有较大的突破。阅读下列资料，回答相应问题。

资料一 通过转入特定基因可将体细胞诱导形成多能干细胞（iPS细胞），可以产生各种类型的体细胞。下图是应用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的技术流程，请回答：
（1）过程①是体外培养由患者身体分离的体细胞，需要在配制的   培养基中，加入一定量的血液、血浆。在上述培养液中除加入一定量的抗生素外，还应注意      操作，以防止培养过程的污染。
（2）过程②中，科研人员首先要利用PCR技术，把所需的c-Myc（c-Myc属于Myc家族的原癌基因）等四种目的基因扩增，然后将目的基因与逆转录病毒结合，以构建     ，然后导入人体的体细胞，诱导形成iPS细胞，并在       培养箱中依次进行      培养、    培养，获得iPS细胞系。
（3）科研人员在iPS细胞中，用健康的基因取代了镰刀型细胞贫血症的致病基因，并使其定向       成造血干细胞，移植入患者体内，使患者能够产生正常的红细胞。
资料二 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。

（4）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。
（5）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。

回答下列有关生物工程的问题：
(1)在基因工程中，利用             筛选出含目的基因(或重组DNA分子)的受体细胞；基因工程最终获得成功的标志是                               
(2)在植物组织培养的再分化过程中，若要将愈伤组织诱导生根，则植物生长调节剂的浓度配比应为生长素浓度           (填“大于”、“小于”或“等于”)细胞分裂素浓度。
(3)动物细胞培养要取得成功，首先要对培养液、培养用具进行        处理，在使用合成培养基时，还应该在培养基中加人          等天然成分以支持生长。动物细胞培养时，需要一定的气体环境，其中C02的主要作用是                 。
(4)在胚胎工程中，若要获得多个卵细胞，则需对母畜作           处理，若要出现“不同的母体产下性状相同的后代”这一现象，则应使用的技术为              。

大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验：
（1）大豆子叶颜色(BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由R、r基因控制)遗传的实验结果如下表：

组合	母本	父本	F1的表现型及植株数
一	子叶深绿不抗病	子叶浅绿抗病	子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株
二	子叶深绿不抗病	子叶浅绿抗病	子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株； 子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株

 
①组合一中父本的基因型是         ，组合二中父本的基因型是        。
②用表中F₁的子叶浅绿抗病植株自交，在F₂的成熟植株中，表现型的种类有      种，其比例为                 。
③用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F₁，F₁随机交配得到的F₂成熟群体中，BB基因型频率为        ，b基因频率为        。
④要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料：用组合       （填组合一或二，父本或母本）本植株       ，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良，以获得抗病大豆品种。
①构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时，使用的工具有                 。
②判断转基因大豆遗传改良成功的标准是             ，本题中具体的检测方法 是                                                                      
③基因工程中，需要使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。现已知限制酶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—。根据图示判断质粒用        切割，目的基因用       切割，此时作标记基因的是基因    。

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细胞，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

绿色荧光蛋白基因（GFP）被发现以来，一直作为一个监测完整细胞和组织内基因表达及蛋白质位置的理想标记。请根据图表回答下列问题。

（1）若图中GFP的M端伸出的核苷酸的碱基序列是—TCGA—，N端伸出的核苷酸的碱基序列是—TGCA—，则在构建含该GFP的重组质粒A时，应选用限制酶               ，
再对Ti质粒进行切割。
（2）若对符合设计要求的重组质粒A进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图表中的信息分析，若采用BamHⅠ和PstⅠ酶切，可得到       种DNA片段。
（3）检测GFP是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上，可在荧光显微镜下观察GFP的表达，图中绿色荧光蛋白转基因克隆猪的转基因操作中的GFP既是     ，也是      。
（4）如果将外源基因导入猪受精卵，则外源基因可能随机插入到猪受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因猪，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因                                                         。

Ⅰ、将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。

请根据以上图表回答下列问题：
（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是                         。
（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？__________。
（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？  。
（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为              。
Ⅱ、继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是               。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入        中，通常采用         技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（3）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的                 细胞中特异表达。

请回答下列问题：
（1）在政府的大力支持下，部分村镇的农民朋友们率先建起了以沼气池为中心的生态工程。下图是某同学绘制的一个庭院生态工程的示意图，分析回答：

①该生态系统的“基石”是      ，沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生
态学作用主要是       。
②构建这种以沼气池为中心的生态模式时所依据的最主要生态学原理是        ,该生态工程最大的优点是                          。
③某养殖户把自己的养鸡场、养猪场、鱼塘 和桑园也纳入该生态园，并把多个单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起，改善了系统的功能，这体现了生态工程___________原理。
④生态农业是一个生态上自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述不正确的是                                              （   ）
A．生态农业中食物链的营养级之间能量传递效率大大提高了
B．生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高
C．生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生
D．生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治
（2）在DNA 测序工作中,需要将某些限制性核酸内切酶的限制位点在 DNA上定位,使其成DNA 分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制性核酸内切酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制性核酸内切酶 HindⅢ，BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个 4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA 分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示。

据此分析，这两种限制性核酸内切酶在该DNA 分子上的限制位点数目是以下哪一组？
A．HindⅢ 2个，BamHⅠ 1个             B．HindⅢ 2个，BamHⅠ 3个
C．HindⅢ 1个，BamHⅠ 2个              D．HindⅢ和BamHⅠ各2个