高中生物生物技术中的伦理问题综合题

回答下列关于基因工程的问题。
草甘膦是一种广谱除草剂， 其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成，最终导致植物死亡。但是，它的使用有时也会影响到植物的正常生长。目前，已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因，若将该基因转入植物细胞内，从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦。
下图A-F表示6株植物，其中，植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，但是是否成功还未知。图1和2分别表示两段DNA序列。表格中1-4分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点。据图回答下列问题：



（1）若A-C浇清水，D-F浇的水中含有草甘膦，上述植物中，肯定能健康成长的是_________。
（2）若要从大肠杆菌中筛选出含EPSPS基因的突变菌株甲，在大肠杆菌培养基中还必须加___________。
（3）假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列均如图I所示，则应选择表中酶__________进行
酶切；若位于EPSPS基因两侧的DNA序列分别如图I和II所示，则应选择表中酶__________
进行酶切。
（4）假设大肠杆菌突变菌株甲中EPSPS基因的右侧序列如图II所示，请在方框内画出经酶  切后产生的两个末端的碱基序列。

（5）假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，分析可能的原因是___________。
下图甲是某目的基因（4.0kb，1kb=1000对碱基）与大肠杆菌pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图。图中Ap′是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧，其控制合成的物质能使菌落呈现蓝色。（图乙中深色圆点即为蓝色菌落）

（6）图乙的培养基中含有氨苄青霉素，请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中，何种   会含有重组质粒。___________。
（7）现用EcoRI酶切质粒，酶切后进行电泳观察，若出现长度为_________kb和      kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功。（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计）

已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的P蛋白为主要抗原。根据下图回答问题：

(1)过程①指的是       。从过程①到提取分离出P基因的具体操作中，源自不同生物的DNA之所以能够重组的原因是：                              ；相同的基因在不同的生物体内，都能成功表达出相同的产物，其原因是：                            。
(2)过程③构建重组DNA分子过程中最常用的载体是      。若限制酶Ⅲ的识别序列是CCTAGG，它能在A和G之间切断DNA．下图表示用该酶处理P基因后产生的片段。

若P基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG，用该酶处理后将产生     个片段.
(3)除了B淋巴细胞外，图中能特异性识别抗原的细胞还有[      ]，细胞识别的物质基础是      。
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的      制成疫苗，该疫苗注射到人体内后，首先由          进行处理和呈递，最终激活B淋巴细胞。
(5)雌性老鼠体内存在⑦的场所有       。（多选）
A．血清           B．乳汁         C．组织液         D．肝细胞内

补充正常凝血因子F8可以治疗甲型血友病，因此可以利用转基因技术人工生产F8。
某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列（图2），大肠杆菌的DNA分子中则含有β-半乳糖酶ω片段序列（图1），由于天然大肠杆菌同时具备这两种片段序列，可以使培养基中含有X-gal底物转变成蓝色产物，当缺少任意一个α或ω片段序列，X-gal底物不能转变成蓝色产物。HindⅢ、 EcoRI、BamHI分别为三种限制性内切酶，下图3中箭头所指为三种限制酶的切点。

⑴要能筛选出转基因菌种，应选用的限制性内切酶是                 ，选择的依据是             。
⑵限制酶作用于DNA的部位是         

A．氢键

B．糖苷键

C．磷酸二酯键

D．肽键

⑶控制F8的基因也可以通过人体细胞相应的mRNA来合成，该合成的过程称为           。将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后，再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后，培养基中出现较多的蓝色菌落，这是因为                                         。

阅读如下材料：
材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在，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为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             。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是                。
（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。

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流程示意图，请回答下列问题：

(l)铁结合蛋白基因来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用             法获得此目的基因。
(2)构建重组Ti质粒时，通常要用             分别切割              和                   。
(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               。
(4)为研究外源基因的遗传方式，将T。代植株上收获的种子种植成T₁，代株系，检测各单株的潮霉素抗性。在检测的多数T₁代株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合             定律。有少数T₁代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是            。

下图是用良种羊的细胞通过不同生物工程技术培育转基因羊的简单流程图，请分析回答：

(l)甲、乙两过程所用的卵母细胞均应培养到                    时期。
(2)若需在短时间内获得较多的人的生长激素基因，通常采用                     技术。为了使人的生长激素基因在羊的细胞中稳定存在并能够表达，在导入受精卵之前需要进行        的构建。
(3)将人生长激素基因导入受精卵的常用的方法是                ，检验该基因是否导入受精卵的方法可运用           。
(4)受精卵或重组细胞通过细胞的分裂和         ，形成早期胚胎。
(5)普通代孕母羊能成功孕育出良种转基因羊的原因主要是代孕母羊对移入子宫的供体胚胎基本上不发生               ，供体胚胎的               在孕育过程中不受影响。

