高中生物生物技术中的伦理问题综合题

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。

苏云金芽抱杆菌能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。如图是培育转毒素蛋白基因植物及转基因植物中两种生物大分子合成的部分过程示意图。请据图回答问题:

（1）将图中①处的DNA用HindⅢ、BamH I完全酶切后，反应管中有            种DNA片段。过程②需要用到           酶。
（2）假设图中质粒原来BamH I的识别序列变为Bcl I的识别序列，现用Bcl I和HindⅢ切割质粒，再经过程②能否获得所需重组质粒?            ，理由是        。
（3）若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒可被限制酶                切割。
（4）图中α链是              。不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点             （填“都相同”“都不同”或“不完全相同”），原因是               。

应用现代生物技术可以大量获得针对甲型H₁N₁病毒的抗体，并可用于临床治疗，如图表示制备该抗体的设想，请据图回答下列问题：

（1）转甲型H₁N₁病毒抗体基因牛可通过分泌乳汁来生产甲型H₁N₁病毒抗体，在基因表达中，甲型H1N1病毒抗体基因的首端必须含有________，它是____________识别和结合的位点。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用________技术，培养出多头相同的转基因牛。
（2）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因可制备单克隆抗体，Ⅰ最可能是________细胞，Ⅱ代表的细胞具有___________的特点。
（3）制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术，与动物细胞融合过程不同，植物体细胞杂交在细胞融合之前要用________________对细胞进行处理，作用是除去________。

1979年，科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素的前体物质胰岛素原。如下图所示，请根据下图回答：

（1）图中2、5、3、7表示通过从供体细胞的DNA中直接分离基因，获得_________的过程。
（2）图中3代表____________，在它的作用下将目的基因和质粒切成黏性末端。
（3）经9__________的作用将7、6“缝合”形成8重组DNA分子。8往往含有________基因，以便将来检测。
（4）图中10表示将重组DNA分子导入_________的过程。
（5）如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素原，说明成功导入了___________，并使之完成了表达过程。

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__________________________________________________。

在荧光素酶中加入正确的荧光素底物就可以发荧光。荧光素酶及其合成基因在生物研究巾有着广泛的应用。请回答下列问题：
（1）荧光素酶基因可以人工合成，也可以从    中获取。利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用___    _的原理。
（2）限制酶是切割DNA的工具酶，主要从     中分离纯化出来。下表为4种限制酶的识别序列和酶切
位点，下图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法（只用一种酶）获得荧光素酶基因，最应选择的限制酶是

（3）荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因，其作用是将    筛选出来。荧光素酶基因也可以作为目的基因转入某些动植物细胞中表达产生荧光素酶。将目的基因导入动物细胞的技术中，应用最多的是____。
（4）将目的基因导入植物细胞，目前常用的目的基因载体是Ti质粒，目的基因需插入到该基因载体的   上。将导人荧光素酶基因的植物细胞，可经过    技术获得转基因植株。

回答下列有关细胞的问题。某植物的体细胞染色体数为6对，其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为15小时，其中G₁期、S期、G₂期、M期所占比例如图。

（1）该植物根尖细胞分裂间期的总时长约为_____小时。
（2）G₁期细胞内完成的主要活动是__________（多选）。
A．染色质丝螺旋缠绕       
B．合成一定数量的RNA
C．合成DNA复制需要的酶   
D．合成组装纺锤体的蛋白质
（3）如果细胞内存在DNA解旋的现象，则此时细胞可能处于__________（多选）。
A．S期       B．G₂期        C．分裂期中期        D．分裂期后期
（4）假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被³H标记，挑选一个正处于分裂期前期的细胞，放入不含放射性的培养液中培养，经过15小时后，培养液中单个细胞内能检出放射性的染色单体有__________条。
（5）植物细胞有丝分裂末期在赤道面上会出现一些囊泡，囊泡将彼此融合，囊泡内的物质被用来形成新的细胞壁，囊泡膜将在新的细胞壁两侧形成新的_____。
（6）下列不可用于对染色体进行染色的试剂是_____。
A．改良苯酚品红染液              B．苏丹III   
C．龙胆紫                        D．醋酸洋红
（7）若用大肠杆菌生长某一时期细胞中提取的mRNA构建其cDNA文库，则与大肠杆菌的基因组文库相比，其基因结构上cDNA文库中的基因缺少          、          片段。

