高中生物生物技术中的伦理问题综合题

人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗生产和抗体制备的流程如下图：

（1）过程①代表的是_______，过程③构建A基因重组载体时，必须使用的工具酶是______________。
（2）在将X进行扩大培养之前，至少需要经过两次筛选，方法分别是用____________和____________。
（3）过程⑦的实验技术名称是____________，该过程特有的诱导方法是____________。
（4）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_______来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较，或用图中的_______与分离出的病毒进行特异性检测。

豇豆对多种害虫具有抵抗能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTⅠ基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTⅠ蛋白质的积累量不足。在体外对CpTⅠ基因进行修饰后， CpTⅠ蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。修饰和表达过程如图所示：

请根据以上材料，回答下列问题：
(1)CpTⅠ基因是该基因工程中的________基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列之所以能修饰到CpTⅠ上，是由于基本组成单位是____________，在①过程中，要使用________酶切开，暴露出________，再用________酶连接。
(2)在该基因工程中，供体是________，受体是____________。
(3)②过程称为________。
(4)检测修饰后的CpTⅠ基因是否表达的最好方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

如图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答:


(1)随着科技发展,获取目的基因的方法也越来越多,若乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的,该方法称为　　　　　　　　　　　　　。(2分)图中①过程与细胞中DNA复制过程相比,该过程不需要　　　　酶。③是在　　　　(填“酶的名称”)作用下进行延伸的。 
(2)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan^R)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有　　　　　　、　　　　。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是　　　　。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入　　　　　　。 
(3)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是　　　　　　,该技术的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分) 
(4)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用　　　　与提取出的　　　　做分子杂交。 
(5)科学家将植物细胞培养到　　　　,包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养。

过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G^↓GATCC—，请回答：

(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_____            ___。
(2)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是______________________，人体蛋白质基因导入羊细胞的时常用的工具是____                             ____。
(3)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指_______________________________。
(4)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
________________________________________________________________________。

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                       。
(2)质粒运载体用EcoR Ⅰ切割后产生的片段如右方所示：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)按来源分，基因工程使用的DNA连接酶有两类，即                               。
(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，                            也可作为运载体。

下图一为含有目的基因的DNA（外源DNA），图二为某质粒，表中是几种限制酶识别序列及其切割位点。用图中的外源DNA与质粒构建重组质粒。


请根据上述信息分析回答：
（1）、外源DNA、质粒分别有_______、_______个游离的磷酸基团。 
（2）、DNA分子的一条多核苷酸链中，两个脱氧核苷酸之间以_________和_________相连。用SmaⅠ限制酶切割外源DNA，切开的是___________和__________之间相连的键。  
（3）、如果用SmaⅠ酶切割外源DNA和质粒来重组质粒，其结果是_____________。
（4）、如果使用EcoRⅠ酶切割外源DNA和质粒，将目的基因片段与切割后的质粒混合，加入_________酶，获得的环状DNA可能有哪几种情况？______________。
（5）、如果使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理外源DNA和质粒，比用EcoRⅠ酶切割的优点是_____________________。
（6）、将重组质粒导入大肠杆菌中，培养基中需加入___________进行鉴别和筛选含有___________的细胞。

油菜是继水稻、玉米、小麦、大豆之后的第五大作物，也是第一大油料作物。生产上主要栽培的是甘蓝型油菜，科学家也越来越重视油菜品种的改良。常用的有以下两种方法：


（1）抗虫基因可以有从            中获取，也可以人工合成；
（2）育种过程Ⅰ涉及的育种方法有                     和                      ；
（3）⑥步骤的原理是              ，育种过程Ⅱ最大的优点是                ；
（4）转基因作物一般都需要确认目的基因是否单拷贝插入（即目的基因只存在某一条染色体上），请你推测育种过程Ⅰ选择甘蓝型油菜的小孢子作为受体细胞的原因         。

