高中生物生物技术中的伦理问题综合题

I、胰岛素是已知的唯一降低血糖水平的激素，请分析胰岛素的作用机制模式图（如下图所示），并回答有关问题：

（1）图中的刺激X最可能是           ，下丘脑神经细胞接受刺激X后，膜外的电位变化为         ，最终引起传出神经末梢释放      ，与胰岛B细胞上相应受体结合，引起胰岛素分泌增多。
（2）由图可知，胰岛素与      结合后，一方面使       增加，促进葡萄糖进入细胞；另一方面促进           ，从而降低血糖。
（3）如果给动物注射大剂量胰岛素，动物会因低血糖而休克。通过注射胰高血糖素能促使血糖升高，使休克的动物清醒根据以下实验材料及用品，完成实验方案，证明胰高血糖素能升高血糖。
实验材料及用品：小白鼠、注射器、鼠笼、胰岛素溶液、胰高血糖素溶液、葡糖糖注射液、生理盐水。
实验方案：选择体重相近的健康小白鼠，按照下表进行处理、观察并填写相关内容。

分组	实验处理方法	预期结果	下一步实验处理方法	预期结果
A组（对照组）	①	清醒		清醒
B组	注射大剂量的胰岛素溶液	休克	②	未清醒
C组	③	清醒
D组	④	清醒

 
II、随着水体富营养化日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生，人们正在利用基因工程进一步解析“聚磷基因”和“硝化基因”，将这两种基因重组后导入大肠杆菌中，从而使废水中过高的N、P得到有效的去除，降低水体的富营养化。请回答下列有关基因工程和生态工程的相关问题。
（1）人们获取聚磷基因和硝化基因的方法通常有人工合成、    和    。
（2）利用聚磷基因和硝化基因构建基因表达载体时，常用的工具酶是          ，它们作用的化学键名称是            。
（3）重组DNA导入前，通常用       溶液对大肠杆菌进行处理。
（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的      原理。

（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。

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____________________________________。

【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            。

应用生物工程技术能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)②过程常用的方法是             。要检测目的基因是否翻译成了人生长激素，利用的技术是                      。
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界生物的          。基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有                    ，使人生长激素基因在乳腺细胞中特异性高效表达。
(3)在抗虫棉培育过程中, ④过程常用的方法是农杆菌转化法，是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的                              吸引并移向这些细胞，而且Ti质粒有                              的特点。

【《现代生物科技》专题】(15分)下图是从酵母菌中获取棉株需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题。

(1)图中cDNA文库________(填“大于”、“等于”或者“小于”)基因组文库。
(2)①过程提取的DNA需要________的切割，B是________过程。
(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是_______________________。
(4)农杆菌中的Ti质粒上的TDNA具有________________________________的特点。目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是___________________，可以用________________技术进行检测。
(5)如果要想使该酶活性更高或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要利用基因工程的延伸——蛋白质工程。首先要设计预期的__________，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的___________。

如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

 
(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和__________。
(2)①过程提取的DNA需要______________的切割，B过程是_______________过程。
(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用的技术是_______________，其原理___________________。
(4)目的基因获取之后，需要进行________________，此步骤是基因工程的核心。
(5)目的基因能否在此植物体内稳定遗传的关键是___________________。

阅读如下材料：
材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题：
（1）材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用          法。构建基因表达载体常用的工具酶有          和              。在培育转基因植物是，常用农杆菌转化发，农杆菌的作用是                                           。
（2）材料乙属于                 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对             进行改造，或制造制造一种              的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的              序列发生了改变。
（3）材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到        种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为         体，兔乙称为         体。

【生物一选修3：现代生物科技专题】
生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面，比如：
（1）目前临床用的胰岛素生效较慢，科学家将胰岛素B链的第28和29个氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素。生产速效胰岛素，需要对    （胰岛素／胰岛素mRNA/胰岛素基因／胰岛）进行定向改造。为了将改造后的分子导入受体大肠杆菌，一般需要用     处理大肠杆菌细胞，使之成为      细胞。
（2）科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制作出了早早孕试纸。要获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，需要先将   注射到小鼠体内，培养一段时间之后，将从小鼠的脾脏中提取出的    和小鼠的骨髓瘤细胞融合，获得杂交瘤细胞。
（3）许多不孕不育的夫妇受益于试管婴儿技术，在体外受精前，要对采集到的精子进行      处理，才能与卵子受精。受精后形成的受精卵要移入   培养液中继续培养一段时间再移植到母亲体内，早期胚胎发育到      阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。
（4）生态工程是实现         经济最重要的手段之一。在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，保护环境。另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题，其主要体现了生态工程的基本原理是    （只填一个。）

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有__________和__________。
（2）质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是_____________________。
（3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即__________DNA连接酶和__________DNA连接酶。
（4）反转录作用的模板是__________，产物是__________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用__________技术。
（5）基因工程中除质粒外，_______________和______________也可作为运载体。
（6）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是______________。

(11分).生物技术就像一把双刃剑，它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来灾难。例如，用克隆技术制造出克隆人，用转基因技术制造生物武器等。面对生物技术可能产生的负面影响，公众不可避免地产生了疑虑。近年来，生物技术引发的社会争论涉及面越来越广。
(1)目前我国是种植转基因作物较多的国家之一，关于转基因生物的安全性的争论也越来越多，转基因生物的安全性主要涉及     、     、     等方面。
(2)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在对人类作用上的区别是                                   。
(3)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是                                        。
(4)如果对流感病毒进行改造做成生物武器，其危害性与一般生物武器相比怎样？        。原因                                 。

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：

（1）一个图1所示的质粒分子用限制酶Sma Ⅰ切割时，需断开        个磷酸二酯键。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越              。
（3）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          酶。
（4）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了                 。

下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。

请据图回答：
⑴获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在     酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在    作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的       序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的        序列，再通过化学方法合成所需基因。
⑵利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有        、       、4种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
⑶由A和载体B拼接形成的C通常称为      。
⑷在基因工程中，常用氯化钙溶液处理D，其目的是                                       。

下图①～⑤列举了五种作物育种方法，请回答相应问题：
（1）第①种方法属于_________，其变异原理为______。一般从F2开始选种，这是因为______________。
（2）在第②种方法中，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的幼苗的基因型，在理论上应有________种类型。这种方法与第①种方法比较，其优点为__________。
（3）第③种方法中秋水仙素的作用机理是________。方法②与③依据的遗传学原理都是_____________。
（4）第④种方法是_______育种。卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子，原因是_________。
（5）第⑤种方法属于           。无论是真核生物还是原核生物，它们在合成蛋白质的过程中，决定氨基酸的__________都是相同的。

科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉,其过程大致如图所示。下列是有关基因工程和细胞工程的问题,请据图分析回答:

（1）细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内,原因是                 。
（2）上述过程中,将目的基因导入棉花细胞内使用了    法,这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是         ,还需要通过检测才能知道,检测采用的方法是    。
（3）利用基因工程技术培育抗虫棉,相比诱变育种和传统的杂交育种方法,具有    和    等突出的优点,但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比,杂交育种和诱变育种方法主要具有                   的优点。
（4）某棉农在食用该抗虫棉种子压榨的棉籽油炒芹菜后,出现鼻塞流涕,皮肤骚痒难忍症状。停用一段时间后这些症状会自然消失,该现象很可能是             。