高中生物生物技术中的伦理问题综合题

PCR是聚合酶链式反应的缩写，利用PCR技术可对目的基因进行扩增。请根据下面PCR反应原理示意图回答有关问题:

（1）PCR的原理是                 。
（2）PCR技术使DNA解链是通过           实现的，DNA的这种解链现象在一定的条件下是     （填“可逆的”或“不可逆的”）。
（3）DNA解链后冷却的目的是让           与           相结合。
（4）当温度加热至70～75℃时，是           酶把单个脱氧核背酸，通过           键连接到引物上。如此逐渐延伸形成互补链，进而使目的基因加倍。
（5）通过重复循环（3）、（4）、（5）过程，使目的基因以           形式扩增。

在荧光素酶中加入正确的荧光素底物就可以发荧光。荧光素酶及其合成基因在生物研究巾有着广泛的应用。请回答下列问题：
（1）荧光素酶基因可以人工合成，也可以从    中获取。利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用___    _的原理。
（2）限制酶是切割DNA的工具酶，主要从     中分离纯化出来。下表为4种限制酶的识别序列和酶切
位点，下图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法（只用一种酶）获得荧光素酶基因，最应选择的限制酶是

（3）荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因，其作用是将    筛选出来。荧光素酶基因也可以作为目的基因转入某些动植物细胞中表达产生荧光素酶。将目的基因导入动物细胞的技术中，应用最多的是____。
（4）将目的基因导入植物细胞，目前常用的目的基因载体是Ti质粒，目的基因需插入到该基因载体的   上。将导人荧光素酶基因的植物细胞，可经过    技术获得转基因植株。

随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：

（1）在此过程中涉及的动物细胞工程技术有                、_________________。
（2）在基因工程中，我们称②为____          。为了使血清白蛋白基因在羊恰当的细胞中表达，基因表达载体中除②片段外，还应该有牛的乳腺蛋白的             ，其是__________识别和结合的位点。
（3）图中①一般经____    ___处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的           细胞去核后作为受体，不用普通的体细胞。
（4）要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是           。

下面是将乙肝病毒控制合成的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：巴斯德毕赤酵母菌可用培养基中甲醇作为其生活的唯一碳源，同时AOX1基因（醇氧化酶基因）受到诱导而表达，5'AOX1和3'AOXl（TT）是基因AOX1的启动子和终止子，此启动子也能使外源基因高效表达。
资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，下图为科学家改造的pPIC9K质粒，其与目的基因形成的重组质粒在特定部位酶切后形成的重组DNA片段可以整合到酵母菌染色体上，最终实现目的基因的表达。

（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（SnaB I、Avr II、SacI、Bgl II四种限制酶的识别序列均不相同），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HBsA9基因后，需用______________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，根据步骤②可知步骤①将重组质粒先导入大肠杆菌的目的是______________。
（3）步骤3中应选用限制酶______________来切割从大肠杆菌分离的重组质粒从而获得图中所示的重组DNA片段，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______________以便筛选。
（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HBsA9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。
（7）培育转化酵母细胞所利用的遗传学原理是______________。

内皮素（ET）是一种多肽,主要通过与靶细胞膜上的ET受体（ET_A）结合而发挥生物学效应。科研人员通过构建表达载体，实现ET_A基因在大肠杆菌细胞中的高效表达，其过程如下图所示，

图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因，限制酶ApaⅠ的识别序列为，限制酶XhoⅠ的识别序列为。请据图分析回答：
（1）进行过程①时，需要加入缓冲液、引物、dNTP和___________酶等。完成过程①②③的目的是
___________。
（2）过程③和⑤中，限制酶XhoⅠ切割DNA，使___________键断开，形成的黏性末端是___________。
（3）构建的重组表达载体，目的基因上游的启动子是___________的部位，进而可驱动基因的转录。除图中已标出的结构外，基因表达载体还应具有的结构是___________。
（4）过程⑥要用CaCl₂预先处理大肠杆菌，使其成为容易吸收外界DNA的___________细胞。
（5）将SNAP基因与ET_A基因结合构成融合基因，其目的是有利于检测___________。

