高中生物生物技术中的伦理问题试题

小鼠弯曲尾（B）对正常尾（b）显性，将一弯曲尾雄鼠与一正常尾雌鼠交配，F1中弯曲尾雌鼠∶正常尾雄鼠=1∶1。遗传学家将一个外源DNA片段导入到F₁代弯曲尾雌鼠的体细胞中，利用克隆技术获得一只转基因正常尾小鼠。该DNA片段插入小鼠染色体上的位置有多种可能，下图表示了其中2种。(说明：插入的DNA片段本身不控制具体的性状；小鼠体内存在该DNA片段时B不表达，但b基因的表达不受影响。)请回答有关问题：

（1）在获得转基因动物的过程中，最常用的运载工具是_______，限制酶识别双链DNA分子的______，并切割DNA双链。
（2）控制小鼠尾形的基因位于___________染色体上，子一代雌鼠的基因型是____________。
（3）为确定转基因小鼠DNA具体的插入位置，研究者让该转基因小鼠与非转基因正常尾雄性小鼠杂交，统计子代的表现型种类及比例，并进行了以下分析（不考虑交叉互换）：①若子代_____________，则该DNA片段的插入位置属于第1种可能性；②若子代_____________，则该DNA片段的插入位置属于第2种可能性。

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。请回答：

（1）天然质粒往往需经过改造才能作为基因工程中的运载体，经改造后的质粒同时具备的条件有     （填序号）。
①标记基因 ②多个限制酶切割位点  ③对受体细胞无害 ④启动子 ⑤起始密码子
（2）若对图1中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性将会     。
（3）用图2中的人乳铁蛋白目的基因和图1所示的质粒构建重组质粒时，选用的限制酶是     （从“EcoRⅠ”、“BamHⅠ/ HindⅢ”、“SmaⅠ/ HindⅢ”中选择）。不能选择其他限制酶的理由分别是     。
（4）图3中，①常用的导入方法是     ，为了获得雌性转基因牛，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行     ，③过程选用的早期胚胎应发育到     阶段。

将玉米体内控制合成某种酶A的基因导入水稻体内后，测得在适宜温度下，光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及净光合速率的影响结果如下图所示。（气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）CO₂通过气孔进入叶肉细胞后，首先与C₅结合而被固定为     ，固定产物的还原还可以为光反应提供     以保证光反应持续进行。
（2）光照强度为时，影响原种水稻和转基因水稻的光合速率的环境因素主要是     。与原种水稻相比，转基因水稻更加适合种植在____环境中。
（3）分析图中信息，酶A所起的作用最可能是促进   反应（填“光”或者“暗”）阶段从而提高光合作用速率。
（4）经检测，转基因水稻与原种水稻相比，呼吸速率并未改变，在该适宜温度下，光照强度为时，转基因水稻的光合速率约为  _。
（5）转基因水稻的培育需要借助的三种工具分别是          、DNA连接酶和       。

如图图一是利用基因工程生产人胰岛素的主要流程图，图二是生产过程中所制备的带有目的基因供体DNA分子及载体（质粒）的示意图。箭头所指为相应限制性核酸内切酶的识别位点，Tet^r表示四环素抗性基因，Tet^r上游有基因C，只有存在基因C的表达产物时Tet^r基因才能表达。请回答下列问题：

（1）图一中的供体细胞是        。
（2）图一中第②步中需要的酶是     ，第③步中需要的工具酶是     ，第④步常用钙离子处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收周围DNA的     态。
（3）若图一所示过程中以Tet^r为标记基因，则第③步中应选用     对供体DNA和质粒进行切割；为检测转化结果，将经第④步处理后的大肠杆菌培养液接种到含有     培养基上，长出的菌落就是成功插入目的基因的菌落。
（4）检测目的基因能否在大肠杆菌细胞中表达，常用的方法为               。

PCR是聚合酶链式反应的缩写，利用PCR技术可对目的基因进行扩增。请根据下面PCR反应原理示意图回答有关问题:

