高中生物生物技术中的伦理问题综合题

果蝇是遗传学研究的经典实验材料。
（1）某科研小组用X射线辐射野生型果蝇，诱变当代未出现新性状。将诱变当代相互交配，诱变1代也未出现新性状，但随机交配后的诱变2代出现了突变新性状残翅和多毛（如下图所示）。已知控制翅型的基因用A-a表示，控制毛量的基因用B-b表示，且这两对基因位于两对常染色体上。

①翅型和毛量两对相对性状中，隐性性状为                   。
②为筛选出纯合正常翅多毛的果蝇品种，研究人员将诱变2代中正常翅多毛个体与基因型为           纯合个体杂交，选出后代表现型为                      的亲本即可。
③将未处理的野生型果蝇与诱变2代中的隐性纯合果蝇交配，再让F₁（表现型均为野生型）与隐性纯合果蝇测交，预期F₁测交后代的表现型及比例为                。研究人员用X射线辐射野生型果蝇后，重复上述实验，F₁表现型仍均为野生型，F₁与隐性纯合果蝇测交，发现有一个F₁果蝇测交后代的表现型比例为1正常翅正常毛：1残翅多毛。那么，这一例外F₁果蝇携带了哪种染色体变异？               。在上图圆圈中已用竖线（∣）表示了相关染色体，并用点（﹒）表示基因位置，左图已画出正常F₁果蝇体细胞中基因的分布，请在右图中画出例外F₁果蝇体细胞中基因的分布。

（2）现有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性基因的质粒，在四环素抗性基因内有一个该质粒唯一的EcoRI酶切点（如下左图），欲用EcoRI位点构建一个果蝇基因文库，并导入大肠杆菌菌株DH5中储存。

①可以利用稀释涂布平板法将大肠杆菌接种到含                  的培养基中，筛选出已导入质粒的菌落（上右图左培养皿），再用“印章”式接种工具粘印菌株，将菌落“复制”到含              的培养基上（上右图右培养皿），发现菌落I不能存活，菌落II能存活，则菌落              （填“I”或“II”）是所需的含有重组质粒的菌株。
②操作中发现有些菌落可抗两种抗生素，若不考虑基因突变，其原因可能有                                  。

(12分)
转基因育种是利用遗传转化方法将有价值的外源基因导入受体物种获得转化体，再将转化体植株经过常规育种程序加以选择和培育，最后选育出具有优良性状的新品种，对于作物育种具有重大的意义。图甲表示我国自主研发的转基因抗虫玉米的主要培育流程，图乙表示天然土壤农杆菌Ti质粒结构(部分基因及限制性内切酶作用位点如图所示)。请回答：

（1）若限制酶I的识别序列和切割位点是，限制酶II的识别序列和切割位点是，那么在①过程中，应用限制酶_________切割质粒，用限制酶_______切割抗虫基因。
（2）为了保证改造后的质粒进入玉米细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长，必须用限制酶去除质粒上_________和___________(基因)。
（3）将构建的重组Ti质粒，导入土壤农杆菌，在选择培养基上进行培养，观察农杆菌在含__________的培养基中能够生长、在含___________的培养基中不能生长。
（4）④过程应用的生物技术主要是__________，从个体水平检测玉米具有抗虫性状的方法是_________。

科学家仅使用小分子化合物的组合对体细胞进行处理，成功地将已高度分化的小鼠成纤维上皮细胞诱导成多潜能干细胞，并将其命名为化学诱导的多潜能干细胞（GiPS细胞）。下图是利用GiPS细胞对镰刀型细胞贫血症小鼠进行基因治疗的技术流程：

请据图回答：
（1）过程①中，在培养液中加入___________使上皮组织细胞彼此分散，若用传代培养的细胞应不超过10代，以保证细胞的________________不发生变化。
（2）科学家用小分子化合物的组合对小鼠成纤维上皮细胞进行处理，促使已经__________的成纤维上皮细胞“重新编程”产生GiPS细胞，这些GiPS细胞与囊胚中__________细胞性质相同。
（3）过程③中，导入的重组质粒中调控目的基因表达的组件是______________，____________的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。
（4）若利用GiPS细胞诱导分化形成______________，再经_________________技术，可较容易得到高等动物的体细胞克隆个体。
（5）GiPS细胞经过体外诱导分化，可以培育出人造组织器官。图中培育的骨髓造血干细胞移植回该小鼠体内与异体骨髓造血干细胞移植相比，最大的优点是__________________。

