高中生物生物技术中的伦理问题综合题

请回答胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、   、   以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其   。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和   。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是                                                                                             。
(4)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是   、 基因表达载体的构建、        和        。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、   、   、   和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是   (显微注射法、农杆菌转化法),为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是   (受精卵、乳腺细胞)。

)下图是利用基因工程办法生产人白细胞干扰素的基本过程图，据图回答：

（1）一般将受体大肠杆菌用＿＿＿＿处理，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）②物质是从大肠杆菌分离出的＿＿＿＿。其化学本质是＿＿＿＿，它必须能在宿主细胞中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）③过程表明目的基因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

研究表明：H5N1型禽流感病毒是一种能在人和禽类之间传播的RNA病毒，H5N1禽流感病毒囊膜上存在一种具有识别作用的特异糖蛋白(A)。科学研究者对禽流感病毒进行基因测定后获得了糖蛋白A的有关基因，并试图运用基因工程技术等技术手段大量生产禽流感病毒的“基因疫苗”。试回答下列有关问题：

(1)对禽流感病毒的“基因测序”时的主要工作目标是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)上述过程图中属于基因工程范畴的操作是＿＿＿＿，基因工程技术的明显优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)实现过程①除需要病毒基因作为模板外，还需要＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(4)进行过程②时，首先需将目的基因与运载体结合，形成重组质粒，这一过程能成功,体现了运载体具备的特点之一＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

1970年，特明和巴尔的摩证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA的过程，并发现了催化此过程的酶。下面为形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。请根据图解回答下列问题：

（1）催化①过程的酶是＿＿＿＿＿＿＿＿；核酸酶H的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）③过程也称为DNA的变性，此过程在温度高达90~95℃时才能完成，说明DNA分子具有＿＿＿＿＿性。
（3）由图中信息分析可知，催化②⑤过程的酶都是＿＿＿＿＿＿＿＿，两者在作用特性上的区别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(9分)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。

回答下列有关基因工程的相关问题
（1）“分子手术刀”是指：＿＿＿＿＿，其来源主要是从＿＿＿＿＿生物中分离纯化出来的，其切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：＿＿＿＿＿末端和＿＿＿＿＿末端
（2）“分子缝合针”是指：＿＿＿＿＿，催化形成的是两个核苷酸之间的＿＿＿＿＿键。
（3）“分子运输车”是指载体，最常用的载体是＿＿＿＿＿,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（4）基因工程的基本操作程序：
第一步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；第二步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；第三步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；第四步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A.已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达.

（1）图中质粒A与目的基因结合产生重组质粒的过程通常是在体外完成的，此过程必须用到的工具酶为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）在导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，所以在基因工程的操作步骤中必须要有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿这一步骤.
（3）若将重组质粒导入细菌后，目的基因在“工程菌”中表达成功的标志是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2007年度诺贝尔生理学或医学奖获得者利用胚胎干细胞改造老鼠体内的特定基因，使实验鼠体内的一些基因失去作用，从而发现这些基因的实际功能。这项技术被称为“基因敲除”，它是用体外合成的无效基因或突变基因取代相应的正常基因,再应用转基因方法培育出转基因动物,此动物即为“基因敲除动物”，从而研究那些已经知道碱基排列顺序，而不知道其功能的基因的作用。请根据上述资料和生物学知识回答下列问题：
（1）科学家从动物胚胎中获得的组织首先要获得单个细胞，再进行细胞培养；进行培养时，培养液中要加入不同于植物组织培养的成分                     （写对两种才能得分）。
（2）将体外合成的无效基因转入胚胎干细胞中有可能采用              作为运载体，由于外源DNA导入胚胎干细胞的成功率极低，因此要靠运载体上的           基因，去确定真正发生了基因重组的胚胎干细胞。
（3）科学家利用“基因敲除”技术进行研究时，对照组是        动物，通过实验动物与正常动物性状的比较，发现实验动物的                 ，从而确定被敲除基因的功能。
（4）“基因靶向”是指利用细胞内的DNA可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。下列有关叙述不正确的是        
A．该过程不需要用到运载体
B．该过程是在分子水平上进行的操作
C．“基因靶向”利用基因重组的原理，定向改变生物性状
D．利用“基因靶向”技术实现DNA重组时，需要特定的酶催化
（5）如果科学家通过转基因技术，成功改造了某女性血友病患者的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常，那么预测该女性与正常男性结婚后所生子女的表现型为         
A．儿子、女儿全部正常            B．儿子、女儿中各一半正常
C．儿子全部患病，女儿全部正常    D．儿子全部正常，女儿全部患病

图为某种质粒表到载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，amp^R为青霉素抗性基因，tct^R为四环素抗性基因，P启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。
据图回答：

（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用ＤＮＡ连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有      、        、   
     三种 。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行       。
（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是        ；
（3）在上述实验中，为了防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是               。

