高中生物生物技术中的伦理问题综合题

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     出所需的耐旱基因。
（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物     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”）。

绒山羊所产山羊绒因其优秀的品质被专家称作“纤维宝石”，是纺织工业最上乘的动物纤维纺织原料。毛角蛋白II型中间丝(KIF II)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。图甲表示含KIF II基因的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图乙是获得转KIF II基因的高绒质绒山羊的简单流程图(MspI、BamHI、MboI、SinaI四种限制性核酸内切酶识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG)。请分析回答：

(1)用SmaI完全切割图甲中DNA片段，其最短的产物含_______个bp。图甲中虚线方框内的碱基对被T—A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐性纯合子中分离出图甲对应的DNA片段，用SmaI完全切割，产物中不同长度的DNA片段有_______种。
(2)上述工程中，KIF II称为_________；为了提高试验成功率，需要通过_______技术进行扩增，以获得更多的KIF II。
(3)过程①必须用到的工具酶是________；在过程③中，为了获得更多的卵(母)细胞，需用_________处理成年母绒山羊。
(4)过程④称为________，进行过程⑤的最佳时期是________。

回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。pIJ702是一种常用质粒，其中tsr为硫链丝菌素（一种抗生素）抗性基因，mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落；而限制酶CLaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。

（1）质粒DNA分子中的两条链靠_______键维系成双链结构。
（2）以SacⅠ和SphⅠ切取的目的基因置换pIJ702上0.4kb（1kb=1000对碱基）的SacⅠ/SphⅠ片段，构成重组质粒pZHZ8。上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表4中。由此判断目的基因内部是否含有BglⅡ切割位点，并说明判断依据                 
（3）已知pIJ702上含mel基因的ClaⅠ/PstⅠ区域长度为2.5kb，若用ClaⅠ和PstⅠ联合酶切pZHZ8，则参照表4数据可断定酶切产物中最小片段的长度为_______kb。
（4）不含质粒的链霉菌在含硫链丝菌素固体培养基上的生长状况如表5所示。若要筛选接纳了pIJ702或pZHZ8的链霉菌细胞，所需的硫链丝菌素最小浓度应为_____μg／mL （填写表格中给定浓度）；含有重组质粒pZHZ8的菌落呈______色。

（5）上述目的基因来源于原核生物，其蛋白质编码序列（即编码从起始密码子到终止密码子之间的序列）经测定为1256对碱基，试判断对这段序列的测定是否存在错误：_____，并说明依据_______________________________________________________。

应用生物工程技术可获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：

⑴在培育转人生长激素基因牛过程中，人的基因能和异种生物（牛）的基因拼接在一起，是因为它们都具有双螺旋结构，都是由                  （填基本单位）构成的，遵循碱基互补配对原则；在拼接的操作过程中，所用的基因的“针线”是              。
⑵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，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有（乳腺蛋白基因的）             。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用             和胚胎移植技术，培育出多头相同的转基因犊牛。
⑶prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是         细胞，Ⅲ代表的细胞具有                                                的特点。单克隆抗体最主要的优点是                                         ，并可能大量制备。
⑷在抗虫棉培育过程中，⑤过程采用的技术是                          。

应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题：

（1）在培育转基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是________________，②过程常用的方法是_______________。
（2）转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有_______，其作用是能够被___________识别和结合，从而启动转录过程。
（3）PrG基因的产物能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有____________________的特点。
（4）在抗虫棉培育过程中，需将抗虫目的（Bt毒蛋白基因）插入到Ti质粒的_________上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫进入棉花受体细胞。要检测抗虫基因是否翻译成Bt毒蛋白，应从抗虫棉中提取蛋白质，并用______方法进行检测。

下表中列出了几种限制酶识别序列及其割位点，图一、图二中箭头表示相关限制酶的位点。请回答下列问题：

限制酶	BamH I	Hind Ⅲ	EcoR I	Sma I
识别序列及切割位点	↓ GGATCC CCTAGG ↑	↓ AAGCTT TTCGAA ↑	↓ GAATTC CTTAAG ↑	↓ CCCGGG GGGCCC ↑

