高中生物生物技术中的伦理问题综合题

【现代生物科技专题】目前，科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗，如器官移植、基因治疗等。请回答下列问题：
（1）人体器官移植面临的主要问题有_______和免疫排斥，目前临床通过使用__________抑制________的增殖来提高器官移杆的成活率。
（2）EK细胞来源于囊胚期的______细胞或胎儿的原始性腺，也可以通过______技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。通过对患者的EK细胞进行_________，可培育出人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。
（3）人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原决定簇仍可引起免疫排斥。目前，科学正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的________________________，作用是________________________。
（4）基因工程技术还可用于基因治疗。在进行体外基因治疗时，最有效的转化方法是_____________；在进行体内基因治疗时，采用的载体应该是_____________________。
（5）2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发全国人民对雾霾的关注和讨论，而山西作为产煤大省，生态环境破坏严重，请问矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于_______，具体措施有_______________，（举例说明，任答两种）利用了的生态工程原理是______________。

(14分)人外周血单核细胞能合成白细胞介素2（IL-2）。该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。研究人员将IL-2基因与人血清白蛋白（HSA）基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL-2生理功能、且不易降解的IL-2- HSA融合蛋白。其技术流程如图。请回答：

（1）图中③过程的模板是________。表达载体1中的位点____应为限制酶BglⅡ的识别位点，才能成功构建表达载体2。
（2）表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL-2蛋白对应的碱基序列不能含有____________，才能成功表达出IL-2-HSA融合蛋白。
（3）培养人外周血单核细胞时，需要将温度控制在______℃，此外还需要通入______（气体）。
（4）应用________技术可检测酵母菌是否表达出IL-2- HSA融合蛋白。
（5）如果基因表达载体2导入的是优质奶牛的受精卵细胞，经胚胎培养后移入受体母牛子宫内可以存活的生理学基础是________________________________________  

【生物－选修3：现代生物科技】
Ⅰ、生物技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可能使用不当给人类带来灾难。请回答下列有关生物技术的安全性和伦理性问题：
（1）由于科学发展水平的限制，在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果，引发了人们在食物安全、生物安全和     安全三个方面发生了激烈的争论。
（2）在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。如对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒性或过敏的        。
（3）为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术，而2002年，英国一对夫妇通过设计试管婴儿，利用新生儿脐带血中造血干细胞，挽救患地中海贫血症的男孩。这两项技术的区别是              不需要经过基因检测。
Ⅱ、2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发了全国人民对雾霾的关注和讨论。生态环境与生态经济再次推上舆论的焦点。建设社会主义新农村的关键是构建和谐社会，发展生态农业，走可持续发展之路。下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：

（4）生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。“无废弃物农业”体现了生态工程的                    原理。
（5）该生态工程模式的最大优点是                                            。该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的                 原理。
（6）该生态工程中，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有         （写全才能给分），该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其            。

【生物——选修3:现代生物科技专题】中科院动物研究所研究小组已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灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。下图是转基因猕猴培育过程示意图，据图回答。

（1）过程②中常用         技术将目的基因导入受精卵。
（2）如果⑤过程在体外进行，那么卵母细胞需要培养到            ，精子需要进行          ，常用的处理方法有                       。
（3）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         。
（4）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，此前需对代孕雌猴做            处理。
（5）若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴，可采用            技术。若选用囊胚期的胚胎，操作过程中要特别注意的问题是          。

I.已知一对等位基因控制的羽毛颜色，为黑羽，为白羽，为蓝羽。另一对等位基因和控制鸡的小腿长度，为短腿，为正常，但胚胎致死。两对基因位于常染色体上且独立遗传。一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配，获得₁。
（1）₁的表现型及比例是。若让₁中两只蓝羽短腿鸡交配，₂中出现中不同的表现型，其中蓝羽短腿鸡所占比例是。
（2）从交配结果可判断和的显隐性关系，在决定小腿长度性状上，是，在控制之死效应上，是。
（3）基因控制色素合成酶的合成，后者催化无色前体物质形成黑色素。研究人员对基因进行测序并比较，发现基因的编码序列缺失一个碱基对，据此推测，基因翻译时，可能会出现或，导致无法形成功能正常的色素合成酶。
（4）在火鸡（型性别决定）中，有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合，而与某一极体结合形成二倍体，并能发育成正常个体（注：胚胎致死）。这种情况下，后代总是雄性，其原因是。
II.科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。

（1）由过程获得的为。
（2）在核移植前，必须先去掉卵母细胞的核。目的是，受体应选用期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生，这是为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为。

