高中生物生物技术中的伦理问题综合题

如图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的一些方法。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，获取目的基因常用的方法是_____________，①过程需要的工具酶有_____________和_____________，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，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有_____________。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。为了使胚胎移植能成功，需要对代孕母牛进行_____________处理，使之与供体的生理状况保持相同。
（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，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，受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是_____________⑤过程采用的技术是_____________。若要检测转基因抗虫棉细胞的染色体上是否插入了目的基因，可采用_____________技术。

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              。

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。

下图是将目的基因导入动物细胞，培育转基因动物的常用操作程序。根据图示过程和所学知识，将下面操作程序补充完整。

（1）构建基因表达载体：在构建基因表达载体时常要用到工具酶。常用的DNA连接酶有__________和___________，后者也可以用于平末端的连接。如果目的基因要在乳腺细胞中表达，基因表达载体构建时要将目的基因与__________、标记基因和终止子等组件重组在一起，载体一般要有一至多个限制酶切割位点便于     _________。
（2）获得足够数量的受精卵：为了获得足够数量的受精卵，先利用___________刺激供体雌性鼠超数排卵，然后从______________冲取______________，再完成体外受精。
（3）将目的基因导入细胞：确定目的基因是否整合到染色体上，一般需用______________做探针，与转基因小鼠细胞中提取的______________进行DNA分子杂交。
（4）早期胚胎培养：早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加___________、______________，氨基酸、核苷酸等营养成分，以及动物血清等物质。当胚胎培养到适宜的阶段时，可进行胚胎移植。
（5）胚胎移植：在胚胎移植前要对接受胚胎的受体进行_____________处理。移植后，还要对受体雌鼠进行_____________检查。
（6）胚胎干细胞形态上具有__________________________________________的特性，它在添加______________的培养液中可以维持不分化的状态。

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__________________。

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__________________________________________________。

下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列有关问题：

(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，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。①过程在________(体内/体外)进行。
(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有________的培养基上，能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入，该培养基从功能方面属于________培养基。
(3)重组质粒导入大肠杆菌的目的是________。
(4)⑤过程所用技术称为________，从遗传学角度来看，根本原因是根细胞具有________。

下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。

据图回答：
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上培养，然后再在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A．启动子　　　　　　　　　 B．tetR
C．复制原点               D．ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。
A．农杆菌转化      B．大肠杆菌转化
C．显微注射        D．细胞融合
(4)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。
(5)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。
A．核酸分子杂交        B．基因序列分析
C．抗原—抗体杂交      D．PCR

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。

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。

红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简易生产流程如图所示。

请回答问题：
(1)图中①所指的物质是________，②所指的物质是________。
(2)基因表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常采用的方法是                    。
(3)CHO是仓鼠的卵巢细胞经过细胞培养过程中的___________________培养获得的无限增殖细胞。重组CHO细胞培养需要____________的环境及营养、温度、pH和气体环境适宜的条件。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。单克隆抗体的优点是                          ，并可大量制备，它是由小鼠的骨髓瘤细胞与其特定 B淋巴细胞通过____________技术获得的杂交瘤细胞分泌的。

tPA是机体在凝血平衡调节中发挥关键性作用的蛋自质，如图是利用奶牛乳腺生产tPA的图解，据图回答下列问题：

(1)如要在体外迅速扩增tPA基因可采用________技术，此技术需要________酶。
(2)要使tPA基因在奶牛的乳腺细胞中特异性表达，需在其前面加上________________。
(3)过程⑥中用于移植的胚胎是________。移入的胚胎能够在受体母牛体内存活的原因是________，同时能够在子宫内建立正常的生理和组织上的联系。
(4)乳腺生物反应器生产医用人体蛋白比工程菌有优势，是由于乳腺细胞有较强的________能力，省却了从工程菌胞内提取时的破壁、分离等程序，大大降低了纯化成本。