高中生物生物技术中的伦理问题综合题

(24 分）
I.(每空2分,共20分)豇豆具有抵抗多种害虫的根本原因是体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因）。科学家将其转移到小麦体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的轵累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后,CpTI蛋白质在小麦中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如图所示:根据以上材料,回答下列问题：

(1)   在体外对CpTI基因进行修饰时添加的“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是______,它们是基因的______ (选择：非编码区/编码区）。
(2)   在①过程中,首先要用______切割，暴露出黏性末端，再用______连接。
(3)   检測修饰后的CpTI基因是否表达的最简单方法是：______
(4)   下图表示转基因小麦细胞内目的基因遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答：：

①图2中方框内所示结构是______的一部分,图中的2和3分别表示的是______。.
②图2表示的过程是图1中哪种物质控制哪种物质的合成？___ (从①一⑤中选择作答)。
③若该多肽合成到图1示UCU决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码子是______。
④若图1的①所示的分子中目的基因编码区有999个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过()

A．166 和 55

B．166 和 20

C．333 和 111

D．333 和 20‘

II.(每空1分.共4分）利用生态系统中物质循环和能量流动的原理，走“可持续发展”道路是人类的必然选择。下图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解(能量单位为:J/cm2 • a)。请回答：

(1)图中A代表______，为保证各营养级都有较髙的输出量,随营养级的升高,输入的有机物应增多,原因是______
(2)   该生态系统中生产者固定的总能量是______J/cm2 • a0
(3)   由于某种因素使得生产者短时间内大量减少,一段时间后又恢复到原来水平,说明生态系统具有______能力。

农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题：
（1）要获得该抗病基因，可采用         、            等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是                     。
（2）要使运载体与该抗病基因连接，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抗病基因分子末端是 (      )

A               B　          　  C         　　 D
（3）切割完成并连接后得到的DNA分子称为                              。
（4）再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去               棉花细胞，利用植物细胞具有的             性进行组织培养，从培养出的植株中          
出抗病的棉花。
（5）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是 (       )

A．淀粉

B．脂肪

C．蛋白质

D．核酸

（6）转基因棉花获得的                                 是由该表达产物来体现的。

【生物——现代生物科技专题】
已知SARS是一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其间要的操作流程如下：

（1） 实验步骤1所代表的反应过程是___________。
（2） 步骤2构建重组表达载体A和重组表达载体B必须用限制酶和          酶，后者的作用是将用限制酶切割的        和_________连接起来。
（3） 为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用大肠杆菌中表达的S蛋白与SARS康复病人血清进行               特异性反应试实验，从而得出结论。
（4）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列________( 相同，不同），根本原因是                                   。
（5）S基因可以成功的嫁接到真核细胞的染色体DNA上，其物质基础和结构基础是     

下图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图。Ⅲ是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。已知几种氨基酸的密码子：甲硫氨酸（AUG）、甘氨酸（GGA）、丝氨酸（UCU）、酪氨酸（UAC）、精氨酸（AGA）、丙氨酸（GCU）,请根据图结合你所学过的知识回答以下问题:

（1）①步骤为                        ，该过程是基因工程操作程序的核心，II包括               、四环素抗性基因、启动子、终止子以及复制原点等。将II导入双子叶植物棉花受体细胞最常用的方法是              。
（2）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             。
（3）③过程的原理是                           。理论上，在该转基因植物自交产生的F₁代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的             。
（4）图中合成的多肽，其前三个氨基酸的序列是                     。

人类在预防与治疗传染病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为某种病毒，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如下图所示。

据图回答下列问题：
（1）过程①构建A基因表达载体时，必须使用       和       两种工具酶。
（2）过程②采用的实验技术是       ，获得的X是       。
（3）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，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行       比较；或用图中的       进行特异性结合检测。

干扰素是一类具有很高生物活性的糖蛋白，它具有抑制多种病毒的复制功能，是一种广谱抗病毒物质。下图为干扰素抑制病毒复制过程示意图，请回答相关问题。

（1）组成干扰素的基本单位是         和           ；组成干扰素基因的基本单位是          
（2）从图示看，直接抑制病毒复制的原因是                               
                                        
（3）美国一家公司用转基因技术生产干扰素，首先从人的          细胞中提取目的基因，使之与细菌的质粒结合，这两步所用的工具酶为            和             。然后移植到酵母菌体内，使干扰素基因在酵母菌中得以表达。

(10分)根据细胞全能性理论，运用现代生物技术对生物进行无性生殖在生产上具有重大的意义。请回答下列有关问题：
（1）为保持某观赏植物优良的遗传性状，某科技小组利用植物组织培养技术来进行繁殖。他们将该植物的花芽分别培养在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中，得到的花芽生长状况如下表：

