高中生物生物技术中的伦理问题综合题

.下图表示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程，据图回答：

(1)杀虫基因通过①～④，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做　    　　　。
(2)组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(示部分基因及部分限制酶作用位点)，据图分析：

①人工改造质粒时，要使抗虫基因能成功表达，还应插入　　    　　。
②人工改造质粒时，用限制酶Ⅰ处理，其目的是：第一，去除质粒上的　　　　 　　　　(基因)，保证T－DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于　　　　　　　　　　　　　　　。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。
③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程改造的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的情况是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为，则该酶识别的核苷酸序列是　　　　　　。

(4分)下图是利用奶牛乳汁生产人的血清白蛋白的图解,根据下图回答：

（1）被①处理后的分散细胞进行培养，通常要在培养液中添加一定量的         防止细菌污染，同时应定期更换培养液，以便保证被培养的细胞处于                   的环境中进行培养。
（2）获取②的途径主要有                   、PCR技术扩增、人工合成。
（3）有人对这种牛奶不敢食用，人们对这种转基因食品的担心表现在（写出一个理由即可）
                                                                             。

请回答有关下图的问题：

（1）图中①～⑤所示的生物工程为                    。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过对          的修饰或合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生活的需求。
（2）若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质中获取的mRNA，则④过程包括                、                       .
（3）若大量扩增目的基因，则用的是PCR扩增技术，该过程需要的聚合酶的特点是            。
（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，在基因的首端必须有                              ；且在图中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体       的精子。
（5）体外受精过程中，若要采集牛的卵母细胞，采用的主要方法是                    
                                  。
（6）为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对            动物做            处理。
（7）为了提高牛胚胎的利用率，可在进行⑩过程之前进行_______________。处理的时期是
________ 或囊胚期，在对囊胚期的胚胎进行处理时，要注意将                       ，否则会影响                                                   。囊胚内细胞团分离出的胚胎干细胞形态特征是                                   。

回答有关生物工程的问题：
（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生__末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_（相同不同）粘性末端的限制酶。
（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是提供________特异性识别结合位点，驱动基因转录。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用___处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与__________杂交，该杂交技术称为_________。
（3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的______中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将_____插入植物细胞的染色体___上。
(4)家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。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。
(5)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。改PCR反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg2+）、水，4种脱氧核糖苷酸、模板DNA、_____________和_________________。
(6)利用生物反应器培养家蚕细胞时，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。

天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是   ，用  将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子       ，以完成工程菌的构建。
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是      ；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用         检测。
（3）用限制酶EcoRV、Mbol单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1 kb 即1000个碱基对)，请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、Mbol的切割位点。

植物生物反应器是指通过基因工程途径，以常见的农作物作为“化学工厂”，通过大规模种植生产具有重要功能的蛋白，如人或动物的疫苗、抗体、工农业用酶等各种高价值的生物制品的方法。列举几例如下表，请据此回答问题： 

反应器名称	药物名称	作用
芜菁生物反应器	干扰素	抗病毒
烟草生物反应器Ⅰ	生长激素	促进生长
烟草生物反应器Ⅱ	核糖体功能抑制蛋白	抑制HIV增殖
番茄生物反应器	狂犬病病毒糖蛋白（G蛋白）	疫苗
马铃薯生物反应器	人血清白蛋白（HSA）	维持渗透压、PH缓冲、营养等

（1）从基因工程的角度分析，将目的基因导入植物受体细胞的最常用的方法是_________
______________ ，运载体是______________，目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是______________。在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，分子水平上的检测方法名称是______________。
（2）从细胞工程的角度分析，建立“化学工厂”的理论基础是_____         _
______________。从生态学角度考虑操作过程需要_____________。
（3）分析说明烟草生物反应器Ⅱ生产的药物作用机理是____________________________。
（4）从细胞膜的结构和功能上分析，生长激素不能使烟草细胞生长的原因是__________________________；吃G蛋白基因已有效表达的番茄果实__________________（能、不能）预防狂犬病。

(11分)．日本下村修、美国沙尔菲和美籍华人钱永健因在研究绿色荧光蛋白(GFP)等方面的突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图。据图回答：

(1)绿色荧光蛋白基因在该实验中是作为________基因。获取绿色荧光蛋白基因常用的三种方法是______________________________________。
图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制性核酸内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，请画出质粒被限制酶I切割后所形成的黏性末端：____________________________________。
(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也最有效的方法是________________________________。
(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是______________________________。
(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是(用数字表示)________________。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)
④表达出蓝色荧光蛋白
(5)在培养重组细胞时，培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和________等。
(6)以上培育过程中应用到的生物技术有__________________等。(至少答出三项)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

在培育转基因植物的研究中，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。下图为获得抗虫棉的技术流程。

请据图回答：
（1）A过程需要的酶有____________________。
（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是___________。
（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_______。
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用_______作为探针。
（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。
①将转基因植株与_______杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。
②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为___________。
③若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占_____%。