大豆花叶病毒（RNA病毒）是世界性大豆病害，是造成大豆减产的重要原因。某科研小组制备了大豆花叶病毒的空衣壳蛋白（CP蛋白），生产过程大致如下，请回答问题：

（1）图中的①是指               。
（2）过程II中应用的酶是                  。此过程中，先要在大豆花叶病毒的基文库查找  的核苷酸序列，以便合成特异性引物。
（3）在上述生产流程中，         （填序号）是基因工程生产CP衣壳蛋白的核心步骤。为检测样液中是否含有有效成分，在VII可使用               进行检测。

研究者发现，将玉米的PEPC基因导入水稻后，水稻在高光强下的光合速率显著增加。为研究转基因水稻光合速率增加的机理，将水稻叶片放入叶室中进行系列实验。
（1）实验一：研究者调节25W灯泡与叶室之间的__________，测定不同光强下的气孔导度和光合速率，结果如图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

在光强700~1000μmol••m^-2••s^-1条件下，转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到_______%，但光合速率_________。在大于1000μmol••m^-2••s^-1光强下，两种水稻气孔导度开始下降，转基因水稻的光合速率明显增加，推测光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使___________。
（2）实验二：向叶室充入N₂以提供无CO₂的实验条件，在高光强条件下，测得原种水稻和转基因水稻叶肉细胞间隙的CO₂浓度分别稳定到62μmol/mol和50μmol/mol。此时，两种水稻的净光合速率分别为________，说明在高光强下转基因水稻叶肉细胞内的________释放的CO₂较多地被________。
（3）实验三：研磨水稻叶片，获得酶粗提取液，利用电泳技术__________水稻叶片中的各种酶蛋白，结果显示转基因水稻中PEPC以及CA（与CO₂浓缩有关的酶）含量显著增加。结合实验二的结果进行推测，转基因水稻光合速率提高的原因可能是__________。

一位科学家正在使用氨苄青霉素敏感型菌株进行研究,该菌株不能利用乳糖, 这是因为它的乳糖操纵基因异常。该科学家有两种质粒,一种含有正常的乳糖操纵基因,另一种含有氨苄青霉素抗性基因。她运用限制酶和DNA连接酶,获得了一些含有这两个基因的重组质粒。然后在一个仅以葡萄糖为唯一能源的培养基中培养该细菌,并向其中加入高浓度的重组质粒,使细菌增殖。 再将实验组细菌(含重组质粒)和对照组细菌(不含重组质粒)放入下表所示环境中让其生长。请回答下列问题

	葡萄糖培养基	葡萄糖和氨苄青霉素	葡萄糖、乳糖和氨苄青霉素
含重组质粒的菌株	1号	2号	3号
不含重组质粒的菌株	4号	5号	6号

（1）在基因工程的基本操作程序中,   是基因工程的核心。本实验中使用限制酶的作用是   。
（2）在以葡萄糖为唯一能源的培养基中加入高浓度的质粒,为了促进细菌更好的吸收重组质粒,还应用   处理细菌,使细菌处于   。
（3）若没有新的突变发生,细菌最有可能在哪些培养基上生长出菌落?   。
A．只有1、2号和4号                  B．只有3、5号和6号
C．只有1、2、3号和4号               D．只有4、5号和6号
（4）如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则细菌最可能在   号和   号平板上长出菌落。
（5）若该科学家用该培养基进行另一项实验见下表,在该培养基中用乳糖为唯一能源,则细菌能在哪一培养基中长出菌落?   。

	乳糖培养基	乳糖和氨苄青霉素
含重组质粒的菌株	7号	8号
不含重组质粒的菌株	9号	10号

A．只有10号     B．只有8号
C．7号和8号    D．8号和10号

油菜的株高由等位基因G和g决定，GG为高秆，Gg为中秆，gg为矮秆。另一种植物的B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。