	A组	B组	C组	D组	E组
吲哚乙酸	0	3ppm	3ppm	0.03ppm	0
细胞分裂素	0	0.2ppm	0.002ppm	1.0ppm	0.2ppm
花芽生 长状况	仍是组织切块	形成愈伤组织	愈伤组织分化出根	愈伤组织 分化出嫩枝	稍生长

①在此过程中能实现脱分化的花芽是        组。
②从实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的二种重要物质。其中，新芽形成必须的条件是      ；而在培养形成完整新个体过程中，对它们的调控关键是   　。
（2）为了保证某优质奶牛的后代性状不变，某研究所利用克隆等技术来进行繁殖。他们从母牛A的体细胞中提取出细胞核，并移入去除细胞核的母牛B的成熟卵细胞中，在电脉冲的刺激下相互融合，并通过培养形成早期胚胎，再将该胚胎移植到母牛C的子宫内继续培养，最后获得了成功。请回答：
①由母牛C产下的牛犊的性别是    性。该实验中，杂合的细胞必须经电脉冲刺激才能相互融合，才能进行分裂，而在人工授精中，则需要对采集的精子进行    处理，才能使精子具有活力，才能完成受精作用。
②如果研究员们想快速获得较多与母牛A的性状相同的新个体，可在上述实验的基础上，采用
       技术进行处理，然后再进行胚胎移植。
③限制酶能识别特定的DNA序列并进行剪切，不同的限制酶可以对不同的核酸序列进行剪切。现用A、B、C三种不同的限制酶对一段大小为6.2kb的线状DNA进行剪切后，用凝胶电泳分离各核酸片段，实验结果如图所示。

在答题纸的相应方框内的线状DNA上标出相应酶的切割位点，并标明相应数据。

如果他们将上述获得的一个目的基因成功导入到母牛A的卵细胞中并定位在一条染色体上，则受精后形成的新个体达到性成熟并与一普通公牛交配，在它们产生的后代中，体细胞中含有该目的基因的个体出现的概率为    　 ，原因是            。

据报导，中国科学院遗传与发育生物学研究所携手新疆天彩科技股份有限公司的科技工作者，成功地克隆了靛蓝色素合成的相关基因（用B表示）和红色花色素合成的相关基因（用D表示），将它们分别与棉纤维特异表达启动子PTL12相结合，构建成棉花纤维表达载体，用花粉管通道法将上述载体导人棉花中，在当代就获得了具有靛蓝色纤维和红色纤维的棉种（原来棉种是白色的）。请回答：
（1）在将靛蓝色素合成的相关基因和红色花色素合成的相关基因与基因的运载体结合的过程中，需要用到的工具酶有                 。
（2）靛蓝色素合成的相关基因和红色花色素合成的相关基因在棉花纤维中的成功表达说明了两种色素合成的相关基因是通过           ，进而控制棉花纤维的颜色的。因为构成棉花纤维的主要成分是             （它的基本组成单位是          ）。
（3）假定靛蓝色素合成的相关基因（B）和红色花色素合成的相关基因（D）导入棉花后并整合到了两条非同源染色体上。如果将具有靛蓝色纤维和红色纤维的棉种称为彩色棉，只有靛蓝色纤维称为蓝色棉，只有红色纤维称为红色棉。则：
①该彩色棉自交后代的表现型及其比值是           。
②如何利用彩色棉自交后代筛选出彩色棉新品种?（简要回答即可）
                                            
③如果杂种具有优势（成对的基因都是杂合的），如何以彩色棉（基因型为BbDd）自交后代为材料，制作彩色棉杂交种供农户使用？（用遗传图解表示）

我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪在东北农业大学的种猪场自然分娩产出，这标志着我国在转基因克隆猪技术领域已达到世界领先水平。下图为我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图，请据图回答：

（1）过程①和②必需用到的酶分别是          　　　　　　　　　　　　　。　　
（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      。然后还要通过              技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上。如果导入到植物细胞通常采用的方法则是      。
（3）为了获得更多的猪卵母细胞，可通过对母猪注射              ，做超数排卵处理，并将所采集到的卵母细胞在体外培养到         期即可通过显微操作将其细胞核去除。
（4）在培养得到的重组细胞时，一般需要提供                                   
                                 条件。（至少说出3点）