（1）PCR的原理是                 。
（2）PCR技术使DNA解链是通过           实现的，DNA的这种解链现象在一定的条件下是     （填“可逆的”或“不可逆的”）。
（3）DNA解链后冷却的目的是让           与           相结合。
（4）当温度加热至70～75℃时，是           酶把单个脱氧核背酸，通过           键连接到引物上。如此逐渐延伸形成互补链，进而使目的基因加倍。
（5）通过重复循环（3）、（4）、（5）过程，使目的基因以           形式扩增。

目前，精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一，该方法以精子作为外源基因的载体，使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答：

(1)获取外源基因用到的工具酶是             ，为了提高实验成功率，通常利用        技术获得大量标记的外源基因。
(2)外源基因能够整合到精子的            上是提高转化率的关键，因为受精时只有精子的          才能进入卵细胞中。
(3)过程②采用的是      技术，该过程中应对已经导入外源基因的精子进行     处理。
(4)过程③需要在                              (至少写出两点)等条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚，因此在培养细胞时需在培养基中加入    。

植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列问题：
（1）理论上，基因组文库含有生物的    基因；而cDNA文库中含有生物的    基因。
（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中     出所需的耐旱基因。
（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物     的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的      ，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的      是否得到提高。
（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了            （填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。

人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：

(1）htPA基因与载体用__________________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用__________________技术。
（2）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其______________。采集的精子需要经过_______________，才具备受精能力。
（3）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是_______________。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行_______________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的_______________。
（4）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到____________，说明目的基因成功表达。

下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：
本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱密码子的原则来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在C端加上KDEL的内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV 35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。
（1）此基因工程中的目的基因是________________________，将人工合成的DNA片段拼接在一起，所需要的酶有________________________________。
（2）要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用_________技术。
（3）试分析在C端加上KDEL的内质网滞留序列，为什么可以避免胰岛素在植物细胞中的降解？_____________________________________________________。
（4）用目的基因与农杆菌的Ti质粒结合构建表达载体，该表达载体的组成中不应含有的是_________（从下列选项中选择）。
①目的基因  ②CaMV 35S启动子  ③果实专一性启动子2A12  ④RNA引物
⑤标记基因     ⑥T-DNA        ⑦RNA聚合酶基因片段     ⑧终止子

回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。pIJ702是一种常用质粒，其中tsr为硫链丝菌素（一种抗生素）抗性基因，mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落；而限制酶CLaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。

（1）质粒DNA分子中的两条链靠_______键维系成双链结构。
（2）以SacⅠ和SphⅠ切取的目的基因置换pIJ702上0.4kb（1kb=1000对碱基）的SacⅠ/SphⅠ片段，构成重组质粒pZHZ8。上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表4中。由此判断目的基因内部是否含有BglⅡ切割位点，并说明判断依据                 
（3）已知pIJ702上含mel基因的ClaⅠ/PstⅠ区域长度为2.5kb，若用ClaⅠ和PstⅠ联合酶切pZHZ8，则参照表4数据可断定酶切产物中最小片段的长度为_______kb。
（4）不含质粒的链霉菌在含硫链丝菌素固体培养基上的生长状况如表5所示。若要筛选接纳了pIJ702或pZHZ8的链霉菌细胞，所需的硫链丝菌素最小浓度应为_____μg／mL （填写表格中给定浓度）；含有重组质粒pZHZ8的菌落呈______色。

（5）上述目的基因来源于原核生物，其蛋白质编码序列（即编码从起始密码子到终止密码子之间的序列）经测定为1256对碱基，试判断对这段序列的测定是否存在错误：_____，并说明依据_______________________________________________________。

许多杂草对除草剂草胺膦非常敏感，但草胺膦也会对普通烟草等作物起作用。1987年Thomp son等从链霉菌中分离出Bar基因，该基因编码的草胺膦乙酰CoA转移酶（PAT）能使草胺膦失活。目前，已成功培育出了抗草胺膦的转Bar基因烟草，降低了田间管理成本。抗草胺膦的转Bar基因烟草培育流程如图，请回答：

