高中生物生物技术中的伦理问题综合题

我们种植的水稻，它们并非天然而成，而是野生稻种经过人类上万年的栽培、驯化而成的物种。科学家们针对水稻及其亲缘关系较近野生种的遗传多样性以及物种之间的进化关系和现代育种开展了长期的研究。
（1）现代生物进化理论认为，种群是________的基本单位。如果一个水稻种群仍然保持较多的遗传多样性，实际上反映了种群________多样性。
（2）物种形成和生物进化的机制是突变、________和________
（3）研究人员将抗虫基因（SCK基因）导入水稻培育抗虫转基因水稻，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列是—GGATCC—，切点在GG之间。同时卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下面为培育转基因水稻过程示意图，请回答：

①请画出质粒的切割点被切割后形成的黏性末端的过程图。
②培养基2除含有必要营养物质、激素外，还必须加入_________。
③某些抗虫植株体细胞含两个SCK基因，假设这两个基因在染色体上随机整合，出现如图所示三种情况。

甲图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为        ，乙图个体自交，子代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为       ，丙图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为         。

科学家利用番茄（2N）和马铃薯（4N）利用如图技术得到“番茄﹣马铃薯”植株．请回答下列问题：

（1）获得a、b所选用的酶为_________，c和d的名称依次是__________、_________．
（2）图示技术名称是_______________；由d培育成植株的过程运用的技术手段是________，其依据的原理是___________．
（3）过程②称为_________，所用的化学诱导剂一般是______，③过程成功的标志是__________．
（4）过程④是__________，⑤过程增殖的方式为__________，诱导f中植株生根过程中培养基中生长素与细胞分裂素的比值较④过程____（高/低）；最终获得的“番茄﹣马铃薯”属于____倍体植株．则“番茄﹣马铃薯”植株的花粉经离体培育得到的植物属于____倍体植株．
（5）如果过程②的a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的________。

假设A,b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB,aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb；可采用的方法如图所示。请根据图回答问题。

（1）由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为_________。应用此育种方式一般从__________才能开始选育AAbb个体，是因为__________________________________．
（2）若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有______株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aahb的数量比是___。
（3）过程⑤常采用_________技术得到Ab个体。与过程“①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是___________________________。

图一是利用基因工程生产人胰岛素的主要流程图，图二是生产过程中所制备的带有目的基因的供体DNA分子及运载体（质粒）的示意图。箭头所指为相应限制酶的识别位点，Tetr表示四环素抗性基因，Tetr上游有基因C，基因C的表达产物会阻断Tetr基因的表达。请回答下列问题：

（1）图一中的供体细胞是______________。
（2）第②步中需要的酶是_______，第④步常用_____________来处理细菌。（3）若图一所示过程中以 Tetr为标记基因，则第③步中应选用限制酶____________________对供体DNA和质粒进行切割；为检测转化结果，将经第④步处理后的大肠杆菌培养液接种在含有_____________的培养基上，长出的菌落就是导入重组质粒的菌落。
（4）检测目的基因能否在大肠杆菌细胞中表达，常用的方法为______________________。

植物细胞受损后通常会释放出酚氧化酶，使无色的酚氧化生成褐色的物质，多酚氧化酶是引起果蔬酶促褐变的主要酶类，是引起果汁褐变的最主要因素。人们利用酚氧化酶的功能和特性加工制作商品。阅读下列材料，回答下列问题。
（1）酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中。能实现分类存放，是因为细胞内具有________系统，组成该系统的结构具有的功能特性是________。茶叶细胞中也存在众多种类的酚类物质与酚氧化酶。茶叶制作工艺中：有手工或机械揉搓、热锅高温炒制、晒干、炒干等方法。其中，绿茶制取过程中必须先进行热锅高温炒制工艺过程（提示：绿茶颜色为绿色），这一过程的目的是_______________。
（2）把含有酚氧化酶的提取液作如下表的处理，完成下列问题。

步骤 试管	①酚氧化酶提取液的处理	②加入 缓冲液	③加入酚 类底物	实验后 的颜色
A	不作处理	2 mL	2 mL	褐色
B	加入蛋白酶，10分钟	2 mL	2 mL	无色
C	加入三氯乙酸 （强酸），10分钟	2 mL	2 mL	__？__

推测实验后，试管C中的颜色是无色。试管A、C对照，你能提出什么结论？________________：试管A、B对照，说明酚氢化酶的化学本质是________。
（3）基因工程已应用在抗褐变品种的改良上，目前比较成功的是反义RNA技术（反义RNA可直接作用于靶mRNA的SD序列和部分编码区，直接抑制翻译）。有人将一段cDNA片段通过________的方法导入马铃薯的细胞中，并表达得到反义的RNA，结果块茎中的酚类物质氧化受阻，表皮被擦破后不发生褐变。你认为反义RNA发挥作用的原因可能是________________________。

人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

（1）过程①代表的是       。
（2）过程③构建A基因重组载体时，必须使用       和      两种工具酶。
（3）过程⑥是           。
（4）过程⑦采用的实验技术是           ，获得的X是      。
（5）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      所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒，与已知病毒进行       比较；或用图中的         进行特异性结合检测。