拟南芥（2n=10）是自花传粉植物，花蕊的分化受多对基因控制，其中的两对等位基因（独立遗传）与花蕊分化的关系如下表所示：

基因型	A_B_	aaB_	A_bb或aabb
花蕊分化情况	有雄蕊和雌蕊	只有雌蕊	无花蕊

（1）花蕊细胞分化的本质是                            。由表中可推知，      基因决定拟南芥花蕊的发生。如需对拟南芥的基因组进行测序，应测         条染色体。
（2）基因型为AaBb的拟南芥种群自交，F₁中能分化出雌蕊的植株所占的比例为       。若让F₁植株继续繁殖若干代，预计群体中B基因的频率将会            （填“增大”、“减小”或“不变”）；此时与亲本相比，种群是否发生了进化，为什么？                                   。
（3）目前主要利用浸花转基因法对拟南芥的性状进行改良，主要流程如下：

从流程图中可知，该育种方法选用了                         作为标记基因。与传统转基因技术相比，浸花转基因法不需要使用                        技术，从而大大提高了育种速度。

I.某种鸟类（2N=76）为ZW性别决定，其羽毛中的黑色素由等位基因A、a中的A基因控制合成，且A基因越多，色素越多。回答下列问题：
（1）若等位基因A、a位于Z染色体上
①雌性鸟类羽毛的颜色有____________种，其基因型是________________________。
②用两只羽毛颜色相同的个体杂交，子代出现了性状分离现象，则亲代雌雄个体的基因型分别为____________，子代中黑色羽毛：灰色羽毛：白色羽毛=____________。
（2）若等位基因A、a位于常染色体上，另有一对不在性染色体上的控制色素分布的等位基因B、b。研究者进行了右图所示的杂交实验：

①根据杂交实验可以判断，这两对等位基因的遗传_________（填“是”或“否”）遵循基因的自由组合定律；灰色斑点的基因型是___________。
②F₂中基因型种类最多的性状是__________，让F₂中的纯灰色雄鸟与灰色斑点雌鸟杂交，子代新出现的羽毛性状占____________。
③斑点羽毛的鸟在自然环境中比纯色羽毛的鸟更容易被天敌发现，将F₂全部个体放归自然界多年后，种群中a基因的频率将____________（“变大”或“不变”或“变小”）。
II.下图是制备抗埃博拉病毒（EBOV）VP40蛋白单克隆抗体的过程。请据图回答：

（1）利用PCR获取目的基因的过程中，反应体系内要加入含有VP40基因的DNA、dNTP、Taq酶和根据______________合成的引物，且反应需要在一定的_________溶液中才能进行。
（2）选用EcoRI和XhoI双酶切的优点是___________________________________________；VP40基因进入大肠杆菌细胞，并在大肠杆菌内维持稳定和表达，该过程可称为___________。
（3）过程⑥常用的不同于植物原生质体融合的促融方法是用____________处理。若把在HAT选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培养基中，并从中提取出的抗体_______是或不是）单克隆抗体。图示过应用的生物技术是____________________________________。

科研人员为了探究拟南芥A基因的功能，进行了如下研究。
（1）科研人员将T-DNA中插入了卡那霉素抗性基因的农杆菌在__________培养基中震荡培养，获得转化液。用__________至适当浓度的转化液对野生型拟南芥进行转化，T-DNA插入导致A基因发生__________，得到突变型拟南芥。
（2）科研人员用突变型拟南芥进行了杂交实验，结果如下表所示。

亲本	子代（卡那霉素抗性/卡那霉素敏感）
突变型拟南芥自交	2.93
突变型♀×野生型♂	1.03
突变型♂×野生型♀	0.47

 
依据__________，判断突变型拟南芥的基因型为Aa，依据__________不同，推测A基因丧失影响雄配子的产生。子代卡那霉素敏感型个体的基因型为__________。
（3）为探究A基因在联会过程中对交换频率的影响，科研人员将黄色（Y）和绿色（C）荧光蛋白基因整合到突变型和野生型拟南芥的同一条染色体上，得到基因型为aaYyCc和AAYyCc的植株。观察并统计aaYyCc植株产生的不同荧光的花粉数量（假设最多只发生一次交换），与AAYyCc植株进行比较，得到下表所示结果。

	花粉数量
无荧光	黄色和绿色荧光	黄色荧光	绿色荧光
AAYyCc植株（对照组）	2631	2631	731	731
aaYyCc植株（实验组）	991	991	168	168

