高中生物生物技术中的伦理问题综合题

红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简易生产流程如图所示。

请回答问题：
(1)图中①所指的物质是________，②所指的物质是________。
(2)基因表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常采用的方法是                    。
(3)CHO是仓鼠的卵巢细胞经过细胞培养过程中的___________________培养获得的无限增殖细胞。重组CHO细胞培养需要____________的环境及营养、温度、pH和气体环境适宜的条件。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。单克隆抗体的优点是                          ，并可大量制备，它是由小鼠的骨髓瘤细胞与其特定 B淋巴细胞通过____________技术获得的杂交瘤细胞分泌的。

下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。请据图回答下列问题：

(1)过程①至②获取的抗体称为__________，其中①过程常用的诱导剂是_____     _____。
(2)④过程需要__________酶，⑤过程则需要的工具酶为____________。
(3)②处需要筛选，其目的是____________________________________________。
(4)结构甲的组成必须包括____________________________________及目的基因等。
(5)如果想用棉花产生该种抗体，则⑥过程的受体细胞通常选用__________，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过                技术获得能产抗体的转基因棉花植株。

许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物β－半乳糖苷酶在X－gal和IPTG存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如下图所示。请据图回答：

(1)基因工程中，构建基因表达载体的目的是_____________________。
(2)限制酶EcoR Ⅰ的识别序列和切割位点是－G^↓AATTC－，Sma Ⅰ的识别序列和切割位点是－CCC^↓GGG－。图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是__________，连接过程中需要的基本工具是__________。
(3)转化过程中，大肠杆菌应先用________处理，使其处于能吸收周围DNA的状态。
(4)菌落颜色为白色的是________，原因是                      。
(5)菌落③中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是_________________。

应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：

(1)②过程常用的方法是             。要检测目的基因是否翻译成了人生长激素，利用的技术是                      。
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界生物的          。基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有                    ，使人生长激素基因在乳腺细胞中特异性高效表达。
(3)在抗虫棉培育过程中, ④过程常用的方法是农杆菌转化法，是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的                              吸引并移向这些细胞，而且Ti质粒有                              的特点。

【生物——现代生物科技专题】
图为转基因烟草培育过程流程图，

回答问题：
(1)携带外源基因的质粒除了含有外源基因外，还包括_____、______复制原点和标记基因，其中标记基因的作用是__________。
(2)图示过程中，将目的基因导入烟草细胞使用了_______法，①过程要用______处理农杆菌，使之转变为感受态，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
(3)②过程叫做___________技术，其理论基础是______________________。
(4)该转基因烟草产生的配子中________(填“一定”或“不一定”)含有目的基因．

【现代生物科技专题】目前，科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗，如器官移植、基因治疗等。请回答下列问题：
（1）人体器官移植面临的主要问题有_______和免疫排斥，目前临床通过使用__________抑制________的增殖来提高器官移杆的成活率。
（2）EK细胞来源于囊胚期的______细胞或胎儿的原始性腺，也可以通过______技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。通过对患者的EK细胞进行_________，可培育出人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。
（3）人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原决定簇仍可引起免疫排斥。目前，科学正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的________________________，作用是________________________。
（4）基因工程技术还可用于基因治疗。在进行体外基因治疗时，最有效的转化方法是_____________；在进行体内基因治疗时，采用的载体应该是_____________________。
（5）2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发全国人民对雾霾的关注和讨论，而山西作为产煤大省，生态环境破坏严重，请问矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于_______，具体措施有_______________，（举例说明，任答两种）利用了的生态工程原理是______________。

(14分)人外周血单核细胞能合成白细胞介素2（IL-2）。该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。研究人员将IL-2基因与人血清白蛋白（HSA）基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL-2生理功能、且不易降解的IL-2- HSA融合蛋白。其技术流程如图。请回答：

