高中生物生物技术中的伦理问题综合题

中国科学家利用转基因技术培育出了高品质的奶牛，其牛奶中含有某种有利于人体心脏健康的脂肪酸。请回答与此转基因奶牛培育过程中的相关问题：
（1）基因工程的核心步骤是______________，其中_______位于基因的首端，是________识别和结合的部位。将目的基因导入受精卵的最常用方法是_____________。
（2）通常用激素处理代孕母奶牛和供体母奶牛，使其生理条件达到同步，称为__________处理。配种或人工授精后，用特殊的装置把供体母奶牛子宫内的胚胎冲洗出来，称为__________。
（3）早期胚胎培养的培养液中除了各种无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还需要添加激素和________。胚胎发育到_________或囊胚阶段即可移植。

(10分)请回答下列有关基因工程的问题。
下表是基因工程中几种限制酶识别序列及其切割位点。图是转基因香蕉的培育过程，含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。


（1）从转基因香蕉培育图中反映了质粒作为运载体的特点是__________________，基因工程中还可以用_______________作为运载体。
（2）图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaI酶切割，原因是_______________
（3）下图是用______________(限制）酶进行切割得到的目的基因。可以防止含目的基因的外源DNA片段切割后自身环化。

（4）人体细胞内含有抑制癌症发生的某基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。该基因含有800对碱基对(bp)，用BamHⅠ切割得到的400bp，200bp，200bp,．用EcoRⅠ再次切割得到100bp,300bp,150bp，50bp,200bp．而患者体内获取的这段基因，用BamHⅠ切割得到的区段变为400bp，400bp ，用EcoRⅠ再次切割得到100bp,300bp,150bp，250bp．在正常人体内BamHⅠ和EcoRⅠ识别序列分别有________个和_____个，患者体内发生了_________。
（5）下列有关基因工程的叙述错误的是（    ）（多选）
A．质粒上的目的基因必须整合到受体细胞的DNA上才能不被分解
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．没有与目的基因重组的质粒也可以进入受体细胞

植酸酶，是酶的品种之一，在动物饲料加丁中发挥重要作用。植酸酶能分离出植酸分子中的磷，将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸（盐）结合的其它营养物质。
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的__     __，最终通过改变植酸酶的__    __，再通过基因工程得到新的植酸酶。
（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞最常用的方法是_    ___。
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过方法转入猪的        中。将早期胚胎培养至一定时期通过          方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
（4）若这些转基因植物被推广种植，可能会对生态环境产生怎样的影响？             。

下图是培育试管牛的过程，请回答。

（1）从良种母牛采集卵母细胞后，用____________激素处理卵细胞，使其排出更多的卵子；从良种公牛采集的精子需__________后才能进行受精作用。
（2）在体外培养受精卵时，除了给予适量O₂维持细胞呼吸外，还需要提供____气体以维持培养液的______。
（3）图中过程A称为________，在此之前可以采用______________技术获得同卵双胎或多胎。
（4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导人牛受精卵，最常用的导人方法是_____________，获得转基因母牛后，如果牛奶中_________________________，即说明目的基因已经表达。

天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是                  ，用                将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子                   ，以完成工程菌的构建。
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是                   ；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用__________                检测。

研究发现，转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后，在消化道中被蛋白酶水解产生具有毒性的活性肽，与昆虫肠道细胞上的受体结合，使细胞渗透压失衡，最终导致昆虫死亡。下图表示从苏云金杆菌中获取BT抗虫基因以培养抗虫玉米的部分过程。其中①—⑧表示操作流程，a、b表示分子，c—e表示培养过程（其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养）。

