高中生物生物技术中的伦理问题综合题

继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
⑴获得目的基因的方法通常包括           和                  。
⑵获得目的基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于      处。（填“a”或“b”）

⑶进行基因转移时，通常要将外源基因转入   中，原因是                        。
⑷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。

菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基凶转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程。请据图回答：

（注：卡那霉素抗性基因（Kan^R为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感）
(l)质粒是基因工程中最常用的载体，其化学本质是     ，此外还可用噬菌体、动植物病毒作用为载体。
(2)下图限制酶M和N切割产生的黏性末端是     ，连接它们所需要的基本工具是     。

(3)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用     处理；使其处于感受态。
(4)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素、营养物质以及     的固体培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。
(5)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据抗虫基因（目的基因）两端的部分碱基序列设计特异引物，若其中一种引物共用了31个，则目的基因最多扩增了     次。
(6)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如下表所示。

请据表回答（   ）
①对照组应饲喂等量的     。
②据表分析，     差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。

利用转基因奶牛乳腺生物反应器可生产人的生长激素，根据下图回答有关问题。

（1）基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有      、       以及标记基因等。
（2）在体外受精前，要对精子进行       处理，对于牛的精子常采用        。
（3）图中①过程常采用     ，图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、      、氨基酸、核苷酸等成分，以及     等物质。
（4）早期胚胎发育到       才进行移植。

下图是利用工程菌(大肠杆菌)生产人生长激素的实验流程。所用的pBR322质粒含有限制酶pstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ的切点各一个，且三种酶切割形成的末端各不相同，而Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。请回答以下相关问题：

(1)过程①所用到的组织细胞是________________，过程④所用的酶是________。⑤过程常用________溶液处理大肠杆菌。
(2)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对图中质粒进行切割，用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时形成的DNA片段种类与用一种酶和两种酶分别切割时形成的DNA片段种类________(填“相同”或“不同”)。
(3)如果只用限制酶PstⅠ切割目的基因和质粒，完成过程④、⑤后(受体大肠杆菌不含Ampr、Tetr质粒)，将三角瓶内的大肠杆菌先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取培养基甲上的单个菌落，分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图乙、丙所示。接种到甲培养基上的目的是筛选________________的大肠杆菌；接种到培养基乙上的大肠杆菌菌落，能存活的大肠杆菌体内导入的是______________________的质粒。含有目的基因的大肠杆菌在培养基乙和丙上的生存情况是____________________。
(4)将大肠杆菌培养在含青霉素、四环素培养基上的过程，属于基因工程基本操作中的__________________________步骤。

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。该重组表达载体还必须具有              的启动子、终止子以及标记基因等。
（2）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射______        ____。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__________。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用_________技术。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__________。移植后的胚胎能在代孕母羊子宫中存活的生理基础是                              。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。

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPI。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图1所示。图2表示目的基因与pZHZ1质粒构建重组质粒的过程，E、F、G、H分别为A、B、C、D四种不同限制酶的酶切位点。请据图回答。

（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VPI基因可通过              方法获得。
（2）如图2所示，若限制酶A、B切割出的黏性末端完全不同，那么用这种双酶切的方法构建重组质粒的优点是                             。
（3）已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，（1kb=1000对碱基)其中EF区域长度为0.2kb，GE区域长度为0.8kb，FH区域长度为0.5kb。现分别用限制酶C、D切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶C切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶D切割成1.2kb和3.5kb两个片段。据酶切结果判断VPI基因大小为      kb，并将目的基因内部的酶C、酶D切割位点用相应的字母标注在下图对应位置。

(每小格代表0.1kb)
（4）过程③为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用___________处理土壤农杆菌，使其处于感受态。
（5）过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和一定浓度的植物激素外，还需要添加         筛选出含有重组质粒的叶片小段。
（6）用PCR方法检测转基因番茄是否含有目的基因时，需根据________________的核苷酸序列设计特异引物，若其中一种引物共用了31个，则含目的基因的番茄DNA最多扩增了__ __次。

