高中生物生物技术中的伦理问题综合题

(8分)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：

(1)htPA基因与载体用________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用____________技术。
(2)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要经过________，才具备受精能力。
(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是________。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的________。
(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到__________，说明目的基因成功表达。

植酸酶能将植酸磷分解为无机磷。科研人员研究了普通玉米饵料和转植酸酶基因（PTC）玉米饵料中有机植酸磷和无机磷的相对含量，及饲喂一个月后对家猪体重的影响，结果如图。

（1）家猪不能直接利用饵料中的植酸磷，这些植酸磷会随动物粪便排出，再经过微生物的     作用转变成无机磷进入湖泊后将导致     现象。
（2）植酸酶活性较高的饵料是        ，该饵料能使家猪增重比提高的原理是                   。
（3）科研人员做了如下实验。
实验饵料：普通玉米饵料，转PTC玉米饵料，混有植酸酶的普通玉米饵料，混有无机磷的普通玉米饵料
实验步骤

步骤	操作内容
1	将同龄仔公鸡480只随机分为3组,每组分8个小组,每小组含仔鸡 20只。
2	甲组	乙组	丙组
每只仔鸡饲喂普通玉米饵料100 g/d	每只仔鸡饲喂转PTC玉米饵料100 g/d	Y
3	连续饲喂40天，间隔10天测定并记录体重。
4	统计数据与分析

①步骤1中分小组依据的原则有               。
②表中Y 为              ；该实验的目的是                           。
③步骤4中应该取            进行分析。

[生物——选修3：现代生物科技专题]
应用生物工程技术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：

(1)在培育转人生长激素基因牛过程中，②过程常用的方法是                    ，采用                 技术可以获得多头基因型相同的转基因牛。
(2)转人生长激素基因牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素，在构建基因表达载体时，人生长激素基因的首端必须含有                             。
(3)prG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，Ⅲ代表的细胞具有                                                              的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中，④过程常采用的方法是                ；⑤过程采用的技术是               ；在分子水平上可采用             方法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达。
(5)下面是获取目的基因的几种方法，其中需要模板的是_______。
① 从基因组文库中获取目的基因  ② 利用PCR技术扩增目的基因  
③ 构建cDNA文库               ④ 通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因

A．①②

B．②③

C．①③

D．①④

(6)当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生         ，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、               。

如图为制作奶山羊乳腺生物反应器生产某种蛋白质的流程图，请分析回答：

(1)图中A、B分别表示：__                 __、__                __。
(2)①过程用激素对奶山羊a进行 ________处理，②过程中对奶山羊b产生的精子在体外受精前需用________法进行获能处理。对采集的卵母细胞要在体外培养至 ________期，才能与获能的精子受精。过程④常采用________法将目的基因导入受精卵内。为获得较多的相同的转基因奶山羊d的早期胚胎，⑤可采用 ________ 。在将早期胚胎移植入代孕奶山羊子宫内之前，需检测早期胚胎细胞是否已经导入目的基因，宜采用________技术。
(3)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原因是__________________________________________________。

肺细胞中的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一请回答有关问题。
⑴进行过程①时，需用________酶切开载体并用_____________酶连接以插入let7基因。
（2）重组载体的基本组成成分包括_________ ________ ________ _________
(3)进行过程②时，需用______酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。
(4)研究发现，let7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图二。据图分析，可从细胞中提取______进行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中_____含量减少引起的。

I．玉米籽粒颜色的黄色(T)和白色(t)基因位于9号染色体上（含异常9号染色体的花粉不能参与受精作用）。现有基因型为Tt的黄色籽粒植株甲，其细胞中9号染色体有一条异常。
(1)为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，最简便的方法是让其    产生F1。如果     ，则说明T基因位于正常染色体上；如果        ，则说明T基因位于异常染色体上。
(2)以植株甲为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F1中，发现了一株黄色籽粒植株乙，其9号染色体上基因组成为Ttt，且T位于异常染色体上。该植株的出现可能是由于        造成的。
(3)若(2)中的植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终形成含l条和2条9号染色体的配子，形成配子的基因型及比例是        ，以植株乙为父本进行测交，后代中得到的含异常染色体的植株占       。
Ⅱ．某科研小组利用转基因技术，将豌豆的A（抗虫基因）导入玉米体细胞．以获得具有抗虫性状的新品种。请回答下列问题。
(1)若要从豌豆中获得抗虫基因，可首先建立豌豆的基因组文库，再从中   出所需的抗虫基因。理论上，基因组文库含有生物的全部基因，cDNA文库中含有生物的   基因。
(2)利用PCR技术扩增抗虫基因时，需要在反应体系中添加的有机物有    、    、4种脱氧核苷酸和耐热的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)导入抗虫基因的玉米细胞通过        技术培养成完整植株，该技术包括  和    两个阶段。
(4)若要检查杂交细胞中是否具有A基因，在分子水平上，常采用        技术，该技术用到DNA分子探针，常用   或荧光标记。

因为猪的基因和人类的基因存在一定相似度。据报道经过特殊处理的猪皮可在人身上存活3周左右，起到保护创面免受感染的作用。为了使移植的猪皮存活时间更长，有人设法导入人的相关基因(用P表示)，获得转基因小白猪。其简单流程如图所示：

(1)过程①中形成重组DNA常用的酶有____；将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是_____。
(2)过程②中，常用________酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒的环境、________、温度和pH、________。
(3)过程③中所用的胚胎工程技术是______________，然后将早期胚胎移入另一头与供体__________但未经配种的代孕母猪的相应部位。
(4)图中的卵母细胞应在体外培养到__________期。

克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。

请回答：
（1）图中重组细胞的细胞核来自___________细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和___________胚最终发育为克隆猪。
（2）在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数，从而反映出Bcl-2基因的转录水平。
①图中X表示___________过程。
②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成___________用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模是              。

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。

多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶使细胞壁破损。成熟的番茄果实中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，不利于保鲜。利用基因工程减少PG基因的表达，可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄，具体操作流程如下图。据图回答下列问题：

⑴若已获取PG的mRNA，可通过                获取PG基因。
(2)用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有________的培养基进行筛选，理由是______________。之后，还需将其置于质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞________现象来鉴别细胞壁是否再生。
(3)由于导入的目的基因能转录出反义RNA，且能与________互补结合，因此可抑制PG基因的正常表达。若________，则可确定转基因番茄培育成功。
(4)将转入反向链接PG基因的番茄细胞培育成完整的植株，需要用________技术；其中，愈伤组织经________形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加____________________。
(5)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是__________，单株鲜重的变化趋势是________________________。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量______(能、不能)满足自身最佳生长的需要。

(6)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应________(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。