高中生物生物技术中的伦理问题综合题

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：

（1）一个图1所示的质粒分子经Ⅰ切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的Ⅰ酶切位点越多，质粒的热稳定性越。
（3）用图中的质粒和外源构建重组质粒，不能使用Ⅰ切割，原因是。
（4）与只使用 I相比较，使用Ⅰ和Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源的优点在于可以防止。
（5）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。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。
（7）为了从文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在 的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。

2013年，中国遭遇史上最严重的雾霾天气，2014年初，京津冀纷纷启动重污染天气预警，雾霾成为人们最为关注的话题之一。请回答以下问题：
（1）全球性生态环境问题主要包括全球性气候变化、       、臭氧层破坏、酸雨、          、海洋污染等。
（2）焚烧塑料垃圾所产生的二恶英（一种毒性严重的脂溶性物质）会诱发细胞癌变，细胞癌变的根本原因是                      。
（3）研究发现雾霾中含有多种病菌，部分会引起过敏和呼吸系统疾病。病毒侵入肺细胞后，免疫系统通过 
          可诱导靶细胞凋亡。
（4）近十年来肺癌患者增加了60%，引起肺癌的因素有多种，如大气污染、吸烟、免疫力降低等。某研究小组用生理盐水制备香烟浸出液，进行“香烟生理盐水浸出液对大鼠体重影响” 的研究，将生理状态相似的大鼠随机分为三组，每天同一时间分别对小剂量组和中剂量组按每百克体重0.5ml、1.0ml灌胃香烟生理盐水浸出液，同时对照组按每百克体重1.0ml灌胃生理盐水。结果如下图所示。由图可以得出的结论是__________。

若进一步研究香烟生理盐水浸出液对大鼠身体健康的影响，还需对肝脏病理、肺部纤维增生程度进行检查，并通过显微镜观察____________来初步判断是否发生癌变等。
（5）研究人员利用基因工程技术对肺癌的治疗进行了大量研究发现，肺部细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图所示，据图回答。

①形成重组载体时，需用           酶切割                      。
②研究发现，let-7基因能影响RAS基因的表达，其影响机理如图乙所示。从分子水平的角度分析，其作用机理是let-7基因通过转录形成miRNA，              ，从而抑制肺癌细胞的增殖。
③若let-7基因能影响RAS基因的表达，则在图甲传代培养的过程中，癌细胞的细胞周期将           。

逆转录病毒的遗传物质RNA能逆转录生成DNA，并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。
（1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供                     
等物质基础，才能繁殖。逆转录病毒较T₂噬菌体更容易变异，从分子水平看，是由于                         。
（2）基因治疗时，将目的基因与逆转录病毒运载体结合的“针线”是               。将带有目的基因的受体细胞转入患者体内，患者症状会有明显缓解，这表明                                                      。
（3）若将目的基因转入胚胎干细胞，再经过一系列过程可获得目的基因稳定遗传的转基因动物。
①将带有目的基因的胚胎干细胞注射到普通动物的    胚中，胚胎发育成嵌合型个体。如果转化的胚胎干细胞正好发育成       细胞，则嵌合型个体生下的幼体就极有可能带有目的基因。
②从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，配合基因检测，最少需要       
代。试简述育种的基本过程：                                       。

地中海贫血症属于常染色体遗传病。一堆夫妇生有一位重型β地中海贫血症患儿，分析发现，患儿血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了突变（C→T）。用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段l，突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s；但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切，如图11（a）。目前患儿母亲再次怀孕，并接受了产权基因诊断。家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图11（b）。（终止密码子为UAA、UAG、UGA。）

（1）在获得单链模板的方式上，PCR扩增与体内DNA复制不同，前者通过__________解开双链，后者通过________解开双链。
（2）据图分析，胎儿的基因型是_______（基因用A、a表示）。患儿患病可能的原因是_________的原始生殖细胞通过_______________过程产生配子时，发生了基因突变；从基因表达水平分析，其患病是由于_____________。
（3）研究者在另一种贫血症的一位患者β链基因中检测到一个新的突变位点，该突变导致β链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸。如果____________，但____________，则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据。

基因工程和植物细胞工程技术在科研和生产实践中有广泛应用，请据图回答：

（1）图中③④过程是利用了植物的           技术，其原理是           ，该过程须在无菌条件下进行，培养基中除加入营养物质外，还需添加________等物质，作用是_________。
（2）若要获取转基因植物人工种子，需培养到________阶段，再进行人工种皮的包裹；如用植物细胞实现目的基因所表达的蛋白质类药物的工厂化生产，培养到_______阶段即可。
（3）目前可采用茎尖组织培养技术来进行作物脱毒，原因是            。

【生物—选修3：现代生物科技专题】治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞（如神经细胞、肌肉细胞和血细胞），用于治疗。请回答下列问题：

（1）ES细胞是胚胎干细胞的简称，在形态上，表现为                    ：在功能上，具有发育的全能性。将重组胚胎在体外培养到____     时期，从该时期的___  _中进行分离，从而获得ES细胞。
（2）在培养液中加入    可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞或器官，该过程研究的意义在于解决____问题。
（3）科学家将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是    。
（4）科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞，并进行了胰岛素释放实验：控制培养液中___       _的浓度，检测细胞分泌的胰岛素的量，如图为实验结果，据此分析确认ES细胞诱导成功，得到此结论的依据是________。

目前，精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一，该方法以精子作为外源基因的载体，使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答：