（1） 一个图一所示的质粒分子经Sma I切割前后，分别含有___________个游离的磷酸基团。
（2） 若对图一中质粒进行改造，插入Sma I 酶切位点越多，质粒的稳定性越_____________。
（3） 用图中的质粒和外源ＤＮＡ构建重组质粒，不能使用Sma I切割，原因是____________。
（4） 与只是用EcoR I 相比较，使用BamH I和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA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_______________。
（6） 重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_____________。
（7） 为了从cDNA 文库中分离获取蔗糖转基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖的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。
（8）若将某一目的基因转入某一植物的核基因组中，确定该目的基因是否已整合到某一染色体上，方法之一是测定该染色体的___________________。

噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂(称为溶菌状态)：或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体(称为溶原状态)。在转基因技术中常用噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用。相关操作如下图所示，请回答。

(1)组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，则经人工改造的gt10载体可插入的外源DNA的最大长度为          kb。人工改造载体时，为获得较大的插入能力，可删除噬菌体DNA组成中的           序列以缩短其长度。
(2)噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如上图gt10载体中的imm434基因。该基因编码一种阻止噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。构建基因克隆载体需用到的酶是           和           ，外源DNA的插入位置应位于imm434基因          (之中／之外)，使经侵染培养后的受体菌处于          状态。
(3)蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是        ，若用放射性同位素标记该元素，再用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管        部分。

下面是将乙肝病毒控制合成的病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。
资料1：巴斯德毕赤酵母菌可用培养基中甲醇作为其生活的唯一碳源，同时AOX1基因（醇氧化酶基因）受到诱导而表达，5'AOX1和3'AOXl（TT）是基因AOX1的启动子和终止子，此启动子也能使外源基因高效表达。
资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，下图为科学家改造的pPIC9K质粒，其与目的基因形成的重组质粒在特定部位酶切后形成的重组DNA片段可以整合到酵母菌染色体上，最终实现目的基因的表达。

（1）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上_________限制酶识别序列（SnaB I、Avr II、SacI、Bgl II四种限制酶的识别序列均不相同），这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
（2）酶切获取HBsA9基因后，需用______________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，根据步骤②可知步骤①将重组质粒先导入大肠杆菌的目的是______________。
（3）步骤3中应选用限制酶______________来切割从大肠杆菌分离的重组质粒从而获得图中所示的重组DNA片段，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入______________以便筛选。
（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入______________以维持其生活，同时诱导HBsA9基因表达。
（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行_______并分泌到细胞外，便于提取。
（7）培育转化酵母细胞所利用的遗传学原理是______________。

【生物—选修3 现代生物科技专题】(15分)下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答,

(1)该生态工程体现了                            等生态工程的基本原理〔选答两项〕｡
(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益,要通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是          ,可通过               技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株｡若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用                 技术进行检测,其依据的原理是             ｡
(3)为大量繁殖良种猪,可采用胚胎移植技术｡该技术,首先要对母猪做超数排卵处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,与经过               处理的良种猪精子进行体外受精｡将早期胚胎培养到            时期,再将胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪｡受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生        反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。

回答下列有关基因工程的问题。
苏云金杆菌 （Bt）能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图 （为抗氨苄青霉素基因），①~④表示过程。

（1）由HindⅢ酶切后，得到DNA片段的末端是 （    ）

（2）将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，产生       种DNA片段，②过程可获得       种重组质粒。如果只用BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得       种重组质粒。
（3）该过程中Bt毒素蛋白基因插入质粒后，不应影响质粒的 （    ） （多选）

A．复制

B．转录

C．碱基对的数量

D．抗性基因的表达

（4）此基因工程中大肠杆菌质粒的作用是         ，根瘤农杆菌的作用是          。生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的         基因的基因频率的增长速率。

普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），能在纤维细胞中特异性表达，产生的β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解，棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体，利用农杆菌转化法导入棉花细胞，成功获得转基因棉花品种，具体过程如下。请分析回答：

