高中生物生物技术中的伦理问题综合题

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。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是________，产物是________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。
(5)基因工程中除质粒外，________________和________________也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________________。

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。

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。

请回答与转基因小鼠的培育过程相关的问题。
（1）获取外源基因常用的工具酶是          ，若需在短时间内获得大量的某种外源基因，通常采用          技术。
（2）在供体雌鼠发情周期的某一阶段，用一激素处理促使卵巢里大量卵泡成熟并排出，称为超数排卵。在让供体母鼠与健康公鼠交配的同时，让代孕母鼠与结扎公鼠进行交配，使代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致，称为     处理。
（3）将基因表达载体导入受精卵常用的方法是           。
（4）将注射有外源DNA的受精卵移人发育培养液中继续培养至桑椹胚或         ，再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和               。
（5）待代孕母鼠产出幼仔后，取幼鼠尾巴细胞提取基因组DNA，可用        法等分析以确定是否为转基因鼠。

豇豆对多种害虫具有抵抗能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTⅠ基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTⅠ蛋白质的积累量不足。在体外对CpTⅠ基因进行修饰后， CpTⅠ蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。修饰和表达过程如图所示：

请根据以上材料，回答下列问题：
(1)CpTⅠ基因是该基因工程中的________基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列之所以能修饰到CpTⅠ上，是由于基本组成单位是____________，在①过程中，要使用________酶切开，暴露出________，再用________酶连接。
(2)在该基因工程中，供体是________，受体是____________。
(3)②过程称为________。
(4)检测修饰后的CpTⅠ基因是否表达的最好方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

下图是某种类似动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：

(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号________所示过程。
(2)实现③过程所依据的原理是______________________，属于哪种获取目的基因的方法：________。
(3)经过④过程得到目的基因，所采取的手段与基因突变相比最大的特点是______________________________________________________________________________。
(4)⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是________________，进行⑤过程的目的是_________________________________________________________________。

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。

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）①过程如果使用人的肝细胞，则不能成功，原因是                             
（2）过程②必需的酶是                  酶，过程④必需的酶是                 酶。
（3）在利用AB获得C的过程中，必须用                         切割A和B，使它们产生                       ，再加入                    ，才可形成C。
（4）为使过程⑧更易进行，可用                     （药剂）处理D。

根据基因工程原理，回答以下问题：
Ⅰ：如图是基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：

（1）完成过程②、③必需的酶分别是    、    。
（2）在利用A、B获得C的过程中，一般用    酶切割A和B，使它们产生相同的末端，再加入    ，才可形成C。
（3）取自大肠杆菌的物质B，在基因工程中起    作用，必须具备的条件是    。(至少写出两个)
Ⅱ：干扰素是是抗病毒的特效药，成分是一种糖蛋白，传统的生产方法是从人的白细胞内提取，每升人血只能提取0.05μg，所以价格昂贵。现在某基因公司用图示方式生产干扰素：

（1）从人的淋巴细胞中取出    ，使它同质粒相结合，然后移植到酵母菌体内获得干扰素。
（2）科学家成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析：
①人的基因之所以能接到植物体内，其物质基础是    。
②烟草有了抗病毒的能力，这表明烟草体内产生了    。烟草植株产生这种新性状(变异性状)的来源属于    。
③若要鉴定干扰素基因是否进入烟草细胞，可采用的检测方法是    ；若要鉴定干扰素
基因是否翻译成干扰素，可采用    。这些检测方法都属于分子检测。
（3）如果将携带干扰素基因的重组质粒导入二倍体植物细胞，经培养、筛选获得一株有抗病毒特性的转基因植物。经分析，该植物的某一染色体携带有目的基因（因此可以把它看作是杂合子）。理论上，在该转基因植物自交F1代中，出现具有抗病毒特性的植物的概率是    。

下图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程，请据图回答下列问题。

(1)A过程需要用限制酶切割水母细胞的DNA，不同的限制酶切割后产生的DNA片段末端通常有两种形式：________和________．
(2)C过程需要利用动物细胞培养技术以获得大量的成纤维细胞，其培养过程可经过原代培养和传代培养，但是目前冷冻保存的正常细胞通常在10代以内，这是为了_____                         _。
(3)过程F的技术名称是________。
(4)E过程可从屠宰场已屠宰母畜的卵巢采集________，并在体外培养到________期。

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、Hind Ⅲ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答下面的问题。

(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________(填字母代号)。
A．农杆菌转化  B．大肠杆菌转化
C．显微注射    D．细胞融合
(4)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。
A．核酸分子杂交    B．基因序列分析
C．抗原—抗体杂交  D．PCR

过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G^↓GATCC—，请回答：

(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_____            ___。
(2)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是______________________，人体蛋白质基因导入羊细胞的时常用的工具是____                             ____。
(3)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指_______________________________。
(4)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
________________________________________________________________________。

图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：

（1）若用限制酶Sma Ⅰ完全切割图1中DNA片段，其产物长度为                 。
（2）若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma Ⅰ完全切割，产物中共
有            种不同DNA片段。
（3）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是            。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加                的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是                                                  。

（每空1分，共12分） 下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：

（1）在基因工程中，A表示目的基因，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶是                       ；B表示构建的基因表达载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及             等，其中启动子是           酶识别和结合的部位。
（2）B→C为转基因绵羊的培育过程，其中②过程常用的方法是               ，使用的绵羊受体细胞为         ，④用到的生物技术主要有动物细胞培养和             。若转基因绵羊可通过分泌的乳汁来生产人类蛋白质，在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有                       ，这种转基因动物称被为                  。
（3）B→D为转基因抗虫棉的培育过程，其中③过程常用的方法是               ，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是             。要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是             ，以                                    作为探针。