高中生物生物技术中的伦理问题综合题

下图表示从苏云金芽孢杆菌获取抗虫基因（简称Bt基因）培育转基因抗虫棉的图解：

请回答：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是        ，它主要是从         中分离纯化出来的。
（2）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是                。
（3）写出b过程完整表达式：____________                        _________。
（4）我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉育种等研究，这将对________________和农业可持续发展产生巨大影响。
（5）基因工程是否成功可以在不同水平层次上进行检测。在性状水平上鉴定的方法是    
               ；在DNA水平上鉴定的方法是                ；在蛋白质水平进行检测的方法是从转基因植株提取蛋白质，进行                ，判断是否产生杂交带。

【生物—生物技术实践】（本题共15分）

多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶使细胞壁破损。番茄果实成熟中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。利用基因工程的方法减少PG基因的表达，可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入到番茄细胞中，得到转基因番茄。请据图22 回答：
（1）（每空2分）提取目的基因
①若已获取PG的mRNA，可通过                获取PG基因。

②在该基因上游加结构A可确保基因的反向转录，结构A上应具有        结合位点。得到的目的基因两侧需人工合成BamHI黏性末端。已知BamHI的识别序列如图23-甲所示，请在图23-乙相应位置上，画出目的基因两侧的黏性末端。

③重组质粒转化到大肠杆菌中的目的是                               。
（2）用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有          的培养基进行筛选，与此同时，为能更好地达到培养目的，还需在培养基中加入                      。培养24～48h后取样，在质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞                  现象来鉴别细胞壁是否再生。
（3）由于导入的目的基因能转录反义RNA，且能与                        互补结合，抑制PG基因的正常表达。若转基因番茄的保质期比非转基因番茄       ，则可确定转基因番茄成功。
（4）获得的转基因番茄产生的种子不一定保留目的基因，科研人员常采用     方法使子代保持转基因的优良性状。

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：
                                                                   。

人的血清白蛋白（HAS)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：

(1) 下列现代生物技术手段中哪些是上述过程没有涉及的(2分）  (  )
A 基因工程 B.动物细胞培养 C.体外受精
D.核移植技术E.体外早期胚胎培养 F.胚胎分割 G.胚胎移植 H.动物细胞融合
(2) 荷斯坦奶牛组织应来自  (1分）（雌性或雄性）个体,②分散成萆细胞一般需使用  处理，细胞在培养过程中往往需要的适宜的气体环境是    ，培养液中还需加入抗生素，其目的是   (1分）。
(3) 获取①需要用到的工具酶是 (1分），若在体外大量扩增①可采用     (1分）技术；若要检测③中是否存在①可采用  (1分）技术。
(4) ③剞④付稃中去等精的卵细朐一般来自于屠宰场收集的牛卵巢，需在体外培养至          (1分）（填时期)再去除细胞核。
(5) ⑤发育至     (2分）期移植到⑦最为适宜，⑦能否成功产下⑧的关键在于      (2分）。

基因工程又叫基因拼接技术。
（1）在基因工程技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的      为模板，  　  成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成目的基因。
（2）基因工中常用的受体细胞有细菌、真菌、 　　　　 。
（3）在基因工程技术中，DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式： 　　　　 和  　　　 。
（4）大肠杆菌质粒经EcoRI（一种限制性核酸内切酶）切割后所形成的黏性末端之一是 ，则EcoRI的识别序列和切点是_____________________（切点用箭头标在序列上）。
（5）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，约80%的转基因植物都是通过这种方法获得。除此法之外，还有____________和____________等。
（6）聚合酶链式反应（PCR技术）是在实验室中以少量样品DNA制备大量DNA的生化技术.某个DNA样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR仪五次循环后，将产生    个DNA分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是          个。请指出PCR技术与转录过程的二个不同之处：
①                                                                 。
②                                                                 。
（7）一个基因表达载体的组成，除了目的基因之外，还必须有     ，      以
及            。
（8）在目的基因的监测与鉴定工作中，又是需监测目的基因是否翻译成蛋白质，监测的方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行            杂交，若有          出现，表面目的基因已经形成蛋白质产品。

（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的          ，然后改变植酸酶的          ，从而得到新的植酸酶。
（2）培育转植酸梅基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是           。请简述获得转基因植株的完整过程:                        
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过   
转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过            方法，从而一次得到多个转基因猪个体。人们把目的基因导入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化，转化的实质是          。
（4）获取目的基因的常用方法有三种：通过           获取、通过           获取和人工直接合成法；“分子运输车”至少应具有的三个特征是        、      
和具有标记基因。
（5）基因工程的核心步骤是                        。一个基因表达载体的构建不仅包括            ，还包括            、终止子和标记基因等。

在生命科学研究中，“放射性同位素示踪法”是常用的研究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题：
(1) 将大肠杆菌的DNA分子用³H标记后，放在普通培养基上繁殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了DNA分子的复制方式是           。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸           个。

(2) 鲁宾和卡门用放射性¹⁸O分别标记H₂O和CO₂分子，证明了光合作用过程中产生的O₂来自于           ；卡尔文用¹⁴C标记的CO₂研究光合作用暗反应过程中C的转移，¹⁴C在化合物中的出现顺序依次是：¹⁴CO₂           →化合物→           。
(3) 用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠胰腺细胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体出现后，依次经过           、           和           ，最后出现在细胞外。