为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
（1）获得耐盐基因后，可通过           扩增目的基因。构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的    处，DNA连接酶作用于      处。（填“a”或“b”）
（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞常用的方法有            法和            法。
（3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的         作探针进行分子杂交检测，又要用                 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
（4）若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占___________%。
（5）利用基因工程技术培育耐盐水稻新品系，相比传统的杂交育种方法，其优点主要表现为_________。

科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的 分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶II的识别序列和切点是一 ↓GATC—，据图回答：

（1）在构建基因表达载体过程中，应分别用限制性核酸内切酶_________、_________切割质粒、目的基因。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，其结构基础是______。
（2）在过程③一般将受体大肠杆菌用_________处理，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
（3）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到如下图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了________，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）。与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是________。这些细菌中导入了_________。

【生物—选修3：现代生物科技专题】（15 分）阅读下面关于“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：
本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA 片段，拼接而成。将该基因置于CaMV 35S 启动子和果实专一性启动子2A12 的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。并且在胰岛素-COOH端加上KDEL 内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。
（1）根据上述专利摘要，本发明中所用的人胰岛素基因是采用__________的方法获得，获得的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列_____。（填“相同”或“不同”）
（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是__________，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上。构建的基因表达载体中应含有下列哪些结构__________。（多选，填编号）
①终止密码子 ②内含子滞留序列 ③CaMV 35S 启动子 ④果实专一性启动子2A12 ⑤标记基因 ⑥终止子 ⑦引物 ⑧复制原点 ⑨内质网滞留序列 ⑩目的基因
（3）通过农杆菌介导的方法将人胰岛素基因转入番茄中的具体操作是：用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的__________，吸引农杆菌移向这些细胞。通过农杆菌的________作用，就可以使目的基因进入番茄植株细胞，并将其插入到番茄植株细胞中染色体的DNA上。
（4）请从人体相关生理分析，吃这种转基因番茄能否治疗人类的Ⅰ型糖尿病？________（填“能”或“不能”）。原因是：___________。

下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。

请据图回答：
（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在         酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在            作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的             序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的             序列，再通过化学方法合成所需基因。
（2）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有         、         、4种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
（3）由A和载体B拼接形成的C通常称为             。
（4）在基因工程中，常用Ca^2＋处理D，其目的是              。

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tetR表示四环素抗性基因，ampR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．启动子      B．tetR      C．复制原点     D．ampR
（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．大肠杆菌转化
C．显微注射        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．抗原—抗体杂交      D．PCR

为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题。

（1）试管牛的培育属于                  （“有性繁殖”或“无性繁殖”）；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、______________________等；克隆牛的培育依据的原理是                              。
（2）促使B牛多排卵的激素一般是                       。对B牛和D牛要进行
处理。
（3）在受精的过程中，判断卵子是否受精的标志是                            。
（4）要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将
和乳腺蛋白基因的        、         等调控组件重组在一起，该过程需要用到的酶是                          ，再通过            法导入牛的              中。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)cDNA文库属于    基因文库，其构建方法是：用某种生物发育的某个时期的____通过反转录产生cDNA片段，与    连接后储存在一个受体菌群中。
(2)切割DNA分子的工具是____             ，它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的    断开，形成黏性末端或平末端。
(3)基因工程中所使用的DNA连接酶有两类。既可以“缝合”黏性末端，叉可以“缝合”平末端的是   DNA连接酶。
(4)将目的基因导人植物细胞采用最多的方法是___         _；如果受体细胞是大肠杆菌，需要用     处理细胞，使之成为感受态细胞，才能吸收DNA分子。

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          、            以及等．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             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          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           ．

Ⅰ.油菜叶片发育的良好是菜籽产量和品质的基础,通过对油菜叶片发育过程中光合特性的研究,探索叶片发育过程中光合生产能力,可为油菜的栽培管理提供科学依据。以下是某研究小组的研究结果,请据此回答相关问题:

(1)为探究叶片发育过程中的光合生产能力,最好选择晴好天气做净光合速率的测定,并于9:00～11:00左右测定。可根据    的释放量来衡量净光合速率。在叶肉细胞中消耗O₂的部位是    。
(2)图1显示,萌发后,幼叶叶面积在一段时间内不断扩大,这主要是细胞    的结果。在叶片发育的过程中,其净光合速率逐渐升高可能与两个因素有关,一是光合结构逐渐完善,    逐渐增强;二是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的    增加量较少。
(3)光补偿点是指当光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度。在光补偿点能产生ATP的细胞器有    。由图2可知,油菜叶片的光补偿点与    (因素)有关。随着叶片的发育,油菜对弱光的利用能力    (填“增强”或“减弱”)。
Ⅱ.油菜的株高由等位基因G和g决定,GG为高秆,Gg为中秆, gg为矮秆。B基因是另一种植物的高秆基因,B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果,并且株高与这两个基因的数量呈正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题:

(1)步骤①中用到的工具酶是    ,可用含    的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞。
(2)若将一个B基因连接到了矮秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达,且B基因与g基因位于非同源染色体上,这样的转基因油菜表现为    ,该转基因油菜自交产生的子一代中,高秆植株应占   。
(3)若将一个B基因连接到了中秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达,培育了甲、乙、丙、丁四种转基因油菜(如下图)。

①这四种油菜中,丙植株的表现型与其余三种植株不同,理由是    。
②在不考虑交叉互换的前提下,这四种转基因油菜分别自交,子代有3种表现型的是    。