高中生物生物技术中的伦理问题综合题

我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60％的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，请回答：

(1)在上述工程中，铁结合蛋白基因称为____________，获取该基因后常用___________技术进行扩增。
(2)构建重组Ti质粒时，通常要用同种限制酶分别切割___________和__________。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用___________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。
(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得__________；培养基3与培养基2的区别是_________。
(4)检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻____________。

水稻的非糯性和糯性由一对等位基因控制，据图回答下列问题：

（1）据图一可知：
① 显性性状是            。
② 非糯性水稻自交产生的后代中出现糯性和非糯性水稻,这种现象在遗传学上称为         。
③ 已知非糯性花粉遇碘变蓝黑色，糯性花粉遇碘变橙红色。若取F₁的非糯性水稻的花粉加碘染色,在显微镜下观察, 呈蓝黑色花粉和呈橙红色花粉的比例约为          。
④F₁的所有个体自交产生的F₂中,出现糯性水稻的比例是                。
（2）图二表示获取水稻糯性基因的两种方法，请回答下列问题： 
①a过程是在      酶的作用下完成的，该酶的作用特点是                                   。
②c过程称为            ，该过程需要的原料是                。

下图甲是无籽西瓜育种的流程图，但无籽西瓜在栽培过程中会出现空心果，科研人员发现这种现象与P基因有关(以P+表示正常果基因，p-表示空心果基因)。他们利用生物技术对此基因的变化进行了检测，结果如下图乙。请据图回答下列有关问题：

(1)图甲用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或           时，可诱导四倍体的产生，处理后形成的四倍体植株体细胞染色体组数可能有            。
(2)图甲中培育三倍体无籽西瓜依据的原理是             ；依据图甲所示过程培育二倍体西瓜制种过程很烦琐，因此可以采取植物细胞工程中             技术进行培育。
(3)根据图乙分析，正常果基因成为空心果基因的根本原因是                   ；已知限制酶X识别序列为CCGG，若用限制酶X完全切割图乙中空心果的p-基因部分区域，那么空心果的基因则被切成长度为               对碱基和             对碱基的两种片断。
(4)若从某三倍体无籽西瓜正常果中分离出其中所含的各种P基因有关区域，经限制酶X完全切割后，共出现170、220、290和460对碱基的四种片段，那么该三倍体无籽西瓜的基因型是                     。

(8分)人们应用生物工程技术可以获得所需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：

⑴获得抗虫基因的常用方法是     ，然后利用        进行大量扩增。
⑵转基因牛可通过分泌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，可以用       技术，培育出多头相同的转基因牛犊。
⑶pcG基因的产物能激发细胞不断分裂，一般采用     技术将无限增殖基因导入    细胞中。
⑷在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是______法。 ⑤过程采用的技术是         。

(16分)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（阻止细胞不正常增值的基因）失去正常功能，所以p53基因属于      基因；肝癌细胞容易分散和转移的原因是细胞表面的          等物质减少。
（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的饲料和某种实验动物为材料，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本实验中，反映AFB₁解毒酶的解毒效果的对照组是         。
③经测定，某污染饲料中AFB₁含量为100μg/kg ，则每千克饲料应添加    克AFB₁解毒酶，解毒效果最好，同时节约了成本。
（5）某医院为确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性，切取了一小块肿瘤组织进行培养。培养之前，肿瘤组织必须先用         （酶）等处理成单个细胞。

转基因抗病香蕉的培育过程如下图所示。图中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等为限制酶，质粒和抗病基因上的箭头表示限制酶的切割位点。下图表示四种限制酶的识别序列及酶切位点。

（1）若要获得抗病基因，能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割？     ，说明理由    。要获得含抗病基因的重组质粒能否用PstⅠ、ApaⅠ限制酶切割质粒？    。
（2）卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长。欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，重组质粒中应含有    基因，作为标记基因。
（3）②、③阶段是否可使用同种培养基？    ；理由是    。
（4）④阶段是否可使用不添加植物激素的培养基？     ；理由是     。

阅读如下材料，回答问题。
材料甲：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。
材料乙：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。
材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将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）材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有         和             。
（2）材料乙属于               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           进行改造，或制造制造一种             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）材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、生理状况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。