基因工程在农业生产上的应用最为广泛。下图为利用生物工程技术让羊生产治疗心脏病药物tPA的大致过程。请据图分析回答

（1）重组tPA基因时，过程①需要用          分别切割运栽体和目的基因，运载体的黏性末端与目的基因的黏性末端是通过             酶结合的。
（2）图中的②过程选择受精卵作为tRA基因受体细胞的主要原因是          。体外形成羊受精卵必须在促性腺激素（垂体激素）的作用下排卵，然后进行                    。
（3）如要通过④过程产生大量基因型相同的克隆羊，则该过程需要采用的技术主要有
              和            。

苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白以使螟虫死亡。研究人员将表达这种素养蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中，培育出一批转基因抗螟水稻。请回答
（1）染色体主要由          组成，若要确定抗螟虫基因是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的                。
（2）选用上述抗螟虫非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到F₁，从F₁中选取一株进行自交得到F₂，F₂的结果如下表：

分析表中数据可知，控制这两对性状的基因位于          染色体上，所选F₁植侏的表现型为                。
（3）上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病（搞稻瘟病为显性性状），经分析出现这种情况的可能原因有以下两种：有可能①抗螟虫基因能够抑制稻瘟病的病原体的表达；也有可能是②    。

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

（1）①过程是指                        ，被称为基因工程的核心步骤。
（2）③过程采用的技术包括                              。③过程培养到桑葚胚或囊胚阶段，可以采用              技术，培育出多头相同的转基因牛犊。受体母牛在接受转人生长激素基因牛胚胎之前须经过           处理，以便为胚胎发育提供相同的生理环境。
（3）有人发现prG能激发细胞不断分裂，可以通过基因工程将该调控基因导入特定的受体细胞来制备单克隆抗体，受体细胞Ⅱ最可能是            细胞，Ⅲ代表的细胞具有                          的特点。
（4）在抗虫棉培育过程中，④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是                ，⑤过程常用的生长调节剂一般可以分为生长素类、           和              赤霉素类。

在正常人体细胞中，非受体型酪氨酸蛋白结合酶基因abl位于9号染色体上，表达量极低，不会诱发癌变。在慢性骨髓瘤病人细胞中，该基因却被转移到第22号染色体上，与bcr基因相融合。发生重组后基因内部结构不受影响，但表达量大为提高，导致细胞分裂失控，发生癌变。下图一表示这种细胞癌变的机理，图二表示基因表达的某一环节。据图回答：

（1）细胞癌变是细胞畸形分化的结果。细胞分化的根本原因是               ，其调控机制主要发生在[③]        过程。
（2）细胞癌变的病理很复杂，图一所示的癌变原因，从变异的类型看属于        。
（3）图二表示图一中的[④]      过程，其场所是[⑦]     。
（4）分析图二可见，缬氨酸的密码子是        ，连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键的结构式是                       。
（5）bcr/abl融合基因的遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中，遗传信息的传递有损失的现象，原因是                                                        。

P53基因是正常细胞内重要的抑癌基因，研究表明P53基因突变可导致肝脏细胞癌变。科学家研究发现P53基因对体外培养的肝癌细胞生长有抑制作用，请回答下列问题：
（1）切下新鲜的肝癌组织，在模拟了人体____________的成分配制的培养液中培养，在培养液中还加入一定量的抗生素，其目的是______________________。
（2）获取P53基因的方法通常有_________________________________________。
（3）将P53基因经过一系列的处理并与脂质体混合，将混合物滴加至肝癌细胞上，轻轻混匀。最后筛选出含有P53基因的肝癌细胞。脂质体在这个操作中的作用是__________________________。
（4）为证明P53基因有抑癌作用，需将两种细胞接入多孔板中，并从次日开始检测每孔的细胞总数，绘制成如右图所示的生长曲线。请分析两条曲线分别是哪种细胞，曲线1是_________细胞，曲线2是___________细胞。

分析以下资料，填空：
资料1：操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因（编码蛋白基因）、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白（RP）合成及调控过程，图中①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题：
 （1）启动子的基本组成单位是　　　　　，终止子的功能是　　　　　。
（2）过程①进行的场所是　　　　　，RP1中有一段氨基酸序列为“一丝氨酸一组氨酸一谷氨酸一”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则决定该氨基酸序列的基因的碱基序列为　　　　　。
资料2：右图表示真核细胞中遗传信息的传递过程，请据图回答：
　
（1）科学家克里克提出的中心法则包括图中    所示的遗传信息的传递过程。A过程发生在     的间期，B过程需要的原料是     ，图中需要解旋酶的过程有     。
（2）D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是      。
（3）图中a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是     。图中的不同核糖体最终形成的肽链     （填“相同”或“不同”）。