高中生物生物技术中的伦理问题综合题

【生物——现代生物科技专题】
图为转基因烟草培育过程流程图，

回答问题：
(1)携带外源基因的质粒除了含有外源基因外，还包括_____、______复制原点和标记基因，其中标记基因的作用是__________。
(2)图示过程中，将目的基因导入烟草细胞使用了_______法，①过程要用______处理农杆菌，使之转变为感受态，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
(3)②过程叫做___________技术，其理论基础是______________________。
(4)该转基因烟草产生的配子中________(填“一定”或“不一定”)含有目的基因．

2012年4月，世界首例转乳糖酶基因奶牛“克拉斯”在我国内蒙古大学生命科学院生物制造重点实验室诞生。2011年5月，科研人员在一头黑白花奶牛（甲）怀孕45天的一个胎儿（乙）中提取成纤维细胞，然后用病毒作运载体把乳糖酶基因转到该细胞中，接着再将该细胞注入到去核的卵母细胞中，再在体外将该杂合细胞培养成早期胚胎，然后将胚胎移植到代孕母牛（丙）的子宫内，283天后，代孕母牛正常分娩，“克拉斯”就此诞生；科研人员预期，“克拉斯”所产的牛奶中，乳糖含量将大大降低，这样的牛奶适合于乳糖不耐症的人群的饮用。
（1）人类婴幼儿时期以乳汁为食，此时小肠上皮细胞是能够产生乳糖酶的，但成年后乳汁摄入很少，尤其在亚洲人群中，乳糖酶基因的表达受到抑制，这体现了基因表达在      上的差异。
（2）“克拉斯”是否是一头真正的转基因牛，可以对其基因进行检测，检测的原理是        。
（3）“克拉斯”转入的目的基因是         ，该基因只在           细胞中表达。
（4）将早期胚胎移植到代孕母牛（丙）子宫内时，必须对丙注射      ，使其子宫适合于胚胎的着床，囊胚时期的         细胞发育为胎膜和胎盘，可与子宫建立正常的生理和组织联系。
（5）“克拉斯”的培育过程涉及的生物技术有       、       、         。

科学家设法将生长激素基因导人其它生物体（细胞）内，从而获取大量的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗，如下图所示。请据图回答：

（1）过程①采用的方法是           ，过程②之前需用           处理目的基因和质粒。
（2）过程③需事先对大肠杆菌用          处理，使其处于感受态，接着           完成转化过程。
（3）过程④动物细胞培养中使用的工具酶是           ，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养液中通常需加入           。
（4）过程⑤一般先将生长激素基因导人奶牛的           ，然后进行           ，再进行胚胎移植，生下转基因牛犊。

动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品。大致过程如图所示：

(1)在过程③中需要用到的工具酶有   。要使人的药用蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、     、标记基因等部分。
(2)要实现超数排卵，应在性成熟雌牛发情周期的某一阶段用   处理。通过①采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，原因是      。
(3)将获得的重组细胞培养成早期胚胎后，移植到经过   处理的受体母牛子宫内。因为我们对细胞所需的营养条件还没有完全搞清楚，所以，在早期胚胎的培养基中，往往还需要添加    。
(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛，应采用胚胎分割移植技术。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将   均等分割。胚胎分割移植后发育成小牛，这些小牛的基因型   (填“相同”或“不同”)。

下面是将乙肝病毒控制合成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　巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5'AOX1和3'AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2　巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。

(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， 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HBsAg基因后，需用________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取_______               _。
(3)步骤3中应选用限制酶________来切割重组质粒获得重组DNA，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卡拉霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用_____     ___方法进行检测。
(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HBsAg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。

下图为利用基因工程培育花卉的过程（字母代表相应的物旦，转基因植物质或结构，数字代表过程或方法）。请回答：

（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的        不同。
（2）基因工程中最常用的运载体是         ，另外还有            、动植物病毒等。整合了目的基因的重组质粒，在组成上还含有启动子、终止子和               。
（3）②过程常用的方法是            ，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要
采用              技术。
（4）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞                         。由外植体培养为转基因植株的③、④过程分别为                     ，该过程的理论基础是                            。
（5）人工种子就是以形成b之后得到的         、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

10.科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—GGATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—GATC—，据图回答：

（1）过程①表示的是采取　　　　的方法来获取目的基因。
（2）根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶　　　　切割质粒，用限制酶　　　　切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过
　　         　　原则进行连接。
（3）人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是　　　　。
（4）人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为　　　　　　　　　　。写出目的基因在细菌中表达的过程　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的说明已导入了　　　　　　　　，反之则没有导入。

干扰素能抵抗所有病毒引起的感染，对治疗癌症及白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人的淋巴细胞中提取，每升人的血液只能提取0.05 μg干扰素。而科学家通过基因工程方法可以在酵母细胞内获得大量的干扰素(如下图所示)。请据图回答有关问题：
(1)可以获得目的基因的方法有_______________________________________________。
(2)通过基因工程可以把人的干扰素基因插入到酵母菌的基因中，其原因是_______________________________________________________________________。
(3)图中X的名称是______，它的组成除了目的基因外，还必须有________。
(4)要实现c过程，通常要对酶母菌细胞用_______进行处理。要检测干扰素基因是否成功导入到酵母菌细胞，所用到的方法是_________。要检测基因是否成功表达，除了进行分子检测之外，有时还需要进行___________的鉴定。

已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下：

（1）实验步骤③需要用           作为受体细胞。
（2）步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制酶和       酶，后者的作用是将限制性内切酶切割的      和       连接起来。
（3）如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能      ，也不能       。
（4）为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用      与        进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。
（5）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列     （相同、不同），根本原因是                         。

Ⅰ.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，筛选出           植株即是成功导入抗虫基因的棉花植株。
Ⅱ.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）科学家米尔斯坦和柯勒提出单克隆抗体制备技术的实验方案：把一种       细胞与能在体外大量增殖的       细胞进行诱导融合，使融合细胞既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。
（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      （填“单”、“双”、“多”）核杂交瘤细胞。
（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                   ，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。

为探究存在于肿瘤细胞中的逆转录病毒是否能通破坏哺乳动物的免疫监测功能，科学家利用RNA干扰技术抑制小鼠黑色素瘤细胞（ERV）中的逆转录病毒关键基因的表达，进行了如图所示的实验，据此回答有关问题：

（1）图甲所示，                     酶能与表达载体上的启动子结合，该酶来自              。以RNA干扰序列为模板经            过程生成的干扰RNA，通过_____________原则与ERV中逆转录病毒关键基因的mRNA结合，导致该基因无法表达。
（2）被导入表达载体的ERV称为ERV^KD。将等量的ERV和ERV^KD分别注射到多只免疫缺陷小鼠体内，结果如图乙所示。从图乙可知，两种肿瘤细胞在免疫缺陷小鼠体内的增长速率        。说明抑制逆转录病毒基因的表达对ERV的成瘤能力                  。
（3）将等量的ERV和ERV^KD分别注射到多只正常小鼠体内，一定时间后，计算小鼠的         ，结果如图丙所示。实验组注射              、小鼠存活率高，证明了                。

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。

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。

【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______________。

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。