高中生物生物技术中的伦理问题综合题

除草剂草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。科学家从抗草甘膦的矮牵牛中分离克隆出EPSP合成酶基因，培育出了抗草甘膦的转基因大豆，从而大大降低了田间管理成本。抗草甘膦转基因大豆培育过程如图所示。请分析回答有关问题。

(1)科学家在进行上述操作时，通常要用同一种________分别切割质粒和含目的基因的DNA以获得相同的黏性末端，质粒的黏性末端与目的基因两侧的黏性末端就可通过_______________而黏合。这一过程体现了质粒作为运载体必须具备的条件是_____________________________________。
(2)转基因时往往需对EPSP合成酶基因进行扩增，所利用的技术是_______，利用的原理是___________。基因工程的基本步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、________________、目的基因的检测与鉴定。构建基因表达载体时，一般在基因表达载体中插入特异性表达的启动子，另外还应含有目的基因、______________、________________等。最后步骤是目的基因的检测与鉴定，在此步骤可进行分子水平的检测，可检测的物质有__________、__________、____________。
(3)与诱变育种、杂交育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是_______________________。图中利用组织培养培育出转基因大豆完整个体所依据的生物学原理是_______________________。

阅读如下材料：
材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙：T₄溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T₄溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T₄溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T₄溶菌酶的耐热性。
材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎课在不同个体的体内发育。
回答下列问题：
（1）材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用          法。构建基因表达载体常用的工具酶有          和              。在培育转基因植物是，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是                 。
（2）材料乙属于                工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对            进行改造，或制造一种              的技术。在该实例中，引起T₄溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的              序列发生了改变。
（4）材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到        种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为         体，兔乙称为        体。

由于酵母菌利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽抱杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程菌菌种（过程如图甲所示）。

（1）图甲中，过程①需要的酶有           。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以         作为唯一碳源。②、③过程需要重复几次，目的是       。
（2）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是     ；推测该同学接种时可能的操作失误是           。原因是：在        足够高的菌液里， 聚集在一起的酵母菌将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成  的菌落。
（3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同且适宜的条件下密闭发酵，接种工程酵母菌的发酵罐需要先排气，其原因是                   。

随着科学技术的发展，人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，据图回答问题。

(1)在此过程中涉及到的细胞水平现代生物技术手段主要有______。
(2)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用_________等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是_______。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用去核后未受精的卵细胞作为受体，而不用普通的体细胞，原因是________。
(4)下列A～D中表示④到⑤过程中正确的操作方法的是________，把⑤送入⑥的最佳时期是________。

(5)⑦是⑥的后代，那么⑦的遗传性状和________最相似，为什么？__________。
如果②的数量太少，常用________来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫做_____。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比，前者的优越性在于____。
(7)⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，这类转基因动物被称为________。

科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接，实现了对鼠源杂交瘤抗体的改造，生产出对人体的不良反应减少、效果更好的鼠一人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠一人嵌合抗体的过程。请据图回答：
  
（1）鼠源杂交瘤抗体就是从免疫小鼠的脾脏细胞中获取B淋巴细胞，在诱导剂的作用下与      融合，形成       细胞，并通过体内培养或体外培养生产单克隆抗体。这种抗体与普通血清抗体相比较，最主要的优点在于                                          ，可大量制备。
（2）与植物原生质体的融合相比，动物细胞融合在诱导融合方法方面的主要区别是还常用            诱导融合。
（3）生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞，主要原因是          。
（4）科学家通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠一人嵌合抗体基因，然后导入到鼠淋巴细胞中，这个过程中用到的工具酶有      、      。研究人员通常采用______法将鼠一人嵌合抗体基因导入到鼠淋巴细胞内。通常采用_______技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的抗体。改造抗体属于  
  工程的范畴。