某一单基因遗传病家庭，女儿患病，其父母和弟弟的表现型均正常。
（1）根据家族病史，该病的遗传方式是        ；母亲的基因型是        （用A、a表示）；若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚，其子女患该病的概率为      （假设人群中致病基因频率为1/10，结果用分数表示），在人群中男女患该病的概率相等，原因是男性在形成生殖细胞时   自由组合。
（2）检测发现，正常人体中的一种多肽链（由146个氨基酸组成）在患者体内为仅含45个氨基酸的异常多肽链。异常多肽链产生的根本原因是            ，由此导致正常mRNA第        位密码子变为终止密码子。
（3）分子杂交技术可用于基因诊断，其基本过程是用标记的DNA单链探针与        进行杂交。若一种探针能直接检测一种基因，对上述疾病进行产前基因诊断时，则需要        种探针。若致病基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”，则基因探针序列为                 ；为制备大量探针，可利用       技术。

玉米紫冠（A）对非紫冠（a）、非糯（B）对糯（b）、非甜（D）对甜质（d）有完全显性作用。以玉米紫冠非糯非甜为母本，非紫冠糯甜为父本进行有性杂交，得到F₁代植株。对其自交和测交，得到8个自交穗和7个测交穗。F₁自交和测交结果表现型及比例如下，请据表分析回答下列问题。

	紫冠非糯非甜	紫冠糯非甜	紫冠非糯甜	非紫冠非糯非甜	非紫冠糯非甜	非紫冠糯甜	合计（粒）
F2代结果	1180	197	486	199	269	160	2491
F1测交结果	426	124	571	136	412	563	2232

（1）F₂代出现的新类型有     种。
（2）以上三对相对性状符合基因分离定律的是                               ，你的判断依据是                   。实验结果可在       （全部/部分）自交穗上观察到F₂代性状分离现象。
（3）F₁测交呈现1：1：1：1分离比的两对相对性状分别是                        。产生这种现象的实质是                                。
（4）F₁自交后代中紫冠甜的个体所占百分比是           。
（5）由于玉米含赖氨酸较少，科学家采用了        技术，将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米体内，其在玉米植株内成功表达的标志是            。

毛角蛋白II型中间丝（KIF II）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF II基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。

（1）过程①中最常用的运载工具是      。
（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的气体环境中，CO₂的作用是           。
（3）在过程③中，用     处理以获取更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行     处理。
（4）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是       。在胚胎移植前，通过
         技术可获得较多胚胎。

酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：

（1）该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于_____________。
（2）从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用__________方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是_____。
（3）要使运载体与LTP1基因连接，首先应使用________进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为则能与该运载体连接的LTP1基因分子末端是_____。

（4）切割完成后，采用___    ___酶将运载体与LTP1基因连接，连接后得到的DNA分子称为________。它除了含有目的基因外，还必须有       、       、       。
（5）此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是________________________________。
（6）除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？__________________________________________________。

油菜是继水稻、玉米、小麦、大豆之后的第五大作物，也是第一大油料作物。生产上主要栽培的是甘蓝型油菜，科学家也越来越重视油菜品种的改良。常用的有以下两种方法：


（1）抗虫基因可以有从            中获取，也可以人工合成；
（2）育种过程Ⅰ涉及的育种方法有                     和                      ；
（3）⑥步骤的原理是                  ，育种过程Ⅱ最大的优点是                             ；
（4）转基因作物一般都需要确认目的基因是否单拷贝插入（即目的基因只存在某一条染色体上），请你推测育种过程Ⅰ选择甘蓝型油菜的小孢子作为受体细胞的原因                                      

请回答下列有关生物技术的问题。
（1）通过基因工程培育抗病甘蔗，需要的工具酶是                            ，采用抗原—抗体杂交，如果出现           ，则表明目的基因已形成蛋白质产品。可通过     
     技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。
（2）利用胚胎移植技术大量繁殖良种猪时，首先要对母猪注射               ，以获得更多的良种猪卵母细胞，然后培养到     期，与经过     处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生
         反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。

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                   ，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RNA聚合酶识别和结合的部位。
（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）单克隆抗体与血清抗体相比较，其最主要的优点在于           。
（4）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。
（5）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等原理。

我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如下图所示。图中字母表示有关技术或原理，请回答：

(1)A处常用的导入方法是      ，绿色荧光蛋白基因应整合到         DNA上。为了检测绿色荧光蛋白基因转录的mRNA是否翻译成绿色荧光蛋白，常用        技术。
(2)去核的卵母细胞应取自培养至        期的卵母细胞，B处操作主要的技术手段是            。
(3)对C所获得的早期胚胎进行           ，可获得多个基因型相同的胚胎，这些胚胎可保存，也可通过       的方法获得后代。

下图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

（1）图中cDNA文库          基因组文库（填“大于”、“等于”或者“小于”）。
（2）①过程提取的DNA需要          的切割，B过程是          。
（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用    扩增的方法，其原理是                     。
（4）目的基因获取之后，需要进行基因表达载体的构建，其组成必须有目的基因          、
          以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。
（5）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是                     ，其能否在此植物体内稳定遗传的关是                                              ，可以用技术进行检测。