（1）图中③过程的模板是________。表达载体1中的位点____应为限制酶BglⅡ的识别位点，才能成功构建表达载体2。
（2）表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL-2蛋白对应的碱基序列不能含有____________，才能成功表达出IL-2-HSA融合蛋白。
（3）培养人外周血单核细胞时，需要将温度控制在______℃，此外还需要通入______（气体）。
（4）应用________技术可检测酵母菌是否表达出IL-2- HSA融合蛋白。
（5）如果基因表达载体2导入的是优质奶牛的受精卵细胞，经胚胎培养后移入受体母牛子宫内可以存活的生理学基础是________________________________________  

【生物－选修3：现代生物科技】
Ⅰ、生物技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可能使用不当给人类带来灾难。请回答下列有关生物技术的安全性和伦理性问题：
（1）由于科学发展水平的限制，在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果，引发了人们在食物安全、生物安全和     安全三个方面发生了激烈的争论。
（2）在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。如对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒性或过敏的        。
（3）为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术，而2002年，英国一对夫妇通过设计试管婴儿，利用新生儿脐带血中造血干细胞，挽救患地中海贫血症的男孩。这两项技术的区别是              不需要经过基因检测。
Ⅱ、2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发了全国人民对雾霾的关注和讨论。生态环境与生态经济再次推上舆论的焦点。建设社会主义新农村的关键是构建和谐社会，发展生态农业，走可持续发展之路。下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：

（4）生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。“无废弃物农业”体现了生态工程的                    原理。
（5）该生态工程模式的最大优点是                                            。该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的                 原理。
（6）该生态工程中，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有         （写全才能给分），该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其            。

【生物——选修3:现代生物科技专题】中科院动物研究所研究小组已培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。下图是转基因猕猴培育过程示意图，据图回答。

（1）过程②中常用         技术将目的基因导入受精卵。
（2）如果⑤过程在体外进行，那么卵母细胞需要培养到            ，精子需要进行          ，常用的处理方法有                       。
（3）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O₂维持细胞呼吸外，还需要提供CO₂气体以维持         。
（4）图中⑦过程称为                 ，为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同，此前需对代孕雌猴做            处理。
（5）若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴，可采用            技术。若选用囊胚期的胚胎，操作过程中要特别注意的问题是          。

I.已知一对等位基因控制的羽毛颜色，为黑羽，为白羽，为蓝羽。另一对等位基因和控制鸡的小腿长度，为短腿，为正常，但胚胎致死。两对基因位于常染色体上且独立遗传。一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配，获得₁。
（1）₁的表现型及比例是。若让₁中两只蓝羽短腿鸡交配，₂中出现中不同的表现型，其中蓝羽短腿鸡所占比例是。
（2）从交配结果可判断和的显隐性关系，在决定小腿长度性状上，是，在控制之死效应上，是。
（3）基因控制色素合成酶的合成，后者催化无色前体物质形成黑色素。研究人员对基因进行测序并比较，发现基因的编码序列缺失一个碱基对，据此推测，基因翻译时，可能会出现或，导致无法形成功能正常的色素合成酶。
（4）在火鸡（型性别决定）中，有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合，而与某一极体结合形成二倍体，并能发育成正常个体（注：胚胎致死）。这种情况下，后代总是雄性，其原因是。
II.科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。

（1）由过程获得的为。
（2）在核移植前，必须先去掉卵母细胞的核。目的是，受体应选用期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生，这是为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为。

拟南芥（2n=10）是自花传粉植物，花蕊的分化受多对基因控制，其中的两对等位基因（独立遗传）与花蕊分化的关系如下表所示：

基因型	A_B_	aaB_	A_bb或aabb
花蕊分化情况	有雄蕊和雌蕊	只有雌蕊	无花蕊

（1）花蕊细胞分化的本质是                            。由表中可推知，      基因决定拟南芥花蕊的发生。如需对拟南芥的基因组进行测序，应测         条染色体。
（2）基因型为AaBb的拟南芥种群自交，F₁中能分化出雌蕊的植株所占的比例为       。若让F₁植株继续繁殖若干代，预计群体中B基因的频率将会            （填“增大”、“减小”或“不变”）；此时与亲本相比，种群是否发生了进化，为什么？                                   。
（3）目前主要利用浸花转基因法对拟南芥的性状进行改良，主要流程如下：

