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，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。

日本下村修、美国沙尔菲和美籍华人钱永健因在研究绿色荧光蛋白（GFP）等方面的突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP会发出绿色荧光，该蛋白质在生物工程中有着广阔的应用前景。请据图回答相关问题：

（1）绿色荧光蛋白基因在该实验中是做为               基因。
（2）在②过程进行转基因体细胞的筛选时，比较简易的筛选方法是____________。
（3）在④过程培养重组细胞时，培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和______________等。
（4）以上培育过程中应用到的生物技术有________________________________________等。
（5）科学工作者在实验过程中为了保证实验成功，往往一次做多个核移植，为了从乙兔体
内一次获得多个卵细胞，往往需要向乙兔体内注入的是                   激素。 
（6）在以上③核移植过程中，乙兔提供的细胞应是_______________________，移核之前要
对此去核的原因是                                                             。

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_________________。

转基因食品的安全性目前已成为人们争论的焦点之一,但这样并不能阻止转基因技术应用于生产实践的种种尝试，转基因小牛的诞生就是其中的一例。
人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术，将人们的血清白蛋白基因导入乳牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：

A．将人的血清白蛋白基因导入雌奶牛胚胎细胞，形成重组细胞①

B．取出重组细胞①的细胞核，注入去核牛卵细胞中形成重组细胞②

C．电脉冲刺激重组细胞②，促使其形成早期胚胎

D．将胚胎移植到母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。

（1）重组细胞①是通过转基因技术，实现了奶牛胚胎细胞中的DNA与_______________重组。
（2）重组细胞②是通过___________工程中的_____________技术，使重组细胞①的细胞核与去核牛卵细胞的细胞质融合。
（3）若将早期的胚胎分离成若干个胚胎细胞。让其分别发育成一头小牛，这些小牛的基因型________（完全相同. 部分相同.完全不同），这是因为________________________。
（4）利用转基因牛乳汁提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物如牛的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛尿液生产提取药物比乳汁提取药物有更大优越性：处于不同发育时期的 　　　　　 性动物都可生产药物。

Ⅰ、家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大
规模培养，可以提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用___________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)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。
Ⅱ、动物乳腺生物反应器已成为生物技术领域发展的尖端方向，具有广阔的开发前景。
十多年来，已有数十种人体蛋白在动物乳汁中生产出来，在小鼠乳腺中获得表达的产品更是多达数百种
（1）在获得人的蛋白基因后，可通过         技术在短时间内得到大量的这种基因
（2）将人的蛋白基因导入小鼠的受体细胞，常用方法是               。
（3）进行基因转移时，通常要将外源基因转入              中，并通常采用         技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

下列为几种生物新个体的产生方式的图解，分析回答下列问题：
  甲→精子  
A：               受精卵→新个体
乙→卵细胞
  甲的体细胞→取出细胞核  
B：                           重组细胞→新个体
乙的卵母细胞→剔除细胞核
  甲的精子
C：                 试管中受精卵→早期胚胎→代孕母体→新个体
乙的卵母细胞
D：离体的组织或细胞→愈伤组织→根、芽→新个体
  甲植物细胞A→原生质体A
E：                            原生质体融合→杂种细胞→愈伤组织→新个体
乙植物细胞B→原生质体B
F：射线→生物→变异个体→选育出优良品种
  目的基因
G：             含目的基因的载体→受体细胞→生物新品种
  载体
（1）B应用了               技术；C应用了          和             技术；
D过程称为                 。
（2）属于有性生殖的有         。
（3）在A-E中，严格地讲，后代的遗传物质来自一个亲本的是          。
（4）能体现高度分化的细胞核具有全能性的是           过程。
（5）B中，新个体的性别与        相同。

回答有关PCR的问题：（1）多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是：         

A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现

B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成

C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸

D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高

(2)图示样品DNA经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增，可以获取大量DNA克隆分子。

请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处：
①                                                                       
②                                                                       ③                                                                       。
（3）你打算扩增下图所示的两段序列之间的 DNA ，请从所列出引物中选出合适的一对，
5’-GACCTGTGGAAGC  CATACGGGATTG-3’
3’-CTGGACACCTTCG  GTATGCCCTAAC-5’
引物 1                       引物 2
5’-GACCTGTGGAAGC        5’-CATACGGGATTG
5’-CTGGACACCTTCG        5’-GTATGCCCTAAC
5’-CGAAGGTGTCCAG        5’-GTTAGGGCATAC
5’-GCTTCCACAGGTC        5’-CAATCCCGTATG
答：引物 1 ：                         ；    引物 2 ：                        

