高中生物生物技术中的伦理问题综合题

科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接，实现了对鼠源杂交瘤抗体的改造，生产出对人体的不良反应减少、效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程。请据图回答：

(1)鼠源杂交瘤抗体就是从免疫小鼠的脾脏细胞中获取B淋巴细胞，在诱导剂的作用下与_______融合，形成_________细胞，并通过体内培养或体外培养生产单克隆抗体。这种抗体与普通血清抗体相比较，最主要的优点在于______________可大量制备。
(2)与植物原生质体的融合相比，动物细胞融合在诱导融合方法方面的主要区别是还常用_________________诱导融合。
(3)生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞，主要原因是_____________________。
(4)科学家通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，然后导入到鼠淋巴细胞中，这个过程中用到的工具酶有________、________，改造抗体属于________工程的范畴。

转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答：

（1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶      和            ，对
                             、                进行切割。
（2）培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有        ，作为标记基因。
（3）香蕉组织细胞具有              ，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的        、               。

下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。

（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生_____末端。过程②必需的酶是       酶，过程③必需的酶是      酶。
（2）在利用AB获得C的过程中，必须用             切割A和B，使它们产生相同的粘性末端，再加入        ，才可形成C。利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是__             ___。
（3）为使过程⑧更易进行，可用      （药剂）处理D。
（4）为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为___      ___。为了检测胰岛素基因请转录的mRNA是否翻译成_____，常用抗原-抗体杂交技术。
（5）如果要将某目的基因通过农杆菌传话法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_____中，然后通过农杆菌转化作用将目的基因插入植物细胞的______上。

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。

酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用来生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：

(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于_________。
(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用_________方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是_________。
(3)要使载体与LTP1基因连接，首先应使用_________进行切割。切割完成后，采用_________酶将载体与LTP1基因连接。
(4)有C进入的酵母菌分别在含有青霉素、四环素的两种选择培养基上的生长情况是___________________________。
(5)除了看啤酒泡沫丰富度外，还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达?_____________ _______________________。

下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请据图回答下列有关问题：

（1）图中科学家在进行①操作时，要使用                 酶。
（2）在获得目的基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种              、四种脱氧核苷酸和                    。
（3）图中的Ⅱ是              ，Ⅱ由目的基因、                  组成。
（4）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是                    ，约80%的转基因植物都是通过这种方法获得的，除此之外，还有                     。
（5）图中的Ⅲ是导入了目的基因的受体细胞，经植物组织培养获得一株棉花，这株棉花是否具有抗虫特性可进行               水平的鉴定。
（6）转基因生物快速发展引发公众的不安，主要体现在食物安全、生物安全和环境安全等三个方面，其中食物安全主要是担心转基因生物会产生出毒性蛋白或              。

回答下列有关生物工程技术的相关问题：
（1）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长至细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的        ，要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，可以用      酶处理。
（2）将目的基因导入动物细胞最常用的技术是                 。
（3）与植物原生质体的融合相比，动物细胞融合在诱导融合方法方面的主要区别是还常用________________________诱导融合。
（4）单克隆抗体的最大优点是                            ，可大量制备。
（5）在培养过程中，培养液添加一定量的         ，以防止杂菌污染；在含有5％CO₂的培养箱中进行培养，CO₂的主要作用是                 。
（6）防止多精入卵受精的两道屏障是                                       。

资料显示，近10年来，PCR技术（DNA聚合酶链反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：

（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           的作用来完成的。通过生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C这个事实说明DNA分子的合成遵循                    。
（2）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用¹⁵N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中，以¹⁴N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第5代时，含¹⁵N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为         。
（3）PCR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，你认为可用PCR技术扩增他血液中的（ ）

A．白细胞DNA

B．病毒蛋白质

C．血浆蛋白

D．病毒核酸

下图一是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。

（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程并说明理由。                         。
（2）图一方法生产的胰岛素可能不具备生物活性，因为大肠杆菌没有                  ，不能产生成熟的人胰岛素。
（3）人的基因能和异种生物的基因拼接在一起，是因为不同生物基因的              是相同的。
（4）如下图二是运载体和胰岛素基因的某个片段，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－。GeneI和 GeneII为标记基因，根据图示,判断下列操作正确的是        。

A．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割

B．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割

C．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割

D．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割

根据模拟制作重组DNA分子的活动，甲DNA分子、乙DNA分子被EcoRI酶切后，即可获得所需的目的基因和质粒，回答以下问题：
⑴绿色硬纸板（甲DNA分子）的碱基序列如下   红色硬纸板（乙DNA分子）的碱基序列如下
……ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC……                ……TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC……
……TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG……                ……AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG……
其中，     ▲     DNA分子含有“目的基因”。
⑵用剪刀代表限制酶进行切割，该酶切位点在     ▲    （a处还是b处），此化学键称为     ▲    。

⑶你模拟插入的DNA片断能称得上一个基因吗？     ▲     。
⑷从基因文库中获取目的基因是常用方法，基因文库实际上就是指导入了某种生物不同基因的许多DNA片断的     ▲    的群体。按照其中所含基因的量又可分为     ▲     文库、     ▲    文库。

抗菌肽在生物体内广泛存在，是生物体用来抵御外来病原体的一类小分子蛋白质。它不仅具广谱抗菌活性，而且对某些病毒、真菌、病原虫和肿瘤细胞也有抑杀作用。在科研和临床上有很大的应用价值。请回答下列问题：
（1）抗菌肽是一类免疫效应因子，是生物体中           免疫的重要组成部分。研究发现，抗菌肽可以在细菌细胞膜上穿孔而形成离子孔道，从而改变细菌细胞膜的           ，引起细胞内容物大量外流，最终导致细菌死亡。
（2）为检测人工合成的家蚕抗菌肽的活性，研究人员进行了如下实验。
   
①将一定浓度的某金黄色葡萄球菌培养液均匀涂布在固体培养基上，然后在培养基上贴A、B、C三张无菌小纸片。
②在A处滴加含有人工合成的抗菌肽缓冲液，在B处滴加浓度相同且等量的含有           的缓冲液，在C处只滴加              ，培养一段时间后，测量抑菌环的直径推断抗菌肽活性的强弱。
③实验结果：A、B处形成的抑菌环大小相近，说明：                       ；
C处没有出现抑菌环，说明：                                          。

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。

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_________________。

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。