（1）通过图示流程①获取BT抗虫基因需使用    酶，将其与切割后的质粒重组需使用     酶；在流程⑤中，细菌经培养不断分裂产生更多的子代细菌，该步骤的主要目的是________；流程⑦需要运用          技术，经过      过程最终形成植株，其依据的主要原理是                   。
（2）目前多个国家已批准种植转BT基因抗虫玉米供人食用，请结合题意分析其可行的原因是___________。
（3）已知BT基因能够成功整合到玉米染色体上，某玉米植株体细胞中BT基因在染色体上的整合情况如下图所示（黑点表示BT基因的整合位点），该植株进行自交，子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为    。

Ⅰ．为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因（HVA）导入小麦，筛选出 HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性T0植株（假定HVA基因都能正常表达）。
（1）某T0植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交，在所得种子中，种皮含HVA基因的种子所占比例为           ，胚含HVA基因的种子所占比例为           。
（2）某些T0植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示HVA基因的整合位点）。

①将T0植株与非转基因小麦杂交：若子代高抗旱性植株所占比例为50%，则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型；若子代高抗旱性植株所占的比例为100%，则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型。
②让图C所示类型的T0植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为____________。
Ⅱ．果蝇的繁殖能力强，相对性状明显，是常用的遗传试验材料。
果蝇对CO₂的耐受性有两个品系：敏感型（甲）和耐受型（乙），有人做了以下两个实验。
实验一：让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交，后代全为敏感型。
实验二：将甲品系的卵细胞去核后，移入来自乙品系雌蝇的体细胞核，由此培育成的雌蝇再与乙品系雄蝇杂交，后代仍全为敏感型。
①此人设计实验二是为了验证控制______的基因位于________中。
②若另设计一个杂交实验替代实验二，该杂交实验的亲本组合为_________________。

[生物——选修3：现代生物科技专题]
利用转基因奶牛乳腺生物发生器生产人的生长激素，需要构建一种能高水平表达的表达载体，选择合适的基因启动子至关重要。由于无法由基因表达产物推知启动子的碱基序列，运用PCR技术单独克隆启动子存在困难。科研人员经过长期研究，终于发明了下图所示的一种克隆启动子的方法。请分析回答：

（1）培育转基因奶牛时，需要在生长激素编码序列前插入             的启动子。运用      将外源基因转入动物细胞。
（2）过程③需要使用的工具酶是            ，过程④中可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列设计引物进行扩增．
（3）研究发现将真核生物的蛋白质基因导入了大肠杆菌菌株中，能转录形成正常mRNA，但其所控制合成的蛋白质却并不具有生物活性，最可能的原因是              。
（4）由基因表达产物无法推知启动子碱基序列，其原因是              。

生物技术在农业生产、优良畜群繁育、疾病征服等方面，展现出诱人的前景。请根据以下材料回答相关问题：
材料一：经过一个世纪的发展，植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题（如粮食问题、花卉苗木生产等），为人类创造了巨大的财富。
（1）植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养，它所依据的生物学原理是
（2）植物体细胞杂交技术的关键是获取有活力的                     以及诱导其融合。
材料二：利用乳腺生物反应器生产出的人类胰岛素，具有产量高、质量好、成本低、易提取等优点，该项技术的诞生可有效地缓解临床上胰岛素不足的难题，从而为糖尿病患者带来福音。
（3）乳腺生物反应器的操作过程中，目的基因导入的受体细胞为                 ，该细胞的性染色体组成应为____________。
（4）转胰岛素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人胰岛素，在基因表达载体中，人胰岛素基因的首端必须含有                       。
（5）为了更多地生产出人胰岛素，有人构思采用胚胎分割技术，把一个胚胎分割成很多很多份数，进而培育出大量相同的转基因牛。你认为这种方法可行吗？为什么？                              。

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的切位点。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      和     个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越      。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma Ⅰ切割，原因是      。
（4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止     。
（5）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。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了      。
（7）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。