阅读下面的文章，回答问题。
美国公平就业机会委员会近日将美国北圣菲铁路公司告上法庭，要求这家公司停止对其雇员进行基因缺陷检测。这是美国首例与工作场所基因隐私和基因歧视有关的法律纠纷案。据报道，公平就业机会委员会在诉讼状中说，北圣菲铁路公司从部分雇员身上采集血样，然后进行基因缺陷检测，这种把基因检测结果作为雇用依据的做法违反了美国残疾人法案，应立即禁止。该委员会在一份声明中说：“在科学和技术进步的同时，我们必须保持警惕，确保新科技成果不被用于违反劳动者权利。”
由于担心基因检测将使一些体质差、易受伤或患病的人不被用人单位雇用，美国22个州已经通过了禁止在雇人时借助基因检测做决定的法案。
(1)文章中的基因缺陷是指_________________________________。
(2)导致基因缺陷的因素有________、________和________等。
(3)对缺陷基因可以采取________的方法进行治疗。
(4)美国公平就业机会委员会为什么要状告北圣菲铁路公司？
________________________________________________________________。
这则案例给我们什么启示？
__________________________________________________________________。

供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解。请回答下列问题。

(1)正常情况下，去核的卵细胞取自女性卵巢排卵后在输卵管中的________期的卵母细胞。
(2)重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在________期。
(3)治疗性克隆所用到的技术名称是________，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用________技术。
(4)已知患者是红绿色盲的女性，图中提供卵细胞的为完全正常的年轻女性。移植器官后，该患者所生育的子代患红绿色盲的情况是_______________。
(5)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究，请你谈谈为什么要反对克隆人？___________________________________________________________。
(6)请你结合图中信息举一实例说明干细胞在临床治疗上的应用。__________________________________________________________________。

下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究，请据图分析回答下面的问题。

(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于用γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的________，加入抗生素是为了_________________________________________________________，
这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(2)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是________，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是________________________________________________________________________。
(3)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须用X射线照射去除胸腺的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，其目的是____________________________，该过程研究的意义在于解决____________________________问题。

人类在预防与诊疗传染病的过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某种传染病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白质为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程如下图所示，请分析回答：

（1）图中所示基因工程的核心步骤是                      。
（2）若将含有A基因的受体细胞在体外培养，必须满足无菌无毒、营养、        、气体环境等条件，才能使细胞大量增殖；若受体细胞是受精卵，则需将其在体外培养到   时期，然后进行胚胎移植，培育成转基因动物。
（3）过程③采用的实验技术是                ；获得的X是                。
（4）科学家欲对抗A蛋白的单克隆抗体进行改造，生产出效果更好的嵌合抗体，用于癌症治疗。用蛋白质工程技术对抗A蛋白的单克隆抗体进行改造时，首先必须根据预期             ，设计           ，最终通过基因拼接，将抗体基因改造成嵌合抗体基因，然后导入到淋巴细胞中表达。检测该基因在淋巴细胞中是否翻译成蛋白质，可用            技术。

下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答：

（1）方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
（2）用激素处理的目的是使B牛__________________，从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到_________________（时期）才能与精子结合。
（3）A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才能与B牛的卵细胞结合，完成受精作用，这个过程叫做__________。卵子受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙能够观察到__________。
（4）生产上常用________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用______________技术。
(5)下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是（    )

A．①②两个胚胎具有不同遗传物质

B．A细胞不一定是受精卵细胞

C．胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，③需移植到发情的母牛子宫内发育

D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

下图是转基因绿色荧光鼠的培育过程，据图回答相关问题：

（1）若需在短时间内获得较多的GFP基因，通常采用_________技术。
（2）过程①是转基因技术的核心步骤，为使GFP基因在小鼠细胞中高效表达，需要把GFP基因片段正确插入表达载体的_________和___________之间。
（3）③过程在使用合成培养基进行培养时，通常需要加入     等天然成分。
（4）②过程通常采用的技术是____________________；在个体水平上检测GFP基因是否表达的方法是                。
（5）④过程通过         技术实现。科学家欲获得多个相同性状的绿色荧光小鼠，则应该选择发育良好、形态正常的桑椹胚或       ，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针进行分割。

