高中生物生物技术中的伦理问题综合题

下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答：

（1）②所示的生物技术名称是      ，该项技术的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，这是因为    。重组细胞A培养过程中所用培养液除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等成分以及    等物质，并且用一定的方法激活其完成细胞分裂和发育进程。该过程通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它含有      的物质。
（2）图中③所示的结构名称是     。其在形态上，表现为体积小，细胞核     ，核仁明显；在功能上具有           。若实现重组细胞B定向诱导分化，需要在培养基中加入               。
（3）④所示的生物技术名称是                        ，若想得到大量健康的胰岛B细胞基因，可利用          技术，该技术利用的工具酶是             。
（4）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是    。该种基因治疗所属类型为       。

登革热病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人时将病毒传染给人，可引起病人发热、出血甚至休克。科学家拟用以下方法控制病毒的传播。
(1)将S基因转入蚊子体内，使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白，该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子，需要将携带S基因的载体导入蚊子的________细胞。如果转基因成功，在转基因蚊子体内可检测出__________________、__________和__________。
(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色体上，只有A基因或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配，F₁群体中A基因频率是________，F₂群体中A基因频率是________。

(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如上图)，将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代________，原因是________________________________________________________________________     。

Ⅰ.苜蓿是一种多年生豆科植物，具有高产、优质的特点，各类家畜都喜食。请回答下列有关问题。
（1）苜蓿根部的根瘤菌，能够制造        提供给苜蓿。苜蓿通过光合作用制造的有机物，一部分供给根瘤菌。苜蓿与其根瘤菌的关系称为        。根瘤菌的代谢类型为            。
（2）苜蓿进行光合作用时，叶绿体中             色素能将吸收的光能转化成电能。
Ⅱ.糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加趋势。目前对糖尿病的治疗，大多采用激素疗法，该激素过去主要从动物(猪、牛)中得到。自从70年代基因工程发展起来后，人们开始采用这种新技术生产，其操作的基本过程如下图所示,(1~7作表某生理过程，a～g代表细胞或结构)

（1）图中所示合成目的基因的方法称为     ，4过程需要用到基因操作工具是______。
（2）可能发生碱基互补配对的过程包括________________（用图中数字表示），除c之外，基因工程中常用的运输工具还有______________________________________。
(3)图中b细胞是          细胞，说明理由：                          。

我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛，下图是利用基因工程方法生产重组人生长激素的示意图。图中质粒表示基因工程中经常选用的载体—pBR322质粒，Amp^r表示青霉素抗性基因，Tet^r表示四环素抗性基因。根据上图回答下列问题（限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）：

（1）过程②必需的酶是   ，过程④必需的酶是    。⑤过程中为提高成功率，常用           溶液处理大肠杆菌。
（2）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割，用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时，则形成的DNA片段共     种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是     。
（3）如果只用限制酶PstI切割目的基因和质粒pBR322，完成过程④、⑤后，将三角瓶内的大肠杆菌（不含Amp^r、Tet^r抗性质粒）先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落，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所示。接种到甲培养基上的目的是筛选    的大肠杆菌，含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态分别是     ，    。

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，如乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为              。此过程中所使用的酶是             。除酶外还需要加入引物，其原因是                                                                    
（2）在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)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________。
（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。

番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如图，请回答：
、、
（1）图中载体质粒的实质是            。
（2）在构建基因表达载体时，重组质粒组成中除插入目的基因外（本题中的目的基因是            ），还包括            、终止子以及_            。
（3）从图中可见，mRNAl和mRNA2的结合直接导致了         无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。
（4）普通番茄细胞导入目的基因后，经③脱分化过程形成        ，然后诱导出试管苗，进一步培养成正常植株。
（5）图示育种方法与传统杂交育种相比，具有目的性强、育种周期短以及能                等优点。
（6）如下图甲，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”）
（7）如图下乙是该目的基因表达过程中的一个阶段，图中3和4的核苷酸相同否？     

为扩大可耕地面积，增加粮食产量，沿海滩涂盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐碱基因培育出了耐盐碱水稻新品系。请据图回答下列问题：