（1）①和②过程中所用的限制性内切酶分是           、            。
（2）基因表达载体除了图示组成外，至少有           等（至少答两个）。
（3）③过程中用酶切法可鉴定正、反义表达载体。用SmaⅠ酶和NotⅠ酶完全切割正义基因表达载体获得0．05kb、3．25kb、5．95kb、9．45kb四种长度的DNA片段，则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是       和       。
（4）④过程中利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程中，整合到棉花细胞染色体DNA的区段是            ，转化后的细胞再通过              形成植物体。
（5）导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而           （促进或抑制）基因的表达，其意义是                 。

埃博拉病毒（EBO）中EBOV是一种烈性的、泛嗜性的病毒，它首先破坏吞噬细胞，其次是肝、脾等细胞，进而导致血管通透性增加，出现严重的出血热现象。目前尚无针对该病毒的特效药或疫苗。

（1）EBOV感染者的血清中很难形成高浓度的抗体，这是因为          。
（2）较难制作EBO疫苗的原因与其遗传物质的种类以及表达方式有关。EBO病毒容易变异，这是因为         。
（3）下图示利用“细胞技术”研制抗击EBO的药物与疫苗：过程①获得的甲细胞是           细胞；图中所用瘤细胞的作用是           。要获得纯净的单一品种抗体，上述操作的要点是             。
（4）还可以利用转基因技术生产EBO蛋白疫苗。EBO结构和基因组如下图所示。EBO衣壳外的包膜上有5种蛋白棘突（包括GP蛋白和VP系列蛋白），其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。该技术的目的基因是             。

（5）腺病毒（基因E与复制、转录有关；基因L是腺病毒衣壳基因）具有弱致病性，但病毒在人体细胞内增殖会导致正常细胞裂解、死亡。因此，需要对腺病毒进行改造。下图示腺病毒基因组、转基因技术生产EBO蛋白疫苗与重组病毒粒子疫苗的基本过程。

以EBO病毒包膜蛋白作为疫苗比较安全的原因是       。生产含目的基因重组病毒粒子作为目的基因的运载体，优点是            ；为保障安全，基因重组病毒粒子需要除去自身原本的一些基因，改用辅助质粒携带这些基因。则除去的基因主要是        两类基因。
（6）辅助质粒携带EBO病毒上的这些基因，与EBO携带一样，均能在真核细胞中表达，说明            。

内皮素（ET）是一种多肽,主要通过与靶细胞膜上的ET受体（ET_A）结合而发挥生物学效应。科研人员通过构建表达载体，实现ET_A基因在大肠杆菌细胞中的高效表达，其过程如下图所示，

图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因，限制酶ApaⅠ的识别序列为，限制酶XhoⅠ的识别序列为。请据图分析回答：
（1）进行过程①时，需要加入缓冲液、引物、dNTP和___________酶等。完成过程①②③的目的是
___________。
（2）过程③和⑤中，限制酶XhoⅠ切割DNA，使___________键断开，形成的黏性末端是___________。
（3）构建的重组表达载体，目的基因上游的启动子是___________的部位，进而可驱动基因的转录。除图中已标出的结构外，基因表达载体还应具有的结构是___________。
（4）过程⑥要用CaCl₂预先处理大肠杆菌，使其成为容易吸收外界DNA的___________细胞。
（5）将SNAP基因与ET_A基因结合构成融合基因，其目的是有利于检测___________。

材料Ⅰ：家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。材料Ⅱ：毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。

请依材料所给出的信息分析回答下列问题：
（1）在基因工程操作程序中，              是基因工程的核心，为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的        和       之间。
（2）采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液（含Mg^2＋）、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、            和              。
（3）据材料Ⅱ，在过程②中，将成纤维细胞置于5％CO₂的气体环境中，CO₂的作用是         。在过程③中，用       处理以获取更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行      处理。
（4）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是         。在胚胎移植前，通过         技术可获得较多胚胎。

【生物—现代生物科技专题】下图是利用基因工程和植物组织培养技术获得新植株的过程，请回答：

（1）农杆菌的Ti质粒分布在细菌细胞的_____________，图中A表示Ti质粒的__________，切割A需要使用__________。
（2）C→D过程需要使用_____________处理，使D处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为_______________。
（3）培养E需要添加营养物质和植物激素，其目的是诱导细胞通过__________________过程发育为完整植株，培养要求无菌操作的原因是_________________________________________。
（4）植株组织培养过程中，判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了____________的细胞。