（1）基因表达载体含有目的基因、标记基因、启动子和终止子四个部分，其中启动子的作用是                 ，而终止子上特殊的碱基序列能够阻碍          的移动，并使其从模板链上脱离下来。
（2）基因工程操作过程中，将目的基因导入植物受体细胞时，一般采用         法，选择        做运载体：若导入动物细胞则采用          法，而细菌作为受体细胞时应用          溶液处理使其成为感受态细胞便于吸收游离的DNA。
（3）动物细胞培养中需要使用胰蛋白酶而不是胃蛋白酶处理分裂能力旺盛的组织或器官，是因为                      。细胞培养时培养液中一般需加入动物血清，其作用是                                              。
（4）胚胎分割技术是指采用机械方法将早期胚胎切割成多个等份，然后经移植后获得同卵双胎或多胎的技术，因后代遗传物质相同，故我们可将此技术认为是   生殖。大量的实验证明同卵多胎成功的概率极低，其可能的原因是                             。

油菜的株高由等位基因G和g决定，GG为高秆，Gg为中秆， g g为矮秆。B基因是另一种植物的高秆基因，B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题：

（1）步骤①中用到的工具酶是                ，可用含             的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞，目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是          。
（2）若将一个B基因连接到了矮秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，且B基因与g基因位于非同源染色体上，这样的转基因油菜表现为             ，该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株应占            。
（3）若将一个B基因连接到了中秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲~丁四种转基因油菜（如下图）

①这四种油菜中，丙植株的表现型与其余三种植株不同。理由是            。
②在不考虑交叉互换的前提下，这四种转基因油菜分别自交，子代有3种表现型的是          ，另外还有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型，请在下图中的染色体上标出B基因的位置。

人的血清白蛋白（HAS）在临床上需求量很大，通常从血液中提取。应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：

（1）以上过程涉及到的动物细胞工程技术有                            。
（2）在此基因工程中，获取血清白蛋白基因的主要方法有                 （至少答两种）。在①进入③之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有                  ，将①导入③的常用方法是              。
（3）图中②一般经过                   处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用
作为受体细胞，但要进行去核处理，一般选择在       时期进行。
（4）将⑤送入⑦的最佳时期是               。

毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIF Ⅱ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF Ⅱ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。

油菜的株高由等位基因G和g决定，GG为高杆，Gg为中杆，gg为矮杆。B基因是另一种植物的高杆基因，B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题：

（1）可用含___________的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞。培育转基因油菜主要运用了转基因技术和___________技术。
（2）若将一个B基因连接到了矮杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，且B基因与g基因位于非同源染色体上，这样的转基因油菜表现为___________。写出该转基因油菜自交产生子一代的遗传图解（无目的基因表示为b）。
（3）若将一个B基因连接到了中杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲～丁四种转基因油菜（如下图）。

①与甲的株高相同的是___________。四种转基因油菜分别自交，在不考虑交叉互换的前提下，子代有3种表现型的是___________。
②另有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型，请在下图中的染色体上标出B基因的位置___________

I（10分，每小题2分）请完成下列(1)~(5)题，每题只有一个选项符合题目要求，将所选选项填写在每小题的横线上。
哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成程示意图(N表示染色体组)。

（1）据图分析，下列叙述错误的是________
A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B．细胞III只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C.II、III和IV细胞分裂后期染色体数目相同
D．培育转基因动物应选择细胞IV作为受体细胞
(2)下列实践活动包含基因工程技术的是________。
A．水稻F₁花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆
(3)软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是一。
A．首先经超数排卵处理后进行体外受精
B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型
C．根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎
D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
(4)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误是一
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导人烟草细胞
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
(5)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是________。
A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中
C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物体内
Ⅱ（8分，每空1分）
单纯疱疹病毒I型(HSV-I)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV-1的单克隆抗体可快速检测HSV-1。回答下列问题：
(1)在制备抗HSV-I的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注射一种纯化的HSV-1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗____的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了____反应，再从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的________细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞，该细胞具有的特点是________。
(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的________中使其增殖，再从________中提取、纯化获得。
(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV-I蛋白，其原因是该抗体具有_________和________等特性。

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SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是      末端，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                                                             。

转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答：

⑴构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶              ，对            进行切割。
⑵培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有                ，作为标记基因。
⑶香蕉组织细胞具有______________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的                             。

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）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                。
（2）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。
（3）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。