（1）获取外源基因用到的工具酶是         ，为了提高实验成功率，通常利用            技术获得大量标记的外源基因。
（2）外源基因能够整合到精子的        上是提高转化率的关键，因为受精时只有精子的         才能进入卵细胞中。
（3）过程②采用的是          技术，该过程中应对已经导入外源基因的精子进行          处理。
（4）过程③需要在        (请写出4点)等条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚，因此在培养细胞时需在培养基中加入           。

干扰素是病毒侵入人体后由淋巴细胞产生的一种免疫活性物质，它具有广谱抗病毒的作用。利用现代生物技术生产干扰素的流程如下：

(1)过程①产生的物质A是_____  _，cDNA文库___  ___(大于/小于)人的基因组文库。
(2)过程④用到的工具酶是          、           ，过程⑤需先用_________处理受体细胞，过程⑥通常采用________技术。
(3)过程⑧和⑨涉及的关键技术分别是________、________。
(4)基因工程的核心步骤是图中的______________(填标号) 。

近日，中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的抗疟药—青蒿素挽救了数百万人的生命。但是自然界青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性种植影响大。通过研究已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如下图实线方框内所示），并且发现酵母细胞也能够产生青蒿素合成所需的中间产物FPP（如下图虚线方框内所示）。请回答以下问题：

（1）根据图示代谢过程，科学家在设计培育能生产青蒿素的酵母菌细胞过程中，需要向酵母细胞中导入________、_________等基因。导入相关基因前，一般先用_______处理酵母细胞，使之由常态变为感受态。
（2）在FPP合成酶基因表达过程中，①是__________过程，需要___________酶催化，此酶在基因上结合的特定部位是_______。检测过程②是否成功一般可采用___________方法。
（3）实验发现，酵母细胞导入相关基因后，这些基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍然很少，根据图解分析原因很可能是____________。

［生物——选修3：现代生物科技专题］根据所学知识回答问题：
（1）基因工程中基因表达载体除包括目的基因外，还必须有__________及标记基因等。
（2）若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重组将目的基因插入植物细胞的___________中。植物组织培养的主要原理是植物细胞具有____________，具体过程是在____________和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过____________产生愈伤组织，最终形成完整的植株。
（3）在哺乳动物的核移植实验中，通过一定的措施将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到____________阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内。
（4）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理（至少答两项）______。

玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏（D）对矮秆抗倒伏（d）为显性,抗病（R）对易感病（r）为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株,研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题。

（1）获得此纯合矮杆抗病植株涉及的育种方式有           。
（2）过程③的育种过程依据的主要原理是      ，在构建抗病基因表达载体时，必须使用      和      两种工具酶；
（3）若过程①的F₁自交1代,产生的矮杆抗病植株中纯合体占    。
（4）过程②,若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米,通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为    ,在理论上有    株。
（5）盐碱地是一种有开发价值的土地资源,为了开发利用盐碱地,从而扩大耕地面积,增加粮食产量,我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功,要用        的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性。

苎麻俗称“中国草”，苎麻纤维所制纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点，颇受国内外消费者青睐。
(1)苎麻的葡糖基转移酶基因(GT-like)指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括转录和翻译两个基本阶段，其场所分别是_________和_________。β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成，该酶能提高反应速率的机理是_________________。
(2)下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。

①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的__________________过程。光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与_______作用有关的酶的最适温度更高。
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是_____℃。在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来源是_________________________________。
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？______，原因是_________________________________________。
(3)为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质，科研人员 利用基因工程对苎麻进行了改良，其基本流程如下图。请分析回答下列问题：

①构建重组质粒时，需要用到_______________________________酶，质粒的③端会和切出的目的基因的_________端 (填①或②) 相连接。
②苎麻茎尖细胞通过________________(填生物技术名称)获得完整植株的过程，有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有_________性。

【生物-现代生物科技专题】
是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：

（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是。
（2）构建含基因的表达载体时，需选择图1中的限制酶进行酶切。
（3）经酶切后的载体和基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、基因与载体正向连接、基因与载体反向连接（如图1所示）。为鉴定这3种连接方式，选择酶和酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测基因是否成功表达，可用相应的与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。

(11分)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列问题：
（1）理论上，基因组文库含有生物的     基因；而cDNA文库中含有生物的     基因。
（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中筛选出所需的耐旱基因;若利用PCR技术耐旱基因，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               ，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
（3）将耐旱基因导入农杆菌，常用Ca^2＋处理农杆菌，其目的是                      。并通过              法将其导入植物     的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的      ，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的      是否得到提高。
（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了            （填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。

下图甲是无籽西瓜育种的流程图，但无籽西瓜在栽培过程中会出现空心果，科研人员发现这种现象与P基因有关(以P+表示正常果基因，p-表示空心果基因)。他们利用生物技术对此基因的变化进行了检测，结果如下图乙。请据图回答下列有关问题：

(1)图甲用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或           时，可诱导四倍体的产生，处理后形成的四倍体植株体细胞染色体组数可能有            。
(2)图甲中培育三倍体无籽西瓜依据的原理是             ；依据图甲所示过程培育二倍体西瓜制种过程很烦琐，因此可以采取植物细胞工程中             技术进行培育。
(3)根据图乙分析，正常果基因成为空心果基因的根本原因是                   ；已知限制酶X识别序列为CCGG，若用限制酶X完全切割图乙中空心果的p-基因部分区域，那么空心果的基因则被切成长度为               对碱基和             对碱基的两种片断。
(4)若从某三倍体无籽西瓜正常果中分离出其中所含的各种P基因有关区域，经限制酶X完全切割后，共出现170、220、290和460对碱基的四种片段，那么该三倍体无籽西瓜的基因型是                     。