马铃薯(2n=48)是一种重要的经济作物，但病毒的侵染会导致其产量大幅下降，培育抗病毒的马铃薯新品种是提高产量的有效方法。病毒复制酶基因(T)通常整合到受体细胞的9号染色体上，转基因抗病毒马铃薯植株基因型可表示为Tt。已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的马铃薯植株A，其细胞中9号染色体组成情况如下图1。限制酶Swa l识别的碱基序列和酶切位点为 ATT↓AAAT。诸同答下列问题：

(1)上述抗病毒植株A的变异类型有   。植株A自交产生F₁，F₁为不抗病毒：抗病毒=1：1，则说明T基因位于   染色体上。
(2)以植株A为母本，以正常的不抗病毒植株为父本进行杂交产生的F₁中，发现了一株抗病毒植株B，其染色体及基因组成如图2。分析该植株出现的原因可能有   。若以上述过程得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例   ，其中得到的染色体数目异常植株占   。
(3)若图3中虚线方框内的碱基对被C—G碱基对替换，那么基因T就突变为基因t(不能控制合成正常的病毒复制酶)。从抗病毒植株B(图2所示)中分离出图3及其对应的DNA片段，用限制酶Swa I完全切割，产物中共有   种不同长度的DNA片段。

(4)若从上述抗病毒马铃薯植株B自交所得某F₁细胞中分离出其中所含的各种T(或t)基因有关区域，经限制酶Swa l完全切割后，共出现330、777、877和1654对碱基的四种片段，那么该植株的基因型有多种可能性，其共同特点是   。

下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。
资料1　巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5'AOX1和3'AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2　巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。

(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上______、______限制酶识别序列， 这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
(2)酶切获取HBsAg基因后，需用________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取_______               _。
(3)步骤3中应选用限制酶________来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
(4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用_____     ___方法进行检测。
(5)转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入____   ____以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。
(6)与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行___       _____并分泌到细胞外，便于提取。

下图为利用基因工程培育花卉的过程（字母代表相应的物旦，转基因植物质或结构，数字代表过程或方法）。请回答：

（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的        不同。
（2）基因工程中最常用的运载体是         ，另外还有            、动植物病毒等。整合了目的基因的重组质粒，在组成上还含有启动子、终止子和               。
（3）②过程常用的方法是            ，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要
采用              技术。
（4）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞                         。由外植体培养为转基因植株的③、④过程分别为                     ，该过程的理论基础是                            。
（5）人工种子就是以形成b之后得到的         、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

已知玉米因受到玉米螟危害而减产，玉米螟食用某种原核生物分泌的ɤ-蛋白后死亡。因此，可将ɤ-蛋白基因转入到玉米体内，使玉米获得抗玉米螟危害的能力。请据此回答下列问题：
（1）为了获得ɤ-蛋白的基因，在已知ɤ-蛋白的氨基酸序列的基础上，推测出ɤ-蛋白的     序列，据此可利用       方法合成目的基因。获得ɤ-蛋白的基因还可用       、      方法。
（2）如下图，若用限制酶E和F从原核生物基因组DNA上切下ɤ-蛋白的基因，并将之取代质粒Z1上相应的E—F区域 (0.4kb，1kb=1000对碱基)。（图中E、F、G、H是4种识别序列完全不同的限制酶及其部分识别位点）

①此时所形成的重组质粒Z2的大小为5.4kb，问目的基因的大小是_________；
②若用限制酶E和F处理Z2，则会出现Z2____________；

A．既能被E也能被F切开	B．能被E但不能被F切开
C．既不能被E也不能被F切开	D．能被F但不能被E切开

③若用限制酶G切割Z1，可得到一种2.5 kb的DNA片段；若用限制酶G切割Z2，可得到2.5kb、1.4 kb和0.1 kb三种片段，问Z2上有    个限制酶G识别位点。
（3）若用含有重组质粒的土壤农杆菌直接感染玉米植株的根部伤口，则该植株的种子中         （填“含有”或“不含”）ɤ-蛋白基因。