 
据表分析，__________荧光的花粉是通过交叉互换产生的，对照组未发生交叉互换的花粉母细胞的数量是__________。对照组植株和实验组植株的重组配子所占的比例分别为__________，由此说明A基因功能丧失导致交换频率__________。

小鼠是继果蝇之后的又一种模式动物，下图1表示生产长效胰岛素转基因小鼠培育过程示意图，图2表示图1中③表达载体构建过程图示。请回答下列问题：

（1）图1中的过程①注射A物质的目的是使供体母鼠__________________，若进行体外受精，则需将未成熟的卵子培养至_______________才具备受精能力。
（2）在图2中，当目的基因的DNA用HindⅢ、BamhⅠ完全酶切后反应管中有________种DNA片段，经过程⑧形成的重组质粒上将有______________限制酶的切点。
（3）为确保目的基因在小鼠细胞中进行表达，图2的⑧过程在构建基因的表达载体时，需将目的基因插在____________________两种片段之间，将表达载体送入细胞时，图1中的过程④常用的方法是_______________________________________。
（4）为检测目的基因是否成功表达，通常采用的方法是____________________。

请回答有关下图的问题。

(1)图甲中①～⑤所示的生物工程为________。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________修饰或基因合成，对现有________进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
(2)图甲中序号④所示过程叫做________，该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是________(请将模板链上的碱基写在前)。
(3)如图乙，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，在基因尾端还必须有[2]________；图中[3]________的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

(4)若欲通过乳腺生物反应器生产预期蛋白质，则构建基因表达载体时，图乙中序号[1]代表的是______；且在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体______的精子。
(5)为获得较多的受精卵进行研究，图甲中⑥过程一般用激素对供体做________处理；为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对________动物做________处理。
(6)若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到________期方能受精。
(7)用________技术处理发育到________期或囊胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎。若是对囊胚进行处理，要注意将________均等分割。

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________。

（1）.土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形成肿瘤。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因（S）和细胞分裂素合成酶基因（R）,如图1所示，它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。基因工程常用Ti质粒作为运载体，图2表示抗虫棉培育中使用的三种限制酶A、B、C的识别序列以及Ti质粒上限制酶切割位点的分布，抗虫基因内部不含切割位点，两侧标明序列为切割区域。

①据图2分析，切取抗虫基因时，使用限制酶        ，切割Ti质粒时，使用限制酶         。
②成功建构的重组质粒含有限制酶A的识别位点    个，若用酶C处理该重组质粒，将得到    个DNA片段。
③若抗虫基因插入的位置在R基因内部，根据图1可知，筛选出          植株即是成功导入抗虫基因的棉花植株。
（2）.单克隆抗体技术在生物工程中占有重要地位。请回答相关问题：
④                 技术是单克隆抗体技术的基础。
⑤在技术操作中，需要将融合细胞用         培养基进行筛选，并进行克隆化培养和        检测，以得到足够数量的符合要求的杂交瘤细胞。
⑥若将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，可从             中提取出大量的单克隆抗体。
⑦研究人员应用           工程技术，改造了鼠源性抗体分子的结构，降低了鼠源性抗体的人体反应。

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___________________。

枯草芽孢杆菌细胞中色氨酸含量可调节色氨酸合成酶基因的表达。色氨酸能活化TRAP蛋白，从而抑制色氨酸合成酶基因表达；抗—TRAP蛋白能使TRAP蛋白失活，色氨酸合成酶基因得以表达。当色氨酸较多时，色氨酸合成酶基因的表达被抑制，同时抗－TRAP蛋白基因前调节序列已转录的mRNA形成终止发夹（RNA局部碱基互补配对），使抗－TRAP蛋白基因转录终止（如下图a）；当色氨酸缺乏时，空载tRNA^trp（运载色氨酸的tRNA）增多，与mRNA结合后使其形成抗终止发夹，抗－TRAP蛋白基因得以继续转录，合成出抗－TRAP蛋白（如下图b）。请分析回答：

（1）抗－TRAP蛋白基因的基本组成单位是                  。与抗－TRAP蛋白基因相比，mRNA上的发夹结构中特有的碱基对是                         。
（2）已知色氨酸的密码子是UGG，则图b中空载tRNA^trp上与mRNA结合的碱基序列是     。图中过程②除了图示条件外，还需要             （至少写出2项）。
（3）枯草芽孢杆菌中色氨酸较多时，抗－TRAP蛋白基因不表达；色氨酸缺乏时，抗－TRAP蛋白基因快速表达。这种调节机制的意义是               、                 。
（4）科研人员要培育生产色氨酸的优良菌种，可通过人工诱变获得不能形成     的突变体。

【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。