高中生物生物技术中的伦理问题综合题

人类的遗传性疾病是很难用一般药物进行治疗的，基因工程的兴起迎来了基因治疗的曙光。基因治疗是将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学高新技术。基因治疗的基本程序如下图所示，请分析回答问题：
(1)确认遗传性疾病的方法除了用基因芯片检测、生化分析等现代生物技术外，还可以通过       方法来确定。
(2)治疗性基因的获得除了用限制酶从正常人的基因组中分离出来外，还可以通过人工方法获取，请你写出一种人工方法的途径        ；为提高治疗性基因的数量，可以采取               技术。
(3)靶细胞的选择也是非常重要的，你认为靶细胞一般应该有          特点。
(4)目前基因转移的方法是           ；在转导细胞的选择鉴定中，除了用基因探针来检测DNA、mRNA外，还需要检测                  ；当检测出细胞中已经具有目的基因，需要通过         技术来增加细胞数量，然后再回输到病人体内。在上述培养基中通常需加入一种天然成分           。

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：


(1)分析表中6种限制酶识别的序列特点，其不同点是：         ，共同点是：           。
(2)限制酶          和         的切割后产生的黏性末端是一样的。（填限制酶的序号）
(3)在用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒时，不能使用EcoR I切割的原因是           。
(4)如果用限制酶HindⅢ与BamHI和DNA连接酶将图中的质粒和外源DNA构建重组质粒时，则此过程可获得       种环状DNA。（只考虑质粒和目的基因之间的连接）
(5)图2中的外源DNA用限制酶②和⑥同时切割，能产生           种DNA片段。
(6)目的基因插入质粒后，不能影响质粒的                       。
(7)如果要初步筛选出导入上述重组质粒的某种细菌，则应该在培养基中加入适量              。

下图为科学家通过基因工程方法培育转基因抗虫棉的大致过程。请据图分析回答:

(1)图中①过程需要的酶有            ,图中A的组成,除了目的基因外,还必须有启动子、终止子、   和复制原点。启动子的作用是             。
(2)农杆菌中的Ti质粒上T-DNA具有_________ __                ________的特点。图中②过程的方法称为        。
(3)目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是__           __，检测时常采用的方法是__   __。
(4)目的基因在受体细胞内是否表达出产物从分子水平角度可根据            实验。

下图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞(ES细胞)中，再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。据图分析不正确的是（   ）

A．该过程使用的工具酶是DNA连接酶和限制性核酸内切酶

B．完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物，必定是载体与棕褐毛基因形成的重组DNA分子

C．第Ⅲ步操作后，还需经过筛选目的基因已成功转移的胚胎干细胞的过程，才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中

D．改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠，其根本原因是细胞核中含有一整套的遗传物质

以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a－h为操作过程，请据图回答有关问题：

⑴图中c的操作名称是_____________，d、f的操作名称是______________，在其之前需要对母牛进行__________________处理。
⑵图中用到的激素是___________，其目的是为了获得更多的卵母细胞，其受精后发育可得到早期胚胎；图中早期胚胎属于胚胎发育的_______________期，其中胚胎干细胞来源于___________（填数字标号）。
⑶完成a过程之前，要对精子进行_________处理，该过程可在含有一定浓度的_________或钙离子载体A23187溶液中进行；处理后的精子与卵子相遇时，首先发生_________反应。
⑷图中A和B的性别____________(填“相同”、“不相同”、“不一定相同”)

如下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体为质粒A。已知细菌 B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请完成下列问题：

(1)人工合成目的基因的途径一般有哪两条?
(2)如何将目的基因和质粒结合成重组质粒(重组 DNA分子)?
(3)目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A或重组质粒；反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是 __________________________________。
(4)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是__________________________________，原因是__________________________________。
(5)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?