2003年，我国首创的基因治疗药物“今又生”被准上市，其本质是利用腺病毒和人p53基因拼装得到的重组病毒。人的P53蛋白可对高危癌前病变的DNA损伤进行修复，对DNA损伤无法修复的细胞，P53蛋白则诱导其进入冬眠状态或细胞凋亡。“今又生”的载体采用毒性极弱的第一代人5型腺病毒，其基因不整合到宿主细胞基因组中，无遗传毒性；载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制，无环境污染。
根据以上信息，完成下列问题：
（1）从题中分析，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性的放弃了一般的载体都应该具有的___________________。
（2）P53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成。若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则p53基因至少应该含有____________个核苷酸。在形成P53蛋白时，需要脱去___________个水分子，此时核糖体上不含有下列哪种结构___________。
A．密码子
B．反密码子
C．核糖核苷酸
D．脱氧核苷酸
（3）试举一种人体中不含p53基因的细胞：_______________________。
（4）已知P53蛋白微量高效，只需极微量就可以完成功能，p53基因位于常染色体上。某男谢某表现型正常，但在他还是一个受精卵时，一条染色体上的p53基因突变成为无功能的假基因。若谢某和一个无遗传病史正常女性结婚，生下一儿晓东，晓东长大后娶了一个因p53突变导致的“易患癌症者”吴婷婷，晓东和婷婷准备生个娃娃，他们的娃娃是“易患癌症者”的概率应为__________________。
（5）婷婷为了治病，接受了“今又生”的基因治疗。在她接受注射后两个月，从她血液中提取了P53蛋白做了电泳分析，以便和治疗前对比。但是婷婷慌乱中把治疗前后的底片搞混淆了，两张底片分别如下图所示，请帮婷婷判断，她的治疗_________（是、否）有效，__________（左、右）边那幅图是治疗后的电泳分析图。

婷婷经过“今又生”注射后，仍然不幸的在三十五岁就患了癌。根据已有资料判断，她的治疗效果不显著的最可能原因是：（ ）
A．p53基因没有整合到体细胞中
B．p53基因没有转录出mRNA
C．p53基因没有表达出P53蛋白
D．注射浓度或注射次数不够

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              。

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切位点。请回答下列问题：

（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有      和     个游离的磷酸基团。
（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）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）与只使用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      酶。
（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运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖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。

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___________。

随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：

（1）在此过程中涉及的动物细胞工程技术有                、_________________。
（2）在基因工程中，我们称②为____          。为了使血清白蛋白基因在羊恰当的细胞中表达，基因表达载体中除②片段外，还应该有牛的乳腺蛋白的             ，其是__________识别和结合的位点。
（3）图中①一般经____    ___处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的           细胞去核后作为受体，不用普通的体细胞。
（4）要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是           。

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___________________。

（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。

绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如下图所示。

(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因。图中①过程表示________。
(2)合成的目的基因还需要通过PCR技术进行扩增，过程如图

①加热至94℃的目的是使DNA样品的      键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过        酶的作用来完成的。
②新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同是因为DNA复制的原理是               。
③PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的（   ）

A．白细胞DNA

B．病毒蛋白质

C．血浆抗体

D．病毒核酸

(3)由图分析，在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是            基因，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是________。
(4)在过程⑤培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加________，以保证受体细胞能培养成再生植株。
（5）绞股蓝的基因之所以能接到烟草植物中去，原因是_________________。
(6)过程⑥可采取__________________的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白。在个体水平的鉴定过程中，可通过__________的方法来确定植株是否具有抗性。