高中生物生物技术中的伦理问题综合题

［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）______。

应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答问题：

（1）在培育转人生长激素的基因牛过程中，①过程需要的工具酶是________，②过程常用的方法是__________________________。
（2）转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用_____________技术，培育出多头相同的转基因犊牛。
（3）在制备单克隆抗体过程中，需将prG导入Ⅱ，则Ⅱ应为___________，筛选出的Ⅲ在体外培养时，必须培养在含5%的CO₂的培养箱中，CO₂的作用是______________
（4）在抗虫棉培育过程中，⑤过程采用的技术中有两个关键阶段，分别为____________和___________。检验抗虫棉的DNA是否插入抗虫基因，可以采用____________技术。

【生物——选修3：现代生物科技专题】
嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：

Ⅰ．利用大肠杆菌表达BglB酶
（1）PCR扩增bglB基因时，选用          基因组DNA作模板。
（2）右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入            和           不同限制酶的识别序列。
（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为            。
Ⅱ．温度对BglB酶活性的影响
（4）据图1、2可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会              ；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在              （单选）。
A．50℃        B．60℃         C．70℃        D．80℃

Ⅲ．利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
（5）与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中           （多选）。
A．仅针对bglB基因进行诱变    
B．bglB基因产生了定向突变
C．bglB基因可快速累积突变    
D．bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变

（选修三——现代生物科技）
下图表示利用某种细菌中提取的抗虫基因培养抗虫玉米的大致过程。请回答下列问题：

（1）A过程所需的酶是           。构建重组质粒时，将抗虫基因连接到Ti质粒的       上。将重组质粒导入土壤农杆菌的方法是              。图中D过程的方法称为        。
（2）图中重组质粒，除了含有目的基因外，还必须有            和复制原点；培育转基因玉米成功的标志是          。
（3）E过程需要运用            技术，经过            过程最终形成植株，其依据的原理是               。

研究发现，转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后，在消化道中被蛋白酶水解产生具有毒性的活性肽，与昆虫肠道细胞上的受体结合，使细胞渗透压失衡，最终导致昆虫死亡。下图表示利用某种细菌中提取的抗虫基因培养抗虫玉米的大致过程。请回答下列问题：

（1）农杆菌中的Ti质粒上T-DNA具有___________的特点。图中D过程的方法称为__________。A过程所需的酶是___________。
（2）图中重组质粒，除了含有目的基因外，还必须有___________；培育转基因玉米成功的标志是_________；目的基因能否遗传给后代常采用的检测方法是______  _____。
（3）E过程需要运用__________技术，经过__________过程最终形成植株，其依据的原理是__________。在此操作过程中，经常使用生长素和细胞分裂素，当生长素与细胞分裂素的比值大于1时，可促进_______，当生长素与细胞分裂素的比值小于1时可促进_____  __。

人类的X染色体上的有一个色觉基因（A），能编码两种光受体蛋白：吸收红光的受体蛋白和吸收绿光的受体蛋白；在7号染色体上还有编码蓝光受体蛋白的基因（D），这三种光受体蛋白分别在三种感光细胞中表达，当一定波长的光线照射到视网膜时，这三种感光细胞分别产生不同程度的兴奋，然后通过视神经传至视觉中枢，即可产生某种色觉。当A基因突变为隐性基因a时，人不能分辨红色和绿色；当D基因突变为隐性基因d时，人不能分辨蓝色；当D基因和A基因都发生突变时，此人即为全色盲。

（1）D，d基因和A，a基因的遗传遵循             定律，当夫妇双方的基因型为DdX^AX^a和DdX^AY时，他们生一个全色盲孩子的概率是         。
（2）X染色体上还有一个编码凝血因子Ⅸ的基因（H），该基因突变为隐性基因h时，凝血因子Ⅸ失去活性，从而引起血液无法凝固，这是一种血友病，称为血友病B；以下是B．Rath在1938年调查的一个家系的系谱图（2号在调查时已经死亡，且只知道其为血友病B患者，不知其是否为红绿色盲患者）：
分析系谱图可知，II代3号个体在形成生殖细胞时，       染色体一定发生了        。若2号只为血友病B患者，则3号的基因型是        ，在这种情况下，若3号再生一个男孩，只患一种病的可能性比两病兼患的可能性要         （填“大”或“小”或“一样大”）。
（3）采用基因治疗的方法有可能为治疗血友病B带来曙光，将           与运载体相结合，然后将其导入造血干细胞中，体外培养后输回人体，患者血液中即可检测到凝血因子Ⅸ。

白僵菌可感染农业害虫，常作为防治害虫的菌剂。由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感且杀死害虫的能力较弱，科研人员对其进行基因工程改造，流程如图所示。

（1）苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白，能有效杀死害虫。已知该基因的全部序列，科研人员通过__________法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段。据图分析，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒1的过程需要用到的工具酶是_____________和DNA连接酶。
（2）重组质粒1和Bar基因（草丁膦抗性基因）各自用Xba I 酶处理，得到酶切片段。重组质粒1 的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使末端游离的磷酸基团脱离，目的是防止__________。将未用去磷酸化酶处理的Bar 基因与重组质粒1 连接，获得重组质粒2。获得的重组质粒2的是下图中的____________。

（3）将重组质粒2与经        处理过的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒 2在白僵菌细胞内被修复。一段时间后用含有_____________的平板培养基进行筛选，获得含有Bar 基因的重组白僵菌。
（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入_________酶，获得cDNA。在获得的产物中加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了_______________。
（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的_________，以判断重组白僵菌的杀虫效果。