(14分) 2002年3月，英国医生对一名“气泡婴儿”实施基因治疗，疗效令人满意。所谓“气泡婴儿”是指出生时存在基因缺陷，从而引发“严重联合免疫缺陷病”（SCID）的婴儿。正常人体内的T细胞、B细胞、自然杀伤细胞、吞噬细胞等都是由骨髓造血干细胞分化而来的，可用下图表示：

患者由于基因缺陷，导致淋巴系前体细胞不能分化成T细胞、自然杀伤细胞，从而使患者丧失免疫功能。下图为科学家对婴儿的基因治疗过程：

请根据上述信息回答下列问题：
（1）SCID致病机理与什么疾病最为相似（  ）
A．系统性红斑狼疮    B．艾滋病    C．红细胞再生性障碍病    D．白血病
（2）淋巴系前体细胞在______________处分化为T细胞，在___________处分化为B细胞。
（3）含有正常基因的病毒在基因工程中称为___________，要得到这种含正常基因的病毒，必须要用到______________酶和____________酶处理。
（4）通过治疗，患病婴儿恢复了正常，其体内与抗体合成有关的细胞有
__________________________________________________________________________

下列是有关基因工程和细胞工程的问题，请据图分析回答。科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图所示。

（1）细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内，原因是                          。
（2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了             法，这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是                                    ，还需要通过检测才能知道，检测采用的方法是                           。
（3）利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和传统的杂交育种方法，具有      
            和                                         等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有                    的优点。
（4）某棉农在食用该抗虫棉种子压榨的棉籽油炒芹菜后，出现鼻塞流涕，皮肤骚痒难忍症状。停用一段时间后这些症状会自然消失，该现象很可能是                。

“今又生”是我国为数不多的首创基因治疗药物之一，其本质是利用腺病毒和人P⁵³基因（抑癌基因）拼装得到的重组病毒。人的P⁵³蛋白可对癌变前的DNA损伤进行修复，使其恢复正常，或诱导其进入休眠状态或细胞凋亡，阻止细胞癌变。“今又生”的载体采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主细胞的基因组中，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，不能污染。请回答下列问题：
（1）在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，在载体一般应具备的条件中，科学家选择性地放弃了一般载体都应该具有的               。检测P⁵³基因的表达产物，还可以采用        技术。
（2）如果要获取人类基因组中抑癌基因P⁵³，可以采取的方法通常包括       和通过化学方法人工合成。目的基因的大量扩增则可以采用        ，该技术中需使用的一种特殊的酶是     。
（3）在研究中如果要获得胚胎干细胞进行研究，则胚胎干细胞可来源于囊胚期
的     _，或胎儿的原始性腺，也可以通过       技术得到重组细胞后在进行相应处理获得。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是          。

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。

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右图所示，请据图回答：

（1）甲是        ，完成图中剪接过程需要                     酶的作用。
（2）在上述过程中，遵循碱基互补原则的步骤有：        。（用图解中字母表示）
（3）不同种生物之间的基因能拼接成功，从分子结构角度分析是因为：                 ，目的基因在不同的生物细胞中能正确表达，说明了不同生物共用                     。
（4）研究发现，番茄体内有一种酶可以抑制害虫的消化功能，现科学家已成功的分离出这种基因并导入到玉米的体细胞中，培育出了具有与番茄相似抗虫性状的玉米植株，在此过程中使用了哪些现代生物科技手段？                  ，而玉米这种变异的来源属于           (基因突变,基因重组,染色体变异)。
（5）在培育转基因植物时，我国科学家发明了一种“花粉管通道法”， 就是利用植物受精后花粉萌发形成的花粉管通道，将DNA分子注入胚囊中，此过程相当于基因工程操作中的                              步骤。若把目的基因导入该植物的叶绿体DNA中，则其产生的配子中        （填“一定”或“不一定”）含有该基因。

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。

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。

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         。