随着生物科学技术的发展，动物、植物乃至人类自身的生殖方式变得越来越多样化。既解决了一些社会的需求，也带来了一些社会的忧虑。请根据下列各种情况，回答有关问题：
（1）试管婴儿技术：解决了部分夫妻不育的难题或生育健康后代的要求。这种技术和母亲正常怀孕生产过程的相同之处是都是以____________________为发育起点，不同之处在于试管婴儿是在体外进行受精后，在试管中进行胚胎培养；最后选取健康的胚胎进行_______，保证生出健康的孩子。
（2）胚胎分割技术：可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意____________________________，否则将影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从__________细胞取样做DNA分析。
（3）植物体细胞杂交技术：可以用来培育一些种间亲缘关系较近的杂交种，如白菜-甘蓝，实质上是利用了            和____________ 两大关键技术来实现。
（4）利用基因工程培育转基因植物：如将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞中，可培育转基因高赖氨酸玉米。选用的表达载体可以是农杆菌的Ti质粒，是因为该质粒的T-DNA_________________；除农杆菌转化法外，还有                 法等。

回答下列有关细胞的问题。某植物的体细胞染色体数为6对，其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为15小时，其中G₁期、S期、G₂期、M期所占比例如图。

（1）该植物根尖细胞分裂间期的总时长约为_____小时。
（2）G₁期细胞内完成的主要活动是__________（多选）。
A．染色质丝螺旋缠绕       
B．合成一定数量的RNA
C．合成DNA复制需要的酶   
D．合成组装纺锤体的蛋白质
（3）如果细胞内存在DNA解旋的现象，则此时细胞可能处于__________（多选）。
A．S期       B．G₂期        C．分裂期中期        D．分裂期后期
（4）假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被³H标记，挑选一个正处于分裂期前期的细胞，放入不含放射性的培养液中培养，经过15小时后，培养液中单个细胞内能检出放射性的染色单体有__________条。
（5）植物细胞有丝分裂末期在赤道面上会出现一些囊泡，囊泡将彼此融合，囊泡内的物质被用来形成新的细胞壁，囊泡膜将在新的细胞壁两侧形成新的_____。
（6）下列不可用于对染色体进行染色的试剂是_____。
A．改良苯酚品红染液              B．苏丹III   
C．龙胆紫                        D．醋酸洋红
（7）若用大肠杆菌生长某一时期细胞中提取的mRNA构建其cDNA文库，则与大肠杆菌的基因组文库相比，其基因结构上cDNA文库中的基因缺少          、          片段。

植酸酶，是酶的品种之一，在动物饲料加工中发挥重要作用。植酸酶能分离出植酸分子中的磷，将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸（盐）结合的其它营养物质。
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的           ，最终通过改变植酸酶的           ，再通过基因工程得到新的植酸酶。
（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞最常用的方法是           。
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过        方法转入猪的      中。将早期胚胎培养至一定时期通过             方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
（4）若这些转基因植物被推广种植，可能会对生态环境产生怎样的影响？             。

【生物——现代生物科技专题】Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：

（1）步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的_________，此技术属于________工程范畴。
（2）步骤②中，重组胚胎培养到      期时，可从其__________中分离出ES细胞。培养ES细胞时，为满足细胞代谢的需要，可在培养基中加入的天然成分是_______________。
（3）步骤③中，在构建含有Rag2基因的表达载体时，可以根据Rag2基因的        设计引物，利用__________技术扩增Rag2基因片段。并且同时用HindIII和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段，这样做的目的是：             。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有_________酶的酶切位点。
（4）为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质，用       进行杂交实验。

通过基因工程的方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并获得成功表达。棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞中，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。请回答下列问题：
（1）下列所示的黏性末端是由________种限制性核酸内切酶作用产生的。

（2）利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因工程操作步骤中的第三步，即     。获取目的基因时，如果基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以通过DNA合成仪用化学方法直接     。
（3）该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体是        。
（4）基因工程操作的第四步是目的基因的检测与鉴定，其中分子水平的检测又分三步：首先要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的技术是       ；其次还要检测       ，方法同样是采用分子杂交技术；最后检测        ，方法是    ____________________杂交。