回答下列有关生物工程的问题

Ⅰ．红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EP0来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO），其生产流程如右图。

（1）图中①所指的是         技术。
（2）图中②所指的物质是                  ，③所指的物质是                  。
（3）培养重组CHO 细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换                 。
（4）检测 rhEPO外活性需用抗rhEPO单克隆抗体。分泌单克隆抗体的
              细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成
Ⅱ．植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。运用微型繁殖技术可以培育出大量的芦荟幼苗，其培养的基本过程如下：
（5）选取合适外植体的基本原则是                                   
                                                                 。繁殖培育芦荟时，一般选取　　　　 作为外植体。
（6）在外植体接种2－5天后，若发现外植体有污染的情况，原因可能
是　　                                                            。
（7）在生长过程中，愈伤组织在诱导培养基中未形成根，但分化出了芽，其原
因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　           　            
                                                                  。

糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年上升的趋势。下图是利用基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：

(1)过程②必需的酶是            酶。
(2)能否利用人的皮肤细胞来完成①的过程？      ，为什么？                 
                                                             。
(3)若A中有a个碱基对，其中腺嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行5次，至少需要提供鸟嘌呤_______        个。
(4)在利用AB获得C的过程中，必须用                         切割A和B，再加入                             ，才可以形成C。
(5)在进行基因工程操作过程中，胰岛素基因必需与运载体——质粒结合后才能进入大肠杆菌体内，并且在细菌内增殖。质粒的化学本质是一种           。
(6)不同生物间基因的移植成功，说明生物共用一套                             。

回答下列关于基因工程的问题
下图1是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线，表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图2、图3中箭头表示相关限制酶的酶切位点。


（1）若对图2中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性如何变化，为什么？                                                                     
（2）图中将人乳铁蛋白基因插入质粒，可以只用EcoR I同时酶切质粒和人乳铁蛋白基因，也可以使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时酶切质粒和人乳铁蛋白基因，后一个方法的优点在于可以防止                                       。
（3）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入       酶。重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了         。
（4）图1过程①可采用的操作方法是            ，过程②可采用的生物技术是     。过程③可采用的生物技术是                。
（5）分别从分子水平简述雌性转基因牛分泌人乳铁蛋白的过程是_______________。

分析回答有关生物工程中的问题：
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做为________基因。图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性内切酶I的识别序列和切点是—G’GATCC—，请画出质粒被限制酶I切割所形成的黏性末端的过程：________________________                                 
 _________。
（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_____________、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
(6)以上培育过程中应用到的生物技术有_________________________________等（至少答出三项）。

甲型HIN1流感是由甲型HIN1流感病毒引起的。下图表示甲型HIN1流感病毒在人体细胞中的增殖过程及利用基因工程和细胞工程来制备该病毒的疫苗及抗体的流程。请分析回答：

（1）图中过程②表示遗传信息的             ，过程①形成的RNA与过程③形成的病毒RNA的区别是                。
（2）实现过程④除需要原料、模板、ATP外，还需要   酶的催化。过程⑤构建基因表
达载体必须使用的工具酶有   。
（3）为了检测鸡胚细胞中的目的基因是否转录出mRNA，可用   作为探针进行分子杂
交。
（4）经过程⑥得到的血球凝集素在免疫学上作为   注射入小鼠体内，一段时间后，小鼠体内形成浆细胞的过程属于特异性免疫中的   。过程⑧形成的细胞M的特点是______________________。
（5）图中需进行动物细胞培养的过程是           （填写图中序号）。

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37^。C下用_____消化30一40分钟，在5％_____培养箱中培养，培养基是模拟了人体_____的成分配制的，在培养基中加入一定量的抗生素，其目的是____。
(2)获取P53基因的方法通常包括______和_______。
(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，绘制成如图13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。

分析有关基因工程的资料，回答问题。
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：

58、一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割后，含有     个游离的磷酸基团。
59、用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是         
                                          。
60、为了获取重组质粒，应将            与          混合，并加入     酶。
61、重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了                           。
62、若外源DNA中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则其连续复制4次，至少需要提供胸腺嘧啶     个。
63、利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可能直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛羊尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于                                            。

回答有关遗传信息的问题：
55、已知某基因片段碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）
（1）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的         链转录的（以图中的①或②表示）。翻译上述多肽的的碱基排列顺序是：                           。
（2）若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录并翻译出此段多肽的DNA单链的碱基排列顺序：                            。
56、在DNA分子的一条链上，鸟嘌呤和腺嘌呤的数量之比为3：5，且两者之和占该条链的48％，则在其互补链上，胸腺嘧啶占该链的百分比为（   ）
A．18％           B. 30％            C. 36％          D. 60％
57、下图是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA分子复制片段。

(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，则此DNA分子复制约需30s，而实际上只需约16s，根据A→C图分析，这是因为__________      _________。
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少8h，而实际上约6h左右，根据D→F图分析，是因为_________________________                  ____。
(3)C与A，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为__________________ 
                                                             。（写两点，共2分）