如图表示运用基因工程技术生产胰岛素的三条途径。据图结合所学知识回答下列问题：

(1)为了便于将含有目的基因的细胞筛选出来，所选择的质粒上应该具有______________。
(2)培育转基因羊的过程中，科研人员通过感染或_________技术将重组质粒M转移到受体细胞A中，受体细胞A应该是____细胞。③过程中还用到了___________        _技术。
(3)受体细胞B应该是莴苣的________(填“体细胞”“卵细胞”或“受精卵)，导入该细胞后，需对该细胞进行培养，经________过程形成愈伤组织。
(4)莴苣为双子叶植物，过程②常用的方法是________________；过程⑥常用的方法是 用________来处理大肠杆菌，使其易于吸纳重组质粒M。

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__________________________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]__________；

(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，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。

请回答下列有关生物科技方面的问题：
(1)应用       工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过            、早期胚胎培养、
                 以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中，要在体外成功获得            ，需要对     进行处理，使其获能。另外，培养的              需要发育至减数第二次分裂的中期。在体外早期胚胎培养时，除了给予一定量的____        以维持细胞呼吸外，还需要提供__ __气体以维持___            _。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用                处理可使其一次排出多枚卵母细胞。
(4)利用基因工程可以获得“转基因牛”。若要研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，构建基因表达载体时必须在          基因前加入             基因及其启动子。
(5)利用              技术可获得“克隆牛”。转基因克隆牛能提供异体移植器官，从而为解决器官移植中的                             等问题提供途径。

（每空1分，共12分） 下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：

（1）在基因工程中，A表示目的基因，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶是                       ；B表示构建的基因表达载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及             等，其中启动子是           酶识别和结合的部位。
（2）B→C为转基因绵羊的培育过程，其中②过程常用的方法是               ，使用的绵羊受体细胞为         ，④用到的生物技术主要有动物细胞培养和             。若转基因绵羊可通过分泌的乳汁来生产人类蛋白质，在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有                       ，这种转基因动物称被为                  。
（3）B→D为转基因抗虫棉的培育过程，其中③过程常用的方法是               ，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是             。要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是             ，以                                    作为探针。

图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：

（1）若用限制酶Sma Ⅰ完全切割图1中DNA片段，其产物长度为                 。
（2）若图1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。从杂合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma Ⅰ完全切割，产物中共
有            种不同DNA片段。
（3）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是            。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加                的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是                                                  。

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________________________。

根据下述材料，回答下列问题：
棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌 ，它能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死。而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已经取得了很好的经济效益。
（1）害虫在喷洒农药进行化学防治后抗药性增强是_________的结果。
（2）毒蛋白对人畜无害，但那使棉铃虫致死，从蛋白质特性看，蛋白质具有_______________性。
（3）“转基因抗虫棉”抵抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为_________。
（4）“转基因抗虫棉”的抗虫变异，属于可遗传变异类型中的 _________。
（5）该项成果在环境保护上的作用是__________________________。
（6）科学家预言，该棉花独立种植若干代后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于_____________________。
（7）题中“毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指____________________。
（8）与杂交育种、诱变育种相比，基因工程培育新品种的主要优点是_________________________。
（9）在该工程操作中，所用基因的“剪刀”是___________________,基因的“针线”是______________，基因的“运载工具”是_________________。

在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因A控制合成的抗冻蛋白A有较好的应用价值，通过转基因技术获得抗寒能力提高的植株。回答有关问题：
（1）从深海鱼提取和纯化DNA时，选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中   的特性，达到分离目的，加入一定量           可以进一步获得含杂质较少的DNA。
（2）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生      末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生               黏性末端的限制酶。
（3）为了检测A基因转录的mRNA是否翻译成抗冻蛋白A，需从转基因生物提取            ，用相应的抗体进行                     。 
（4）若要用动物细胞工程技术，制备抗A抗体的杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中，再加入               诱导细胞融合。细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有                           ，体系中出现多种类型细胞的原因是                                                         。