高中生物生物技术中的伦理问题综合题

枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的活性,但极易被氧化而失活。1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用这种水解酶作为洗涤剂添加剂，可以有效去除血渍、奶渍等蛋白质污渍。请根据材料回答下列问题：
（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原基因对比，至少有＿＿＿＿个碱基对发生了变化。
（3）利用生物技术改造蛋白质，提高了蛋白质的＿＿＿＿性，埃斯特尔所做的工作，是对已知蛋白质进行＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）定点诱变技术是蛋白质结构改造中的＿＿＿＿。

科学家通过基因工程，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内，并成功的实现了表达．从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示：(每空1分，共15分)

(1)基因工程的操作程序主要包括四个步骤是          、             、            、
            。
(2)获取Bt毒蛋白基因的方法一般有               、                   等．
(3)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T—DNA，把目的基因插入Ti质粒的T—DNA中是利用了T—DNA的             特点。Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为                        。 
(4)将目的基因导人受体细胞的方法很多，在该题中涉及到的方法是                 。
(5)在基因工程操作过程中，其核心是                    ，这需要         酶。一个基因表达载体的组成必须有                等。
(6)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是            ，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是             。若从个体水平来怎样检测？              。

据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,危害很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上.针对这种情况,我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。
请据上述材料回答下列问题：
（1）害虫抗药性的增强是＿＿＿＿＿＿的结果。
（2）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了＿＿＿＿＿＿新技术。
（3）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是＿＿＿＿＿＿，基因的“针线”是＿＿＿＿＿＿，基因的运载工具是＿＿＿＿＿＿。
（4）将毒蛋白转入棉花植株内的操作步骤是①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
③＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
④＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
(5)”转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻， 培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。据图回答：

（1）图中基因组文库＿＿＿＿（小于/等于/大于）cDNA文库。
（2）B过程需要的酶是＿＿＿＿＿＿＿＿；A、C过程中＿＿＿＿（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中＿＿＿＿和＿＿＿＿为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是＿＿＿＿＿＿＿＿。

)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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。
回答下列问题：
（1）为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的序列，据此可利用方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用   、方法。
（2）在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用酶和。
（3）将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗的危害。
（4）若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子（填"含有"或"不含"）丙种蛋白质基因。

转基因生物作为生物反应器，用于生产人们所需要的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等。如图是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答：

(1)构建表达载体的A过程中，需要用到的工具酶有_________________________      和        。
(2)D过程常采用的方法是     。若把重组质粒导入动物细胞，常采用的方法是____________。
(3)E过程采用的技术主要包括       和      两个阶段。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，F过程应该用____________                    作为探针。

已知某种传染病是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。该病毒表面的A蛋白是主要的病毒抗原，在病人康复后的血清中有抗A蛋白的特异性抗体。某研究小组为了了解这种蛋白质的结构和功能，需要更多的A蛋白作为研究材料，研究小组开展了下图所示的工作：

（1）步骤③构建重组表达载体A和B时，必须使用＿＿＿＿＿＿＿＿酶和＿＿＿＿＿＿＿酶，后者的作用是将前者切割的A基因和＿＿＿＿连接起来。
（2）为了检验步骤⑥所表达的A蛋白是否与病毒A蛋白有相同的免疫反应特性，可用大肠杆菌中表达的A蛋白与感染过该病毒的康复病人的血清进行＿＿＿＿＿＿＿＿反应，从而得出结论。
（3）步骤⑥和⑦的结果相比，原核细胞表达的A蛋白与真核细胞表达的A蛋白的氨基酸序列相同吗？＿＿＿＿。

某竹芋科植物果实中含有一种甜蛋白，其甜度为蔗糖的三千倍，是理想的甜味剂。某研究小组试图把甜蛋白基因(目的基因)导入黄瓜中，以改良这种黄瓜的品质。获得转基因黄瓜植株的流程图如下，请回答：
 
(1)通过步骤①和②可人工合成目的基因，在步骤②中先以mRNA为模板在______
酶的作用下合成互补DNA，然后通过一系列实验从中筛选出       基因。此外，还可以根据甜蛋白的氨基酸序列推测出           序列，再用       合成。
(2)通过       技术，可以获得大量目的基因。利用该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成       。
(3)导入了目的基因的叶片组织细胞经过步骤③       和④_______
     后形成了完整的植株，说明               。
(4)可以通过       技术检测黄瓜植株中是否含有甜蛋白。

烟草花叶病毒(TMV)是一种在烟草及蔬菜等经济作物中广泛传播的病毒，对农业生产造成很大的危害。研究者利用植物基因工程的方法将烟草花叶病毒外壳蛋白基因(CP基因)导入烟草并在转化的烟草植株中表达，使其获得对烟草花叶病毒的抗性。下图是转化烟草植株的培育流程，请回答：

(1)含有CP基因的cDNA文库是通过将TMV的RNA进行   获得的。在对cDNA进行PCR扩增时，设计的引物自身不能含有   序列。
(2)将CP基因导入土壤农杆菌质粒的   ，其原因是 __________________
_________________________________________________________________ 。
(3)含重组质粒的土壤农杆菌与烟草叶共培养过程中，对烟草叶的处理要求是________________________________________。
(4)用含重组质粒的土壤农杆菌感染烟草叶成功后，共培养形成愈伤组织时的培养条件是必须            。
(5)在诱导芽、根的培养基中需添加         才能进行筛选，并要注意在不同的培养阶段需调整      的比例。

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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：

（1）图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是      ，②过程使用的是      酶。③表示       技术，
（2）如果转基因牛D的牛奶中含有             ，则说明血清蛋白基因在个体水平已表达成功，其他细胞中不含血清蛋白是             的结果。
（3）图中A和B分别是指            和           。

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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。