(1)获取真核生物的基因通常采用人工合成法，通过图示中①方法合成的耐盐碱基因中是不含____________的，如果要将耐盐碱基因和质粒重组，应该在基因两侧的A和B位置除了接上以上两个结构外还需分别加入____________限制酶识别序列，这样设计的优点有利于质粒和目的基因定向连接。
(2)过程②采用PCR技术扩增目的基因时，在PCR反应体系需加入引物Ⅰ和引物Ⅱ等物质，若目的基因扩增4代，则共用了引物Ⅰ________个。
(3)请画出Pst Ⅰ切割DNA形成黏性末端的过程：__________________________。
(4)图示中将基因表达载体构建完成后没有直接导入农杆菌，而是先将其导入大肠杆菌，目的是____________________。
(5)在步骤⑤⑥过程中都需用__________________________处理两类细菌。为了确认目的基因通过⑦过程导入植物细胞中后是否成功表达，通常从分子水平进行检测的方法是用____________法。
(6)假设该抗盐碱基因D，通过基因工程导入水稻后连接到水稻的一条染色体上，则该水稻进行减数分裂的细胞在联会时有________个D基因。

为扩大可耕地面积，增加粮食产量，沿海滩涂盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐碱基因培育出了耐盐碱水稻新品系。请据图回答下列问题：

图1　转基因操作流程图

表2　几种限制酶识别序列及切割位点表
(1)获取真核生物的基因通常采用人工合成法，通过图示中①方法合成的耐盐碱基因中是不含____________的，如果要将耐盐碱基因和质粒重组，应该在基因两侧的A和B位置除了接上以上两个结构外还需分别加入____________限制酶识别序列，这样设计的优点有利于质粒和目的基因定向连接。
(2)过程②采用PCR技术扩增目的基因时，在PCR反应体系需加入引物Ⅰ和引物Ⅱ等物质，若目的基因扩增4代，则共用了引物Ⅰ________个。
(3)请画出Pst Ⅰ切割DNA形成黏性末端的过程：__________________________。
(4)图示中将基因表达载体构建完成后没有直接导入农杆菌，而是先将其导入大肠杆菌，目的是____________________。
(5)在步骤⑤⑥过程中都需用__________________________处理两类细菌。为了确认目的基因通过⑦过程导入植物细胞中后是否成功表达，通常从分子水平进行检测的方法是用____________法。
(6)假设该抗盐碱基因D，通过基因工程导入水稻后连接到水稻的一条染色体上，则该水稻进行减数分裂的细胞在联会时有________个D基因。

某雌雄异株植物为XY型性别决定，该植物花色（红、紫、白）由两对独立遗传的基因控制，其中A、a基因位于常染色体上。A、B基因共存时植株开紫花；仅有A基因而没有B基因时植株开红花；没有A基因时，不管有无B基因植株都开白花。现有两个亲本杂交，其中雄紫花为纯合子，结果如图：

（1）等位基因B、b位于        染色体上。
（2）研究者用射线照射亲本雄紫花的花粉并授于亲本雌红花的个体上，发现在F₁代雄花中出现了1株白花。镜检表明，其原因是射线照射导致一条染色体上载有基因A的区段缺失，上述引起的变异类型是           。由此可推知亲本中雌红花植株的基因型为                 。F₁雄白花植株的基因型为                    。请用遗传图解的方式写出上述白花出现过程（只要求写出与白花有关的配子和后代）
（3）科学家想通过基因工程将另一物种的橙色基因导入该种植物，因不清楚该基因的核苷酸序列，因此首先建立了               ，然后从中找到了该橙色基因。为最终将该基因导入并能够整合到该植物的染色体上，所选择的质粒上必须有控制                 的基因，最终的目的是希望橙色基因在该种植物中能够稳定和高效           。