红细胞生成素(EPO)是人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。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简易生产流程如图所示

请回答问题：
(1)图中①所指的物质是________，②所指的物质是________。
(2)基因表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常采用的方法是____________，它的启动子是__________的识别和结合部位。
(3)CHO是仓鼠的卵巢细胞经过细胞培养过程中的___________________培养获得的无限增殖细胞。重组 CHO细胞培养需要____________的环境及营养、温度、pH和气体环境适宜的条件。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。单克隆抗体的优点是_______，并可大量制备，它是由小鼠的骨髓瘤细胞与其特定 B淋巴细胞通过____________技术获得的杂交瘤细胞分泌的。

下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程，请据图回答：

(1)通过I过程培育出丙种植物的方法有以下两种：
方法一：将甲、乙两种植物杂交得到基因型为_________的植株，并在_________期用____________（化学物质）处理，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。
方法二：先取甲、乙两种植物的_____________，利用________________处理，获得具有活力的_______________；然后用___________________方法诱导融合、筛选出基因型为_________________的杂种细胞；接下来将该杂种细胞通过______________技术培育出基因型为bbDD的丙种植物。此种育种方法的优点是____________。
(2)由丙种植物经II过程培育成丁植株，发生的变异属于_________________；将丁植株经III培育成戊植株的过程，在育种上称为_______________________。
(3)若B基因控制着植株的高产，D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株（该植株为两性花），采用简便的方法培育出高产抗病的新品种（不考虑同源染色体的交叉互换）?请画图作答并作简要说明。
(4)通过图中所示育种过程，____（填能或否）增加物种的多样性。

（每空1分，共11分）结合下列过程示意图，回答：

(1)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为________。图中①过程与细胞中DNA复制过程相比，该过程不需要________酶。③是在________(填“酶的名称”)作用下进行延伸的。
(2) 基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有________、________以及标记基因等。
(3) 在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan^r)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。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有________、________。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________物质。
(4)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用________与提取出的________做分子杂交。
(5)科学家将植物细胞培养到________，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。

(每空1分，共6分)转基因生物作为生物反应器，用于生产人们所需要的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等。图是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答：

(1)B过程中，常用________处理使细菌转化为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。D过程常采用的方法是________。若把重组质粒导入动物细胞，常采用的方法是________。
(2)E过程采用的技术主要包括________和________两个阶段。
(3)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，F过程应该用________________作为探针。

番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如图，请回答：

（1）图中载体质粒的实质是            。在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法叫做               。
（2）从图中可见，mRNAl和mRNA2的结合直接导致了         无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。
（3）普通番茄细胞导入目的基因后，经③过程形成        ，然后诱导出试管苗，进一步培养成正常植株。
（4）如图甲，获得目的基因后，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”）。
（5）如图乙是该目的基因表达过程中的一个阶段，图中3和4的核苷酸相同否？   
说明理由                                                                  。

科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是         ，此工具主要存在于      中，其特点是                                                      。
（2）基因表达载体的组成除了有目的基因外，还必须有复制原点、启动子、          和             。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是：
                                  ，                                       ，
                                  ，                                       。

番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。（操作流程如图）请回答：

（1）在构建基因表达载体时，除了要在重组DNA中插入目的基因外，还需要有______________、_____________和_______________。
（2）在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法叫做______________。
（3）从图中可见，mRNA₁和mRNA₂的结合直接导致了____________________无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。
（4）普通番茄细胞导入目的基因后，先要接种到诱导培养基上培养，经___________过程后得到________________，然后再转接到分化培养基上，诱导出试管苗，然后进一步培养成正常植株。获得的转基因植物经有性生殖获得的后代，是否也具有转基因特性？___________。
（5）利用基因工程进行育种，可以培育出具有新性状的植株，这种育种方式的优点是①                            ；②                              。

科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA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，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—，请据图回答：

(1)过程①所需要的酶是________。
(2)在构建基因表达载体的过程中，应用限制酶______切割质粒，用限制酶______切割目的基因。用限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过__________________原则进行连接。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是__________________________________________。
(3)在过程③中一般将受体大肠杆菌用________________进行处理，以增大____________的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
(4)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，得到如图a所示的结果(圆点表示菌落)，

该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了____________________，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所示的结果(圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置)。与图b圆圈相对应的图a中的菌落表现型是_____________，这些大肠杆菌中导入了________________。
(5)人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______________________。目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是______________________________________。

人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，既提高了产量，又有了安全保障。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：

(1).一般情况下，良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法：____________________________________________________。
(2).在基因工程中，在②进入③之前要用              ，                ，               等工具来构建基因表达载体；能实现②进入③的常用方法是___________________________。
(3).图中①一般经              处理可以得到③。
(4).从③到⑤过程中运用的生物技术有              和              。
(5).⑥是⑤生出的后代，那么⑥的遗传性状和              最相似。要实现⑥批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫做转基因克隆动物。