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，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作
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的常用方法有农杆菌转化法和_____________法。
（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用____________________技术，该技术的核心是________________和_________________。
（4）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______________做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。

【生物——选修3现代生物科技专题】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                                  ，其组成，必须有                           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键是                           ，可以用             技术进行检测。
（6）如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过基因工程延伸——蛋白质工程。首先要设计预期的             ，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的                 。
（7）除植物基因工程硕果累累之外。在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用：
                                                                   。

（现代生物科技）用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA分子上的特定基因。该技术的主要过程如下：
第一步：分离小鼠胚胎干细胞，这些细胞中含有需要改造的基因，称“靶基因”。
第二步：获取与“靶基因”同源的DNA片断，利用特定技术在该DNA片段上插入neo^R基因
（新霉素抗性基因）成为突变DNA（如下图），使该片段上的靶基因失活。
第三步：将插入neo^R基因（新霉素抗性基因）的靶基因转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。
第四步：将第三步处理后的胚胎于细胞，转移到特定培养基中筛选培养。
其基本原理如下图所示：

（1）第二步中neo^R基因插入靶基因使用的工具酶是                     。neo^R基因不仅能使靶基因失活，还是         ；“靶基因失活”的含义是           
（2）从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有         、        、         等。
（3）科学家可以通过‘“基因敲除”技术来治疗疾病，上题中获得的基因敲除小鼠，能否直接用来研究基因功能并说明原因                      ，                   
                       。     

【生物——现代生物技术专题】
随着科学技术的发展，人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，据图回答：

(1)在基因工程中，能实现②进入③的常用方法是________________。
(2)图中①一般经______________酶的处理可以得到③，从③到④的过程中涉及到的细胞水平现代生物技术手段主要是______________________。
(3)如果②的数量太少，常用_________技术来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是___________。

拟南芥是遗传学研究的模式植物，某突变体可用于验证相关的基因的功能。野生型拟南芥的种皮为深褐色（TT），某突变体的种皮为黄色（tt）,下图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因(T_n)功能的流程示意图。

（1）与拟南芥t基因的mRNA相比，若油菜T_n基因的mRNA中UGA变为ＡＧＡ，其末端序列成为“－ＡＧＣＧＣＧＡＣＣＡＧＡＡＣＵＵＡＡ”，则T_n比ｔ多编码　　　　　个氨基酸（起始密码子位置相同，ＵＧＡ、ＵＡＡ为终止密码子）。
（２）图中①应为　　　　 　。若②不能在含抗生素Ｋａｎ的培养基上生长，则原因是                   .若③的种皮颜色为         ，则说明油菜T_n基因与拟南芥T基因的功能相同。
（3）该图中将目的基因导入受体细胞所用的方法叫                   ，其优点是    
                                                                              ，该方法通常用于将目的基因导入                        植物
（4）假设该油菜T_n基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因型为           ；同时，③的叶片卷曲（叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传），用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代的表现型及比例为                                                      
                                                     ；取③的茎尖培养成16颗植珠，其性状通常                           （填 不变或改变）。
（5）所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥          （填是或者不是）同一个物种。

美籍华人钱永健和日本下村修、美国沙尔菲因等在研究绿色荧光蛋白(GFP)等方面的突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP会发出绿色荧光，该蛋白质在生物工程中有着广阔的应用前景。请据图回答：

(1)过程①中获取绿色荧光蛋白基因的工具是____________，该基因在实验中是________基因。
(2)过程②形成重组质粒用到的酶是_________________                         ______，
过程③采用的方法是__________             ______。
(3)在过程④进行转基因体细胞的筛选时，比较简易的方法是
________________________________________________________________      ________。
(4)在过程⑥培养重组细胞时，培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素以及____________等天然成分。
(5)以上培育过程中，④和⑤应用到的生物技术名称分别是________________、_____     。

【生物――选修3：现代生物科技专题】(15分，除标明外其余每空2分)请回答下列相关生物工程问题：下表是基因工程中几种限制酶识别序列及其切割位点。图是转基因香蕉的培育过程，含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。


（1）香蕉组织细胞具有发育成完整个体的潜能，图中④、⑤依次表示组织培养过程中香
组织细胞的___________________。培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加_________________等植物激素。
（2）图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaI酶切割，原因是_______。
（3）下图是用_________________(限制）酶进行切割得到的目的基因。可以防止含目的基因的外源DNA片段切割后自身环化。

（4）从转基因香蕉培育图中反映了质粒作为运载体的特点是_______ ，基因工程中还可以用___________________作为运载体。
（5）人体细胞内含有抑制癌症发生的某基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。该基因含有800对碱基对(bp)，用BamHⅠ切割得到的400bp，200bp，200bp,.用EcoRⅠ再次切割得到100bp,300bp,150bp，50bp,200bp.而患者体内获取的这段基因，用BamHⅠ切割得到的区段变为400bp，400bp ，用EcoRⅠ再次切割得到100bp,300bp,150bp，250bp.在正常人体内BamHⅠ和EcoRⅠ识别序列分别有________个和_____个。