高中生物生物技术中的伦理问题综合题

在20世纪初，科学家用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了番茄—马铃薯杂种植株（如图），但目前还没有实现——地上结番茄果实、地下结马铃薯块茎的植物。据图回答下列问题：
（1）过程②的原理是        ，用到的化学试剂为_______________；过程③为        ，与过程③密切相关的细胞器有                。
（2）若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育（假设能成功），得到的后代应含         条染色体，还必须用          来处理幼苗，才能得到可育的番茄—马铃薯植株。
（3）若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为        倍体。
（4）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是          。
（5）若运用传统的有性杂交能否得到上述杂种植株？       ，理由是        。这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于                     。
（6）在“番茄—马铃薯”培育过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律？_________为什么？                                          。
（7）若a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的得到番茄多倍体植株的方法是    。

我国科学家成功克隆了控制水稻理想株型的关键多效基因IPA1。研究发现，基因IPA1发生突变后，会使水稻穗粒数和千粒重（以克表示的一千粒种子的重量）增加，同时茎秆变得粗壮，增加了抗倒伏能力。实验显示，将突变后的IPA1基因导入常规水稻品种，可以使其产量增加10％以上。下图表示该水稻新品种的简易培育流程，据图回答：

(1)上图所示流程中步骤            （填序号）是实验所用技术的核心步骤。此步骤使
                         和                 构成                  。
(2)若要在体外扩增IPA1基因可采用PCR技术。标准的PCR过程分为三个步骤，第一步是“变性”,这一步骤如果发生在细胞内，是在                    的作用下完成的；第二步是退火；第三步是“延伸”，需要用到                      酶。
（3）④过程应用的主要生物技术是                                              。
（4）从变异类型上分析，该水稻的新性状应该属于可遗传变异中的                   。

生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白。
（1）“分子手术刀”         _      _            
（2）“分子缝合针”                             
（3）“分子运输车”                             
（4）操作步骤：从人的____________获取目的基因；目的基因与____________结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入___________和终止子。然后把基因表达载体导入牛的____________，通过发育形成的牛体细胞含人的_________________，成熟的牛产的的奶中含有_________________，证明基因操作成功。
（5）人的基因在牛体内能表达,说明人和牛___________                。

据调查，随着化学农药的产量和品种逐年增多，害虫的抗药性也不断增强，造成的危害很严重，如近年来，棉铃虫在我国大面积暴发成灾，造成严重经济损失。针对这种情况，经研究发现寄生在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白，它能使寄主至死而对人畜无害。我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入棉花植株体内并实现表达。由于棉铃虫吃了这种“转基因抗虫棉”就会死亡，所以该种棉被推广后，收到了很好的经济效益。
请据以上材料，回答下列问题：
⑴害虫抗药性的增强是__________________________的结果。
⑵“转基因”抗虫棉的培育应用了_______________技术。抗虫棉的具体培育过程包括
                    、                       、                      、    
                       
（3）该项技术的遗传学原理是                                          （   ）

A．基因突变

B．基因重组

C．基因复制

D．基因分离

（4）利用下面技术可获得抗虫基因。如：从苏云金芽孢杆菌核糖体上分离出           ，
并以此为模板，       成互补的单链DNA，然后单链DNA在酶的作用下合成                 。
（5）要使抗虫基因与质粒结合，必须用              来切割基因载体和目的基因，切割后的质粒与目的基因片段还需要             酶，根据             原则使两者粘合在一起。
（6）抗虫棉之所以能抗虫，是因为棉花细胞中的抗虫基因表达出                             。
（7）该科技成果在环保上的重要作用是  ___________________________________________。

我国科研人员发现，弯曲的蚕丝由于弯折处易断裂，其强度低于蜘蛛纺绩器拖牵丝的直丝，并首次利用转基因工程将“绿色荧光蛋白基因”与“蜘蛛拖牵丝基因”拼接后成功插入蚕丝基因组中，使之在蚕体细胞中得到成功表达。
（1）在这项基因工程中，目的基因是                       ，采用绿色荧光蛋白基因的主要目的是                            。
（2）两基因组合在导入受体细胞前，必须用                             切割处理，并拼接成
                。
（3）若根据蜘蛛拖牵丝功能，设计出与之相似的蛋白质结构，按照此蛋白质中氨基酸序列，设计合成目的基因，再将此目的基因导入蚕丝基因组，合成与蜘蛛拖牵丝相似的蛋白质，则此工程可称为         
                          。

(13分)回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。
（1）将同位素标记的尿苷(尿嘧啶和核糖的结合物)加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的________、________、________。
（2）将从A细胞中提取的核酸，通过某种方法，转移到另一种细胞B中，当转入____时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能复制传给下一代；当转入____时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。
（3）已知某基因片段碱基排列如图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨
酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。(脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。)

	甲—GGCCTGAAGAGAAGT— 乙—CCGGACTTCTCTTCA—

 

 

①翻译上述多肽的mRNA是由该基因的________链转录的(以图中的甲或乙表示)。此mRNA的碱基排列顺序是：________________________。
②若该基因由于一个碱基被置换而 发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出置换前后的碱基对：______________。

 豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因）具有广谱的抗虫特性，害虫取食豇豆组织后因消化酶活性被抑制不能消化食物而致死。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是C_PTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对C_PTI基因进行了修饰后，C_PTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程如右图所示：
①C_PTI基因加入“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的目的是               ，在a过程中，首先要用酶切出所需基因并暴露出           ，再用                 连接。
②c代表                     过程，检测修饰后的C_PTI基因是否表达的最好方法是                                         。

生物学家用基因工程构建的某“工程菌”，经发酵可生产人生长激素。下图是用大肠杆菌构建的“工程菌”的生长曲线（甲）和生长速率变化曲线（乙）。请回答下列问题：

（1）构建该“工程菌”所依据的变异来源是               ，与人体细胞结构相比，它的主要结构特点是无                                   ；与人体细胞内的生长激素基因相比，该“工程菌”细胞内的人生长激素基因不含                  。
（2）生物学家配制了一种适合培养大肠杆菌的培养基，经分析发现，尿素是唯一氮源，这种培养基从用途来看，属于         培养基。
（3）甲曲线的b时期是         ，在这一时期的后段，大肠杆菌死亡率    繁殖率（填大于、等于或小于）。
（4）大肠杆菌产生的人生长激素在乙曲线的            （填字母）时期大量积累，属于         代谢产物，合成它的细胞结构是                 。
（5）在工业发酵上常以一定的速度不断添加新的培养基，同时又以同样的速度放出老的培养基，保证微生物对营养物质的需求。在生产上，这种方法       （填延长或缩短）了甲曲线的C时期，提高了发酵设备利用率，但更新培养基的速率过快会使活菌数大量减少，可能的原因是                                                       。在研究中，       （填能或不能）用此法培养来测定细菌生长曲线所需的相关数据。

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。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的启动子、________________、______________、_______________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___________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____________。

为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

(1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的______处，DNA连接酶作用于____处。(填“a”或“b”)
(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法是______________除此之外，还有基因枪法和花粉管通道法。
(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用____________技术，该技术的核心是_______和_______。
(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要用_________________方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

Ⅰ、家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大
规模培养，可以提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用___________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_________和___________之间。
Ⅱ、动物乳腺生物反应器已成为生物技术领域发展的尖端方向，具有广阔的开发前景。
十多年来，已有数十种人体蛋白在动物乳汁中生产出来，在小鼠乳腺中获得表达的产品更是多达数百种
（1）在获得人的蛋白基因后，可通过         技术在短时间内得到大量的这种基因
（2）将人的蛋白基因导入小鼠的受体细胞，常用方法是               。
（3）进行基因转移时，通常要将外源基因转入              中，并通常采用         技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。

下列为几种生物新个体的产生方式的图解，分析回答下列问题：
  甲→精子  
A：               受精卵→新个体
乙→卵细胞
  甲的体细胞→取出细胞核  
B：                           重组细胞→新个体
乙的卵母细胞→剔除细胞核
  甲的精子
C：                 试管中受精卵→早期胚胎→代孕母体→新个体
乙的卵母细胞
D：离体的组织或细胞→愈伤组织→根、芽→新个体
  甲植物细胞A→原生质体A
E：                            原生质体融合→杂种细胞→愈伤组织→新个体
乙植物细胞B→原生质体B
F：射线→生物→变异个体→选育出优良品种
  目的基因
G：             含目的基因的载体→受体细胞→生物新品种
  载体
（1）B应用了               技术；C应用了          和             技术；
D过程称为                 。
（2）属于有性生殖的有         。
（3）在A-E中，严格地讲，后代的遗传物质来自一个亲本的是          。
（4）能体现高度分化的细胞核具有全能性的是           过程。
（5）B中，新个体的性别与        相同。

为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
（1）若已获取耐盐基因的mRNA，可通过                     获取PG基因。
（2）获得耐盐基因后，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”）

（3）若构建重组DNA分子所用的限制性内切酶的识别序列如图23-甲所示，请在图23-乙相应位置上，画出目的基因两侧的黏性末端。

（4） 将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和           法。
（5）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用               技术。
（6）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的          作探针进行分子杂交检测导入是否成功，又要用          方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
（7）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是_______________、_____________、____________、_____________。
(8)科学家成功地把耐盐基因嫁接到水稻的DNA分子上，其物质基础是　　　　    　

根据基因工程的有关内容回答下列问题。

（1）图中以下字母分别是
A____________
B____________
C____________
D____________ E____________ F____________ G____________
（2）动物基因工程主要应用哪些方面（答出其中两个）  　　　　                   。
（3）基因工程操作程序中的核心步骤是　　　　　　　　                   。

胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。

（1）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？         ，为什么？                          。
（2）为使过程⑧更易进行，可用             处理D的细胞壁。D细胞一般选用大肠杆菌或枯草杆菌的原因是                              。
（3）下图A～D段表示质粒的某片段，若B表示启动子，为使目的基因直接表达，目的基因C插入的最佳位点是图中的       处（填数字序号）。

（4）基因工程其他方面的应用，如被用于培育转胰蛋白酶抑制剂基因的蔬菜，但若对该蔬菜处理不当，可能给人体带来的负面影响是                                                   
                                                                。