据图回答下列问题：
 

（1）图1中，H基因的初步水解产物是            ，H基因中能被RNA聚合酶识别的序列叫    。
（2）若某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的某一特定序列经BclI酶切后，可产生大小不同的片段（如图1，bp表示碱基对），据此可进行基因诊断。图2为某家庭患此病的遗传系谱。II-1的致病基因来自于      （“母亲”或“父亲”或“双亲”）。如果II-2的基因诊断中出现142bp，99bp和43bp三种片段，推断其基因型为           。II-3的丈夫表现型正常，则他们的儿子基因诊断中出现142bp片段的概率为            。
（3）图3为某二倍体生物一个正在分裂的细胞示意图，据图回答：若图示为次级精母细胞，写出该细胞产生子细胞的基因型是       ，其中B与b形成的可能原因是________________。
（4）图4是基因型为AaBB的某个生物的细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。现有某药物秋水仙素能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，则使用此药物后，细胞的分裂将停留在图乙中___________段；基因分离定律发生在             段。

请回答下列有关胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中，一般通过          （物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到          阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行        处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至        ，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
（3）将已免疫的小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选，一次是通过             培养基筛选出杂交瘤细胞，另一次是通过            筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。
（4）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：启动子、               、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的           （填“受精卵”或“乳腺细胞”）。

图示方案为人们获得生物新品种的过程，请回答下列问题：

（1）基因工程的核心步骤是            。方案Ⅰ中，将抗冻蛋白基因导入烟草受体细胞常用的方法是         。从分子水平检测抗冻烟草是否培育成功的方法是：         。
（2）推测方案Ⅱ中A基因所起的作用是            。
（3）方案Ⅲ中的转基因牛可以通过分泌乳汁来生产人的生长激素。人的生长激素基因在导入受体细胞前，基因的首段必须含有使其仅能在山羊      细胞中特异性表达的       。
（4）方案Ⅲ中的早期胚胎在移植入受体母羊子宫之前，必须对胚胎进行性别鉴定，一般是取处于       时期的      细胞进行检测。

回答下列有关生物工程技术问题。
（1）在植物基因工程中，构建重组Ti质粒时，通常要___________分别切割____________和____________，再用____________进行连接。整合了目的基因的重组质粒，在组成上还含有启动子、终止子和____________。
（2）体内受精作用进行时防止多精入卵的机制有____________和____________。
（3）动物细胞体外培养时，要保证被培养的细胞处于____________的环境，在营养方面通常需要在培养基中加入____________等天然成分。细胞培养需在适宜的理化条件下进行，此外还需要一定的气体环境，其中C0₂的主要作用是_________________。
（4）植物组织培养技术的理论依据是____________；在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行____________和__________________。

研究发现，人体2号染色体上的ALK基因和EML4基因会发生异常融合（如下图所示），该变异与肺癌的发生关系密切，为探究A-E融合基因的作用，研究者以小鼠为材料进行了多项实验，请回答：

（1）将A-E融合基因的表达载体导入小鼠的               细胞，如果转基因成功可在小鼠体内检测到          、         和             。
（2）A-E融合基因在转基因小鼠的肺泡上皮细胞表达。几周后发现这些小鼠的双肺长出了成百上千的癌结节，说明该融合基因表达产物有致癌作用，为使该结论更有说服力，还需用      的小鼠进行对照实验。该产物致癌的机理可能是什么？                  。
（3）ALK抑制剂是治疗该种肺癌的特效药物，但是A-E融合基因的表达产物在1156号（半胱氨酸→甲流氨酸）和1196号（亮氨酸→甲流氨酸）发生改变时，该药物失效，说明该融合基因发生了由于        而引起的突变。目前发现A-E融合基因还可以发生9种以上的突变，这些突变都能导致肺部癌变，也使特效药失效，以上现象体现了基因突变的              （至少回答两点）特点。

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）         。

【生物——选修3 现代生物科技专题】“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸（DNA）可与外源性 DNA 同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。如果外源基因随机插入，会因位置效应引起紊乱，而“基因靶向”技术很好地解决了这一问题。请回答下列问题：
（1）“基因靶向”技术中构建基因表达载体需要用到        酶和DNA连接酶。一个基因表达载体的构成，除了目的基因，还需有启动子、终止子、       等部分。
（2）ES 细胞来自第3.5天小鼠囊胚中的       。 在胚胎移植前，通过           技术可获得较多的胚胎。在胚胎移植过程中，供体、受体动物选择好后，要用激素进行      的处理，使供、受体的生理状态相同，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
（3）取患者的淋巴细胞或者脐带血细胞作为          ，插入正常的外源基因后，再回输体内，以替代、修复或纠正有缺陷的基因，这种方法称为                 ；

现代人们对生物工程技术发挥的作用褒贬不一，但生物工程在为人们提供需要的生物新品种或新产品方面确实发挥了重要作用。请回答下列问题：

（1）转人生长激素基因牛发生的可遗传变异是__________，③过程用到的生物技术手段有____________。如欲得到基因型相同的两头牛犊，可在__________________阶段，采用____________技术达到此目的，两头牛的性别_________（填“相同”或“不同”）。
（2）将无限增殖调控基因（prG）导入浆细胞制备单克隆抗体的过程中，应进行多次_____检测，Ⅲ代表的细胞具有_______的特点，具有此类功能的细胞还可以通过_______（技术）方法获得。
（3）在抗虫棉培育过程中，将棉花细胞培养成抗虫棉植株所依据的原理是____________，④过程常用的方法是___________法。若要获得该种抗虫棉的无病毒植株，应选用其__________处的组织进行培养。