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：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是               。
（2）在基因工程中，将目的基因与运载体结合时必须用        酶和      酶。常用的运载体有       等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有     以便进行筛选。进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵中，原因是                。
（3）通常采用         技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的          细胞中特异表达。
（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的      转入        细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为          。
（6）在DNA粗提取实验中，向在溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（       ）

A．有利于溶解DNA	B．有利于溶解杂质
C．减少DNA的溶解度	D．减少杂质的溶解度

(10分) 乙肝病毒是一种约由3200个脱氧核苷酸组成的双链DNA病毒，这种病毒的复制方式较为特殊，简要过程如图所示：

（1）图中③表示的生理过程在遗传学上称为              ，图中②③过程所需的原料分别为           、           。
（2）目前已经可以通过接种疫苗预防乙肝病毒的传播，而去年出现的甲型H1N1流感病毒（由RNA和蛋白质组成）在传染的过程中很快出现了新的变种使得研究疫苗的工作很难，发生这种变异的来源是          。
（3）虽然乙肝病毒和人体的遗传物质相同，但是乙肝病毒的DNA复制方式比较特殊，而人体的DNA的复制方式叫做_____________。

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）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             、                 。
（2）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用的限制酶                              ，
对                                       进行切割。
（3）一个基因表达载体A的组成，除了抗病基因、启动子、终止子外，还必须含有                     ，以便将导入了抗病基因的细胞筛选出来。
（4）有人认为，转基因产品也是一把双刃剑，甚至可能带来灾难性的后果，请你列举出一个可能出现的灾难性后果的实例：
____________________________________________________。

PCR技术是将某一DNA分子片段在实验条件下，合成许多相同片段的一种方法，利用这种技术能快速而特异性的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段，“人类基因组计划”的研究中常用这种技术。请结合相关知识，回答有关此技术的一些问题：
（1）PCR技术能将某一DNA分子进行扩增成许多相同的DNA片段，原因是：①DNA分子具有             结构；②DNA复制时遵循                原则。
（2）在实验条件下，DNA分子进行扩增，除了所要扩增的DNA片段外，还需要      、           和          等条件。
（3）某一DNA分子片段含有80对碱基，其中腺嘌呤有35个，若让该DNA分子扩增三次（即复制三次）至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目是              个。
（4）用³²P标记的一个DNA分子的两条链，让该DNA分子在³¹P的培养液中连续扩增三次，所得DNA分子中含³¹P的脱氧核苷酸链与含³²P脱氧核苷酸链数之比是         。

请回答下列问题：
Ⅰ.疫苗对预防传染病具有重要意义。以下是制备禽流感疫苗的方案之一：

（1）此种方案中应用了         技术。步骤①所代表的过程是         ，需要       酶。步骤②需使用              酶和               酶。步骤③可用          处理大肠杆菌，以增加大肠杆菌细胞壁的通透性。以上①②③④步骤中涉及碱基互补配对的步骤是          
     。检验Q蛋白的免疫反应特性，可用 Q蛋白与禽流感康复的鸡的血清中的           进行特异性反应试验。
（2）对于现在很多国家大范围流行的甲型H1N1流感，有人建议接种人流感疫苗，接种人流感疫苗能够预防甲型H₁N₁流感的条件之一是：甲型H1N1病毒和人流感病毒具有相同的       。
（3）下面是在上述过程中用到的四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制性内切酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是（    ）

A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B．质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和动植物病毒的DNA
C．限制性内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
（4）目前临床上对乙肝病毒（HBV）感染的检测主要有两类：血清标志物检测和病毒核酸检测。后者检测方法是利用DNA分子杂交的原理，直接检查血液中的      ，该方法具有更高的特异性和敏感性。
Ⅱ. 下图是生活在适宜环境中的C₃植物光合作用部分过程图解，其中A、B、C表示三种化合物，a、b表示两个生理过程。

（1）该过程发生的场所在叶绿体的         。
（2）C物质既可以作为b过程的还原剂，又为b过程进行提供           。
（3）形成ATP和C物质时需要的能量是由                       将光能转换成的电能。
（4）若将植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中，叶片气孔将逐渐关闭，此时叶肉细胞内B物质含量的变化是               。
（5）将该植物的一叶片置于恒温的密闭小室内，在适宜的CO₂浓度、光照条件下测定叶片光合作用的强度（以CO₂的吸收速率表示），测定结果如下图，若降低光照强度后重新测定，请在原图中用虚线表示出最可能的测定结果（注：参考原曲线中的a、b点标出新曲线中的a’b’点）。

人的血清白蛋白（HAS）在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、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）以上过程中涉及到的现代生物技术，属于细胞水平的有：                      。
（2）在基因工程中，我们称①为目的基因，获取目的基因时可能用到的工具酶是       
         。在①进入③之前要进行                      ，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                         ，实现①进入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的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在                  
时期进行。
（4）把⑤送入⑦的最佳时期是                。