克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。

请回答：
（1）图中重组细胞的细胞核来自___________细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和___________胚最终发育为克隆猪。
（2）在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数，从而反映出Bcl-2基因的转录水平。
①图中X表示___________过程。
②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成___________用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模是              。

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的切位点。请回答下列问题：

（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有      和     个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越      。
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma Ⅰ切割，原因是      。
（4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止     。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入      酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了      。
（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在      的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。

回答下列有关细胞的问题。某植物的体细胞染色体数为6对，其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为15小时，其中G₁期、S期、G₂期、M期所占比例如图。

（1）该植物根尖细胞分裂间期的总时长约为_____小时。
（2）G₁期细胞内完成的主要活动是__________（多选）。
A．染色质丝螺旋缠绕       
B．合成一定数量的RNA
C．合成DNA复制需要的酶   
D．合成组装纺锤体的蛋白质
（3）如果细胞内存在DNA解旋的现象，则此时细胞可能处于__________（多选）。
A．S期       B．G₂期        C．分裂期中期        D．分裂期后期
（4）假设该植物根尖细胞的所有胸腺嘧啶都已被³H标记，挑选一个正处于分裂期前期的细胞，放入不含放射性的培养液中培养，经过15小时后，培养液中单个细胞内能检出放射性的染色单体有__________条。
（5）植物细胞有丝分裂末期在赤道面上会出现一些囊泡，囊泡将彼此融合，囊泡内的物质被用来形成新的细胞壁，囊泡膜将在新的细胞壁两侧形成新的_____。
（6）下列不可用于对染色体进行染色的试剂是_____。
A．改良苯酚品红染液              B．苏丹III   
C．龙胆紫                        D．醋酸洋红
（7）若用大肠杆菌生长某一时期细胞中提取的mRNA构建其cDNA文库，则与大肠杆菌的基因组文库相比，其基因结构上cDNA文库中的基因缺少          、          片段。

2003年，我国首创的基因治疗药物“今又生”被准上市，其本质是利用腺病毒和人p53基因拼装得到的重组病毒。人的P53蛋白可对高危癌前病变的DNA损伤进行修复，对DNA损伤无法修复的细胞，P53蛋白则诱导其进入冬眠状态或细胞凋亡。“今又生”的载体采用毒性极弱的第一代人5型腺病毒，其基因不整合到宿主细胞基因组中，无遗传毒性；载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制，无环境污染。
根据以上信息，完成下列问题：
（1）从题中分析，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性的放弃了一般的载体都应该具有的___________________。
（2）P53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成。若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则p53基因至少应该含有____________个核苷酸。在形成P53蛋白时，需要脱去___________个水分子，此时核糖体上不含有下列哪种结构___________。
A．密码子
B．反密码子
C．核糖核苷酸
D．脱氧核苷酸
（3）试举一种人体中不含p53基因的细胞：_______________________。
（4）已知P53蛋白微量高效，只需极微量就可以完成功能，p53基因位于常染色体上。某男谢某表现型正常，但在他还是一个受精卵时，一条染色体上的p53基因突变成为无功能的假基因。若谢某和一个无遗传病史正常女性结婚，生下一儿晓东，晓东长大后娶了一个因p53突变导致的“易患癌症者”吴婷婷，晓东和婷婷准备生个娃娃，他们的娃娃是“易患癌症者”的概率应为__________________。
（5）婷婷为了治病，接受了“今又生”的基因治疗。在她接受注射后两个月，从她血液中提取了P53蛋白做了电泳分析，以便和治疗前对比。但是婷婷慌乱中把治疗前后的底片搞混淆了，两张底片分别如下图所示，请帮婷婷判断，她的治疗_________（是、否）有效，__________（左、右）边那幅图是治疗后的电泳分析图。

婷婷经过“今又生”注射后，仍然不幸的在三十五岁就患了癌。根据已有资料判断，她的治疗效果不显著的最可能原因是：（ ）
A．p53基因没有整合到体细胞中
B．p53基因没有转录出mRNA
C．p53基因没有表达出P53蛋白
D．注射浓度或注射次数不够

