高中生物生物技术中的伦理问题综合题

下图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程，请据图回答下列问题。

(1)A过程需要用限制酶切割水母细胞的DNA，不同的限制酶切割后产生的DNA片段末端通常有两种形式：________和________．
(2)C过程需要利用动物细胞培养技术以获得大量的成纤维细胞，其培养过程可经过原代培养和传代培养，但是目前冷冻保存的正常细胞通常在10代以内，这是为了_____                         _。
(3)过程F的技术名称是________。
(4)E过程可从屠宰场已屠宰母畜的卵巢采集________，并在体外培养到________期。

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。

请回答与转基因小鼠的培育过程相关的问题。
（1）获取外源基因常用的工具酶是          ，若需在短时间内获得大量的某种外源基因，通常采用          技术。
（2）在供体雌鼠发情周期的某一阶段，用一激素处理促使卵巢里大量卵泡成熟并排出，称为超数排卵。在让供体母鼠与健康公鼠交配的同时，让代孕母鼠与结扎公鼠进行交配，使代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致，称为     处理。
（3）将基因表达载体导入受精卵常用的方法是           。
（4）将注射有外源DNA的受精卵移人发育培养液中继续培养至桑椹胚或         ，再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和               。
（5）待代孕母鼠产出幼仔后，取幼鼠尾巴细胞提取基因组DNA，可用        法等分析以确定是否为转基因鼠。

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________________________。

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tet^R表示四环素抗性基因，amp^R表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、Hind Ⅲ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答下面的问题。

(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．tet^R
C．复制原点     D．amp^R
(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)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

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tet^R表示四环素抗性基因，amp^R表示氨苄青霉素抗性基因，BamHI、HindIII、SmaI指示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．tet^R

C．复制原点

D．amp^R

（3）过程①可采用的操作方法是             。 
（4）对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这种技术实际上是一种      繁殖。
（5）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用               技术。

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。

基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图所示，请据图回答：

（1）质粒可存在于细菌细胞内，它的化学本质是        ，标记基因的作用是            ，图中A是       ；在基因工程中，需要在          酶的作用下才能完成剪接过程。
（2）在上图基因工程的操作过程中，遵循碱基互补配对原则的步骤有          。（用图中序号表示）。
（3）研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是                        。
（4）科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明                      。如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中       
(填“一定”或“不一定”)含有抗病基因

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。

大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中，lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出b-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被b-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达b-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。下图是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒示意图。据图回答下列问题：

（1）作为受体大肠杆菌应_____________（填“含有”或“不含有”）氨苄青霉素抗性基因，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理（增加其细胞壁的通透性）过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，完成基因工程操作的             步骤（具体步骤）。如果受体细胞是植物细胞，则通过           转化作用将目的基因导入受体细胞，因为其Ti质粒中的T—DNA有         特点。
（2）图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入____________________等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
（3）将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
①                                                                     。
②                                                                     。

自然界中的两种微生物，可以通过各自不同的作用将培养液中的葡萄糖转化为维生素C，其过程如下图所示。请根据以上信息回答下列问题。

（1）从图中分析，欧文氏菌和棒状杆菌的同化作用类型是_________________。
（2）若利用生物技术改造上述两种菌中一种，使其可直接利用D-葡萄糖生成2-二酮基-L-古龙酸，最好采用_________技术，原因是____________________________________________。
（3）应用PCR技术可以对相关基因进行体外大量扩增。此过程需在一定的缓冲溶液中进行，反应体系中应提供_______________，同时，通过控制      条件使DNA复制在体外反复进行。

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？
________________________________________________________________________。

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。

荷斯坦奶牛的性别决定为XY型。该奶牛体色有黑色、花斑和白色三种表现型，体色由两对独立遗传的基因控制。色素产生必须有基因A存在，能产生色素的奶牛体色有黑色、花斑，不产生色素的奶牛体色呈白色。基因B使奶牛体色呈花斑，而该基因为隐性时，奶牛体色为黑色。基因A控制色素合成过程如下图。已知花斑雄牛与多头基因型相同的白色雌牛杂交，子一代若干，其中雄牛全是黑色，雌牛全是花斑。请回答下列问题。

（1）b过程能发生碱基互补配对的两种物质是__________。
（2）若色素酶中有一段氨基酸序列为“-缬氨酸-苏氨酸-精氨酸-”，转运缬氨酸、苏氨酸和精氨酸的tRNA上的反密码子分别为CAU、UGG、GCG，则基因A中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为__________ 。
（3）等位基因A、a位于__________ 染色体上，亲本花斑雄牛的基因型是__________。
（4）让F1雌、雄奶牛杂交得到F2。F2的雌牛中纯合体的比例是__________。
（5）运用基因工程技术已经成功培育乳汁中含有人干扰素的荷斯坦奶牛。培育中，人干扰素基因从cDNA文库中获取，并与__________等调控组件重组在一起，然后与载体相连构建成为表达载体；再通过显微注射方法，将表达载体导入羊的受精卵，获得重组细胞。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。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全研究清楚，所以在早期胚胎的培养中，往往还需要添加__________。
（6）用PCR技术能得到足够量的人干扰素基因。PCR反应体系需要__________酶；在PCR反应过程中，有一个环节是从较高的温度冷却到相对较低的55℃左右，其作用是__________。