马铃薯是种植广泛的农作物，病毒侵染后导致产量大幅下降，培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请分析并回答。
(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，培养基中添加生长素和细胞分裂素，诱导离体细胞经过________和________完成组织培养过程，从而形成脱毒苗。此过程说明植物细胞具有________。
(2)为获得抗病毒的马铃薯植株，往往采用转基因技术，将病毒复制酶基因转移到马铃薯体内。其过程大致如下图所示。

①上述过程中，将目的基因导入马铃薯细胞使用了________法。该方法先将目的基因插入到农杆菌的________上，然后通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的________上。导入农杆菌时，首先要构建基因表达载体，这里需要的工具有_________________，还要用________处理土壤农杆菌，使之转变为感受态，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
②该转基因马铃薯产生的配子中________(填“一定”或“不一定”)含有目的基因。

家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培
养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用________________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，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。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg^2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、________和________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

（每空1分，共11分）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）图中数字标号代表的结构名称是
①               ②                ③              
（2）d操作的名称是               。
（3）培育“试管牛C”技术的操作流程是______________（用字母和箭头表示）。 
（4）过程h常用的方法是          。为了能确定目的基因是否导入到受精卵，相应的载体
需要有            ，以便进行检测。
（5）若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到               阶段的早期胚胎
进行分割处理，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意                             。
（6）图中用到的激素是                   。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理学基础是：                                                                   。

转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如图所示（①至④代表过程，A至C代表结构或细胞）：

（1）图中①过程用到的酶是       ，所形成的B叫做       ，B是由       、       、目的基因和标记基因等部分构成。
（2）②过程常用         处理农杆菌，使之成为         细胞，利于完成转化过程。
（3）图中③过程叫做         ，④过程叫做         ，将叶盘培养成草莓幼苗的技术是         。
（4）在分子水平上，可采用         的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原。

1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据图回答：

1．首先根据胰岛素的氨基酸序列，推测出原胰岛素mRNA上的碱基序列，再根据         原则，用人工方法合成⑧DNA，通过这一过程获得了         基因。
2．图中①从大肠杆菌的细胞中提取       ，过程②须用        酶切割。
3．图中⑤表示的是         的过程，图中③表示的是             分子。
4．④过程表示将      分子导入      细胞。
5．若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的E—F区域 (0.2kb)，操作过程见下图，那么所形成的重组质粒pZHZ2___________。

A．既能被E也能被F切开	B．能被E但不能被F切开
C．既不能被E也不能被F切开	D．能被F但不能被E切开

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                                                 。

苏云金杆菌是一种对昆虫有毒害作用的细菌,其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。伴孢晶体蛋白经昆虫肠液消化成毒性肽,并因此导致昆虫死亡。自从培育转基因植物抗虫棉成功后，研究人员又试图将抗虫基因导入水稻细胞中，从而培养出转基因抗虫水稻。研究人员从相关生物体内提取出的部分物质或结构如下图所示：图1表示含有目的基因（抗虫基因）的DWA片段长度(bp为碱基对）和部分碱基序列，图2表示作为运载体的一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp I,BamH I,Mbo I ，Sma I 4种限制性核酸内切酶，它们所识别的碱基序列和酶切位点（用“↓”表示）分别为C ↓CGG；G ↓ GATCC；n↓ GATC；CCC ↓ GGG。请回答下列问题：

(1)若用限制酶Sma I完全切割图1中所示DNA片段，则其产物有______种，长度分别为______。
(2)若将图2中质粒和目的基因通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是______。
(3 )在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的水稻细胞，需配置相应培养基，其中添加的碳源是______，目的是提供营养和______。另外，培养基中除了含有必要营养物质、琼脂和激素外，一般还需要添加______(抗生素A/抗生素B)，该培养基从用途上看属于______培养基。
(4)在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证无菌，镊子等器械及培养基都可使用的灭菌方法是______。

下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（amp^r为抗氨苄青霉素基因），其中①。④表示相关的操作步骤，甲、乙表示相关结构或细胞。Pst I酶和Sma I酶切割基因后将产生不同的粘性末端。据图分析下列说法错误的是

A．图中甲代表的是基因表达载体，乙可代表番茄细胞

B．可用Pst I酶和Sma I酶切割鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任意连接

C．若用Pst I酶和Sma I酶切割质粒产生的DNA片段有3种

D．图中③、④依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的脱分化和再分化过程