下图为我国首例绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：

（1）图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制酶切取目的基因、切割质粒。限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
① 画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。

②在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？       理由是                                                        。
（2）以上图示中基因工程的核心是      （用序号表示）,除了目的基因和标记基因外,其上还应包括_____________和_____________。
（3）过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也最有效的方法是           。目的基因能否在受体母猪体内稳定遗传的关键是                          。这需要检测才能确定，检测采用的方法是_____________。
（4）目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白，黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：           （用数字表示）。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成）
④表达出蓝色荧光蛋白

科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下（图中的■代表基因前的启动子），据图回答：

（1）loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段，是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成，自身不会表达，插入质粒后也不影响原有基因的表达，其碱基序列如下：

Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的________酶。从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的________。
（2）作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原因是_______。
（3）经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是________。经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于_______的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。
（4）loxP序列是有方向性的。如果经Cre酶处理后，发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上，则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是________。

A．两个都是正向	B．两个都是反向
C．一个正向一个反向	D．与方向无关

1979年，科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素的前体物质胰岛素原。如下图所示，请根据下图回答：

（1）图中2、5、3、7表示通过从供体细胞的DNA中直接分离基因，获得_________的过程。
（2）图中3代表____________，在它的作用下将目的基因和质粒切成黏性末端。
（3）经9__________的作用将7、6“缝合”形成8重组DNA分子。8往往含有________基因，以便将来检测。
（4）图中10表示将重组DNA分子导入_________的过程。
（5）如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素原，说明成功导入了___________，并使之完成了表达过程。

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）。

应用现代生物技术可以大量获得针对甲型H₁N₁病毒的抗体，并可用于临床治疗，如图表示制备该抗体的设想，请据图回答下列问题：

（1）转甲型H₁N₁病毒抗体基因牛可通过分泌乳汁来生产甲型H₁N₁病毒抗体，在基因表达中，甲型H1N1病毒抗体基因的首端必须含有________，它是____________识别和结合的位点。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用________技术，培养出多头相同的转基因牛。
（2）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因可制备单克隆抗体，Ⅰ最可能是________细胞，Ⅱ代表的细胞具有___________的特点。
（3）制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术，与动物细胞融合过程不同，植物体细胞杂交在细胞融合之前要用________________对细胞进行处理，作用是除去________。

制备培养基方法：将蛋白胨、NaCl和牛肉膏放入烧杯内，加200mL蒸馏水，用玻璃棒搅匀后，在酒精灯上加热。当蛋白胨、牛肉膏融化后，加入琼脂，用微火继续加热至琼脂溶化，补充水至200mL。用0．1mol/L的NaOH或0．1mol/L的HCl将pH调至7．0～7．2，分别对培养基和培养皿进行高压蒸汽灭菌。当培养基的温度下降到50℃时，将其分装在5套培养皿中，当培养基冷却至室温，按下表分别进行处理。将处理完毕的培养基置于35℃的温度下培养2～3天，观察每个培养基中的细菌生长情况。请回答下列问题：

第1套	开盖，在空气中暴露10s
第2套	用手指接触培养基约10s
第3套	用硬币接触培养基约10s
第4套	用滤纸擦一下课桌，再接触培养基约10s
第5套	对照（不打开盖）

 
（1）该培养基中，蛋白胨提供的主要营养是_____________，此外，培养基中还必须含有的营养物质有水、无机盐和____________。该培养基因其中加入了琼脂而被称为_______，另外因含有牛肉膏、蛋白胨等成分而被称为_____________。
（2）除上述灭菌方法外，还可用_______和____________方法灭菌，其中后者主要适用于金属工具。以上方法能够杀死物体内外的____________，与之相比，消毒是指使用_________方法杀死物体内外的___________。
（3）在实验操作中，“当培养基的温度下降到50℃时，将其分装在5套培养皿中”的过程称为_______，“当培养基冷却至室温”后应该____________。试验中将高压蒸汽灭菌后培养基的温度下降到50℃是防止_________________________．