（1）步骤①需要用__________连接，构建表达载体并转化农杆菌，将农杆菌在含    的培养基中培养，筛选出成功导入B基因的农杆菌。获得的农杆菌能够侵染油菜细胞并将插入了B基因的__________整合到受体细胞的__________上，获得转基因油菜。
（2）若B基因成功转入矮秆油菜并表达，且B基因与g基因位于非同源染色体上，则转入B基因的油菜表现型为__________，该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株应占__________。
（3）若将一个B基因连接到了中秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲～丁四种转基因油菜（如下图所示）。

①四种油菜中，丙植株的表现型与其余三种植株不同，其原因是__________。
②在不考虑交叉互换的前提下，这四种转基因油菜分别自交，子代有3种表现型的是__________，另外还有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型，请在下图中的染色体上标出B基因的位置。

科学家从129品系小鼠中成功分离出胚胎干细胞，并注入小鼠的囊胚，形成嵌合体囊胚，育出嵌合体小鼠。利用该技术，可获得表达绿色荧光蛋白（ GFP）转基因昆明（KM）小鼠，操作流程图如下，请回答：

（1）在基因工程的操作中，携带GFP基因 的病毒作为            。
（2）步骤②中，利用荧光显微镜观察到细胞           ，将其取出，进行扩增培养。
（3）步骤③中，胚胎的收集方法称为           。
（4）步骤⑤中，胚胎干细胞可以         形成包括生殖腺在内的各种组织。
（5）图中X小鼠为       小鼠。

I南瓜果实的黄色和白色是由一对遗传因子（G和g）控制的，一对亲本杂交图解如图，请回答下列问题：

（1）叶老师说：“黄果和白果属于一对相对性状”。她判断的依据是       。遗传因子G和遗传因子g的根本区别是                            。
（2）F₁中白果的F₂中出现白果：黄果=3：1的条件是：①                    ，②含不同遗传因子的配子随机结合，③每种受精卵都能发育成新个体，且存活率相同。
（3）南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对遗传因子（A、a和B、b）控制。现有2棵南瓜植株M、N（一棵结园形南瓜，一棵结长圆形南瓜），分别与纯合扁盘形南瓜植株杂交获得大量F₁，全为扁盘形，然后进行如下实验。
甲：M的F₁的全部与长圆形个体相交，所得后代性状及比例是扁盘形：圆形：长圆形=3：4：1。
乙：N的F₁全部自交，所得后代性状及比例是扁盘形：圆形：长圆形=9：6：1。
①M的基因型为                ，N的基因型为               。
②假定N的F₁就是图中的F₁中的白果（三对基因独立遗传），那么其自交后代中白色圆形南瓜所占的比例是                   。
II南瓜易种植，抗病、抗虫能力强，产量高。有人突发奇想，欲用南瓜生产人胰岛素。下图是用农杆菌转化法培育转基因南瓜的示意图，请回答下列问题：

（1）图中的目的基因是                 ，利用PCR技术扩增目的基因时与         单链互补的引物在                （酶）作用下进行延伸合成子链，扩增循环6次可产生       个目的基因。
（2）载体a是         ，在过程中将目的基因插入到载体a的[b]     上，再通过‚整合到南瓜细胞染色体的DNA上，得到转基因南瓜细胞。
（3）过程ƒ采用的技术是         ，检测该转基因南瓜是否可以生产胰岛素的方法是            。

请回答下列有关“试管牛”和“转基因牛”的问题：
（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、       、以及在母体中发育和产出等过程。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，使其              。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和              。
（2）利用基因工程可以获得“转基因牛”，从而改良奶牛的某些性状。若要获得的“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：某种牛乳腺分泌蛋白基因的启动子、终止子、         、       和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是               ，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是         （受精卵、乳腺细胞）。

盛产于南方的苎麻是我国古代重要的纤维植物。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，至今仍受国内外消费者青睐。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。请回答：

（1）叶绿体中吸收光能的色素中含量最多的是      ，这些色素吸收光能的两个用途是            。
（2）上图表明，苎麻在     ⁰C条件下，积累的有机物最多。在该温度条件下，叶肉细胞叶绿体利用的CO₂来自               。
（3）上图表明，在20⁰C条件下，苎麻的真正光合速率为      mg/小时·单位叶面积。
（4）上图表明，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。
（5）为增加苎麻纤维的色彩，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为了获取重组质粒，要把切割后的质粒与蓝色色素基因B片段混合，并加入       酶。
②限制酶SmaⅠ只能识别CCCGGG序列，并在C与G之间将这段序列切开，则质粒中含这种酶的切点越多，质粒的热稳定性越高。原因是              。

