高中生物生物技术中的伦理问题综合题

基因工程又叫基因拼接技术。
(1)在该技术中，切割DNA的工具是限制酶，它能识别某一特定核苷酸序列，使两个核苷酸之间的                断开。限制酶切割产生的DNA片段末端有两种形式，分别是            、              。
(2)基因工程中常用“分子缝合针”是连接酶，根据酶的来源不同可分为E·coliDNA、          两类，其中前者只可以连接         ，后者既可以连接        也可以连接           。

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                                       。

青枯病是马铃薯生产中一种危害严重的细菌性病害。1996年，我国科学家首次在世界上获得抗青枯病转基因马铃薯株系，为防治这种毁灭性病害开辟了道路。他们根据存在于昆虫体内的抗菌肽的氨基酸序列，人工设计并合成了几个抗菌肽基因，例如ShivaA,CecropinB等基因，并将其导入马铃薯中，转基因马铃薯获得了青枯病抗性的表型。
（1）在克隆基因过程中，通常采用             技术对目的基因进行扩增，下列由一个DNA分子扩增为两个DNA分子过程的叙述中，正确的序号顺序是               。
①引物与单链相应互补序列结合 ②目的基因DNA受热变性后解链为单链　　③DNA聚合酶作用下复制
（2）基因工程的第二步是                。一个完整的重组DNA分子的组成除了目的基因外还必须有          、               以及               等。
（3）通常用           方法检测新育出的植株染色体DNA上是否插入了抗菌肽基因。

以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。
(1)获得目的基因的方法通常包括　　　　　　　   　　和　　　　     　　　　　。
(2)切割和连接DNA分子所使用的酶分别是　　　　　　　和　　　　          　。
(3)运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或　   　，后者的形状呈              。
(4)由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率　  ，所以在转化后通常需要进行　  　操作。
(5)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和　　　序列上是相同的
(6) 大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它 _______

下表中列出几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、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所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有　　　　个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越　　　。用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ，原因是　　　　　　　　　　。
（3）与使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止　　　　　　　。
（4）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。重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了　　　　　　　。
（5）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。

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

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。

（1）过程①中最常用的运载工具是______，所需要的酶是限制酶和_________。
（2）在过程②中，用_______处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO₂的气体环境中，CO₂的作用是______________。
（3）在过成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。

根据国外统计，白血病约占肿瘤总发病率的3%左右，是儿童和青年中最常见的一种恶性肿瘤。由于基因突变导致白血病患者体内白血病细胞大量增生积聚并浸润其他器官和组织，同时使正常造血受抑制。

（1）科研工作中往往利用患白血病大鼠制备转基因模型，从胚胎工程角度探究治疗白血病。
卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠________中获取。上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。如果后代大鼠骨髓恢复正常造血功能，说明此转基因动物模型具有治愈白血病的研究价值。
（2）治疗白血病目前采取的较先进治疗措施是基因治疗，基本步骤是：

治疗该白血病的目的基因是指     基因，病毒在此治疗中的作用是        。
（3）目前治疗白血病的最好办法是生物免疫治疗，从患者外周血中采集单核细胞，进行体外培养及诱导，以获取成熟的，具有肿瘤细胞识别能力的DC细胞和杀伤力的CIK细胞。将这两种细胞犹如打点滴一样回输到患者体内，用它们来对肿瘤细胞进行特异性杀伤。选择从患者体内采集细胞而不从其他正常人体内采集的原因是                 。

1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据下图回答问题。

(1)此图表示的是采取           基因的方法获取                基因的过程。
(2)图中①DNA是以                为模板，形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，此过程叫                 。从而获得了所需要的            基因。
(3)图中②代表的是                ，在它的作用下将质粒( 环状DNA)切出         末端。
(4)图中④表示将             。⑤表示     DNA随大肠杆菌的繁殖而进行       。

应用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请根据资料和图解回答下列问题：
材料一：蜘蛛丝（丝蛋白）被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。
材料二：注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦，将疫苗藏身于水果蔬菜中，人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力，因而无需免疫接种，这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。

（1）过程①⑤所需要的工具酶有                   ，构建的乙肝表面抗原蛋白基因表达载体一般由                                  等部分组成。
（2）过程②是将重组质粒导入山羊受体细胞，受体细胞应选择          ，采用最多的也是最有效的导入方法是           ；
过程⑥是将重组质粒导入莴苣受体细胞，受体细胞可为                 ，采用最多的导入方法是                 。
（3）通过①～④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器，从         中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。还可以形成膀胱生物反应器，从         中提取所需蛛丝蛋白，简化提取过程。
资料三：PCR技术（聚合酶链式反应）是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，下图表示合成过程，请据图分析回答：

（4）A过程高温使DNA变性解旋，对该过程的原理叙述正确的是:(    )

A．该过程用到耐高温的解旋酶破坏氢键；

B．该过程用到限制酶破坏磷酸二酯键；

C．该过程不需要解旋酶的作用；

D．该过程与人体细胞的过程完全相同；

（5）从图中可知，催化C过程的酶是  　         ，它与正常细胞内的酶区别是 　    ；PCR反应除提供酶、DNA模板、通过控制温度使DNA复制在体外反复进行外，还需要满足的两个基本条件是                        。
（6）如果把模板DNA的两条链用¹⁵N标记，游离的脱氧核苷酸不做标记，控制“94℃-55℃-72℃”温度循环3次，则在形成的子代DNA中含有¹⁵N标记的DNA占     。如果模板DNA分子共有a个碱基对，其中含有胞嘧啶m个，则该DNA复制10次，需要加入胸腺嘧啶脱氧核苷酸                  个。

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：                                          。

基因工程自20世纪70年代兴起后，发展迅猛，成果显著。
Ⅰ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       _______________________________  。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用            处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；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转录的mRNA是否翻译成蛋白质，常用______________________技术。
Ⅱ近10年来，PCR技术（多聚酶链式反应）成为分子生物学实验室的一种常规手段，下图为PCR原理示意图，据图回答问题。

（1）基因工程中，利用PCR技术来________________，PCR技术依据的原理是DNA的半保留复制，生物体内也能完成DNA的复制，但有所不同，图中A过程称为____________，在生物体内需要______________才能完成。图中B 过程的完成需要_______________________________________等条件。
（2）若DNA样品的长度为100个碱基对，且A占15%，则完成三次循环，共需要提供的胞嘧啶脱氧核苷酸___________个。

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，且疾苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

请回答：
（1）过程①代表的是        。
（2）过程②要大量扩增A基因,通常可采用            技术。
（3）过程③需要多次对经单一抗体检测呈      性的细胞克隆化培养，才能筛选出X细胞。
（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             所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以疑问患者体内分离病毒，与已知病毒进行                     比较；或用图中的                进行特异性结合检测。

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）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。