下图是将目的基因导入动物细胞，培育转基因动物的常用操作程序。根据图示过程和所学知识，将下面操作程序补充完整。

（1）构建基因表达载体：在构建基因表达载体时常要用到工具酶。常用的DNA连接酶有__________和___________，后者也可以用于平末端的连接。如果目的基因要在乳腺细胞中表达，基因表达载体构建时要将目的基因与__________、标记基因和终止子等组件重组在一起，载体一般要有一至多个限制酶切割位点便于     _________。
（2）获得足够数量的受精卵：为了获得足够数量的受精卵，先利用___________刺激供体雌性鼠超数排卵，然后从______________冲取______________，再完成体外受精。
（3）将目的基因导入细胞：确定目的基因是否整合到染色体上，一般需用______________做探针，与转基因小鼠细胞中提取的______________进行DNA分子杂交。
（4）早期胚胎培养：早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加___________、______________，氨基酸、核苷酸等营养成分，以及动物血清等物质。当胚胎培养到适宜的阶段时，可进行胚胎移植。
（5）胚胎移植：在胚胎移植前要对接受胚胎的受体进行_____________处理。移植后，还要对受体雌鼠进行_____________检查。
（6）胚胎干细胞形态上具有__________________________________________的特性，它在添加______________的培养液中可以维持不分化的状态。

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tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直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________的培养基上培养，然后再在含________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．tetR
C．复制原点               D．ampR
(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)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。
(5)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

下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列有关问题：

(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，那么在①过程中，应用限制酶________切割质粒，用限制酶________切割抗虫基因。①过程在________(体内/体外)进行。
(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有________的培养基上，能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入，该培养基从功能方面属于________培养基。
(3)重组质粒导入大肠杆菌的目的是________。
(4)⑤过程所用技术称为________，从遗传学角度来看，根本原因是根细胞具有________。

科学家培育荧光鼠的设计思路可用下面的图解表示。

依据设计程序，回答下列问题：
（1）科学家在过程A中对天然质粒做的修饰改造是________      。
（2）检测荧光小鼠细胞内是否含有基因X，在分子水平上通常用________________作探针；判断转基因荧光鼠荧光基因的表达是否成功，在个体水平上应检测_________      。
（3）基因工程的操作步骤中其中核心的步骤是________     （填字母） 。
（4）质粒上的启动子和起始密码子的区别是_________     _________      。
（5）图中萤光水母cDNA文库属于_________      文库，cDNA文库比较小，不含_________      
和非编码区，________（能/不能）在不同种的生物间进行基因交流。

长期以来 ,香蕉生产遭受病害的严重威胁 ,制约了其发展。目前 ,随着转基因抗病香蕉基因工程技术的日趋成熟 ,为培育抗病香蕉品种开辟了新途径。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：

（1）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。
（2）培养基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。
（3）能使抗病基因在香蕉细胞中特异性表达的调控序列是：        (填字母序号)。

A．启动子

B．终止子

C．复制原点

D．标记基因

（4）将目的基因导入植物细胞常用方法有多种，图中所示方法为              。
（5）欲检测目的基因是否表达成功，可采用的技术             
（6）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转基因植株。香蕉组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质外还必须含有                   等植物激素，它们会在          （填图中标号）阶段发挥作用，同时     （填图中标号）阶段还需要给予一定光照。
（7）从香蕉组织块到获得转基因抗病香蕉试管苗的过程中，需经过          。(填数字)
①无丝分裂  ②有丝分裂 ③减数分裂 ④ 原代培养 ⑤ 传代培养
⑥ 植物体细胞杂交 ⑦ 细胞融合 ⑧ 脱分化 ⑨ 再分化

嗜热土壤芽胞杆菌产生的-葡萄糖苷酶（）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：
Ⅰ.利用大肠杆菌表达酶
⑴扩增基因时，选用基因组作模板。
⑵下图为质粒限制酶酶切图谱。基因不含图中限制酶识别序列。为使扩增的基因重组进该质粒，扩增的基因两端需分别引入和不同限制酶的识别序列。

⑶大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为。
Ⅱ．温度对酶活性的影响
⑷据图1、2可知，80℃保温30分钟后，酶会；为高效利用酶降解纤维素，反应温度最好控制在（单选）。
A．50℃   B．60℃   C．70℃  D．80℃

Ⅲ．利用分子育种技术提高酶的热稳定性
在扩增基因的过程中，加入诱变剂可提高基因的突变率，经过筛选，可获得能表达热稳定性高的酶的基因。
⑸与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在过程中（多选）
A．仅针对基因进行诱变
B．基因产生了定向突变
C．基因可快速积累突变
D．基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变