图1是蚕豆病的遗传系谱图，图2为该家系几个成员的基因电泳图，据参考资料、结合所学知识回答下列问题(以下均不考虑新的基因突变与交叉互换)。

参考资料1：蚕豆病是一种伴X单基因遗传病，表现为红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏病。g 基因不能控制合成G6PD，GF、GS基因均能控制合成功能正常的G6PD，分别记为G6PD-F、G6PD-S。
参考资料2：在人类胚胎发育早期，雌性体细胞的两个X染色体中会有一个随机失活（其上的基因无法表达），且这个细胞的后代相应的X染色体均发生同样变化。
（1）蚕豆病患者平时不发病，由于食用新鲜蚕豆等才发病。说明患者发病是                           共同作用的结果。
（2）II-8的基因型为    。
（3）II-7患蚕豆病的原因是：在胚胎发育早期，多数胚胎细胞中含      基因的X染色体失活。
（4）II-7与II-8婚配。
①取这对夫妇所生女儿的组织，用______酶分散成单个细胞，进行单克隆培养，分离其G6PD进行电泳，若电泳结果出现G6PD-F带，则可以判断该女儿的基因型为          。
②若取该夫妇所生男孩的多种组织进行和①相同处理，结果出现G6PD-F带和G6PD-S带，推测是由于    （用父亲、母亲作答）形成配子时，在减数第   次分裂过程中______不分离所致。

2010年，中科院昆明动物研究所培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平，为未来人类重大疾病的非人灵长类动物模型的深入研究奠定了坚实的基础。下图是转基因猕猴培育过程示意图，据图回答：

⑴在构建基因表达载体过程中，它的组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及          。过程②中常用          的方法将目的基因导入受精卵。
⑵在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O₂维持细胞呼吸外，还需要提供CO₂气体以维持           。
⑶图中⑦过程称为                 ，为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同，此前需用促性腺激素对代孕雌猴作              处理。
⑷若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴，可对早期胚胎进行        ，操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行。若选用囊胚期的胚胎，操作过程中要特别注意的问题是：             。
⑸下列关于现代生物工程技术的安全性和伦理问题的分析，不合理的观点是：（    ）

A．转基因生物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原或者引起中毒

B．运用DNA重组技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器

C．我国的政策是禁止进行生殖性克隆人

D．转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存

2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书。下图表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：

（1）④过程应用的主要生物技术是              ；该技术的过程主要包括___________和__________两个阶段,利用的基本原理是_______________。
（2）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于          工程技术范畴。
（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制性内切酶作用位点），据图分析：

①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入____________。
②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除质粒上的        （基因），保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于___________。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。
③若用限制酶Ⅰ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的现象是             。
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端为，则该酶识别的核苷酸序列是                。

马术比赛被称为贵族运动。英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种，其数量少，生育力低。可利用下图1质粒和图2含有目的基因的外源DNA，结合其他现代生物技术，有效提高优质马的生育效率和品质。请回答下列问题：

(l)若将图l中质粒和图2中含目的基因的外源DNA通过限制酶处理后，进行拼接形成重组质粒，那么最好应选用限制酶____。对符合设计要求的重组质粒用Sma I、EcoR I和HindⅢ三种酶同时进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，则可得到_______种DNA片段。若仅选用EcoR I处理后，形成重组质粒，经检测，部分含有重组质粒的受体细胞中目的基因不能正确表达，最可能的原因是____。
(2)为了提高优良雌性个体的繁殖潜能，用_______激素处理适龄纯血母马，使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。体外受精前要对精子进行一定的处理，使其_______。为取得同卵双胎或多胎，可以在胚胎发育的_______期用机械方法进行胚胎分割。
(3)随着动物克隆技术的发展，人们可以将纯血马的细胞核移入其他马的_______细胞中，将其激活并发育成胚胎，植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功，胚胎的供体和受体应保持________.