（1）在①过程的操作中，需要用到的工具酶是                            。
（2）图中④过程采用了                    技术。在该技术的核心步骤中，使烟草细胞失去特有的结构和功能而成为未分化细胞的阶段是             。
（3）为了确定抗草胺膦烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，还要采用                     （措施）从个体水平鉴定烟草植株特性。
（4）经检测发现，某成功表现出抗草胺膦特性的烟草植株的体细胞中只有一条染色体上含有Bar基因。如果该烟草植株自交，F₁中含Bar基因的个体的比例为             ，仅保留这些含有Bar基因的个体自交，子代中抗草胺膦特性能稳定遗传的个体出现的几率为         。
（5）研究发现，在干旱条件下烟草细胞内脯氨酸、甜菜碱等调节渗透压的物质含量增加，有助于细胞保水，有人推测这种现象可能与脱落酸有关。为探究在一定浓度范围内随着脱落酸浓度的增加烟草抗旱能力是否不断增强，某兴趣小组进行了以下实验：
材料用具：生长状态一致且健康的烟草盆栽幼苗若干、高浓度的脱落酸液、蒸馏水、量筒、烧杯、喷壶等。
实验步骤：
第一步：将盆栽幼苗均分为四组，编号1、2、3、4（1号为对照组）；
第二步：配制适宜浓度范围内的脱落酸溶液A、B、C，且浓度依次增大；
第三步：将盆栽幼苗在                  条件下处理相同时间后，向2、3、4组分别喷施适量且等量的A、B、C溶液，第1组喷施                       ；
第四步：在其他条件相同且适宜的条件下培养一段时间后，测量各组幼苗细胞的渗透压。
预期结果及结论：
①若1、2、3、4组幼苗细胞的渗透压没有明显差异，则假设不成立；
②若1、2、3、4组幼苗细胞的渗透压依次          ，则假设成立。

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。

应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题：

（1）在培育转基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是________________，②过程常用的方法是_______________。
（2）转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有_______，其作用是能够被___________识别和结合，从而启动转录过程。
（3）PrG基因的产物能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有____________________的特点。
（4）在抗虫棉培育过程中，需将抗虫目的（Bt毒蛋白基因）插入到Ti质粒的_________上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫进入棉花受体细胞。要检测抗虫基因是否翻译成Bt毒蛋白，应从抗虫棉中提取蛋白质，并用______方法进行检测。

(13分)苎麻俗称“中国草”，苎麻纤维所制纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点，颇受国内外消费者青睐。

(1)苎麻的葡糖基转移酶基因(GT-like)指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括_______和_________两个基本阶段。β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成，该酶能提高反应速率的机理是_________________。
(2)下图表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。
①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的__________________过程。光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与_______作用有关的酶的最适温度更高。
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是_____℃。在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO₂来源是_________________________________。
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？______，原因是_________________________________________。
(3)为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质，科研人员利用基因工程对苎麻进行了改良，其基本流程如下图。请分析回答下列问题：

①构成质粒的基本组成单位是_______________。
②构建重组质粒时，需要用到_______________________________酶。
③苎麻茎尖细胞通过________________(填生物技术名称)获得完整植株的过程，有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有_________性。

噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂(称为溶菌状态)：或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体(称为溶原状态)。在转基因技术中常用噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用。相关操作如下图所示，请回答。

(1)组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，则经人工改造的gt10载体可插入的外源DNA的最大长度为          kb。人工改造载体时，为获得较大的插入能力，可删除噬菌体DNA组成中的           序列以缩短其长度。
(2)噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如上图gt10载体中的imm434基因。该基因编码一种阻止噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。构建基因克隆载体需用到的酶是           和           ，外源DNA的插入位置应位于imm434基因          (之中／之外)，使经侵染培养后的受体菌处于          状态。
(3)蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是        ，若用放射性同位素标记该元素，再用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管        部分。