从流程图中可知，该育种方法选用了                         作为标记基因。与传统转基因技术相比，浸花转基因法不需要使用                        技术，从而大大提高了育种速度。

I.某种鸟类（2N=76）为ZW性别决定，其羽毛中的黑色素由等位基因A、a中的A基因控制合成，且A基因越多，色素越多。回答下列问题：
（1）若等位基因A、a位于Z染色体上
①雌性鸟类羽毛的颜色有____________种，其基因型是________________________。
②用两只羽毛颜色相同的个体杂交，子代出现了性状分离现象，则亲代雌雄个体的基因型分别为____________，子代中黑色羽毛：灰色羽毛：白色羽毛=____________。
（2）若等位基因A、a位于常染色体上，另有一对不在性染色体上的控制色素分布的等位基因B、b。研究者进行了右图所示的杂交实验：

①根据杂交实验可以判断，这两对等位基因的遗传_________（填“是”或“否”）遵循基因的自由组合定律；灰色斑点的基因型是___________。
②F₂中基因型种类最多的性状是__________，让F₂中的纯灰色雄鸟与灰色斑点雌鸟杂交，子代新出现的羽毛性状占____________。
③斑点羽毛的鸟在自然环境中比纯色羽毛的鸟更容易被天敌发现，将F₂全部个体放归自然界多年后，种群中a基因的频率将____________（“变大”或“不变”或“变小”）。
II.下图是制备抗埃博拉病毒（EBOV）VP40蛋白单克隆抗体的过程。请据图回答：

（1）利用PCR获取目的基因的过程中，反应体系内要加入含有VP40基因的DNA、dNTP、Taq酶和根据______________合成的引物，且反应需要在一定的_________溶液中才能进行。
（2）选用EcoRI和XhoI双酶切的优点是___________________________________________；VP40基因进入大肠杆菌细胞，并在大肠杆菌内维持稳定和表达，该过程可称为___________。
（3）过程⑥常用的不同于植物原生质体融合的促融方法是用____________处理。若把在HAT选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培养基中，并从中提取出的抗体_______是或不是）单克隆抗体。图示过应用的生物技术是____________________________________。

科研人员为了探究拟南芥A基因的功能，进行了如下研究。
（1）科研人员将T-DNA中插入了卡那霉素抗性基因的农杆菌在__________培养基中震荡培养，获得转化液。用__________至适当浓度的转化液对野生型拟南芥进行转化，T-DNA插入导致A基因发生__________，得到突变型拟南芥。
（2）科研人员用突变型拟南芥进行了杂交实验，结果如下表所示。

亲本	子代（卡那霉素抗性/卡那霉素敏感）
突变型拟南芥自交	2.93
突变型♀×野生型♂	1.03
突变型♂×野生型♀	0.47

 
依据__________，判断突变型拟南芥的基因型为Aa，依据__________不同，推测A基因丧失影响雄配子的产生。子代卡那霉素敏感型个体的基因型为__________。
（3）为探究A基因在联会过程中对交换频率的影响，科研人员将黄色（Y）和绿色（C）荧光蛋白基因整合到突变型和野生型拟南芥的同一条染色体上，得到基因型为aaYyCc和AAYyCc的植株。观察并统计aaYyCc植株产生的不同荧光的花粉数量（假设最多只发生一次交换），与AAYyCc植株进行比较，得到下表所示结果。

	花粉数量
无荧光	黄色和绿色荧光	黄色荧光	绿色荧光
AAYyCc植株（对照组）	2631	2631	731	731
aaYyCc植株（实验组）	991	991	168	168

 
据表分析，__________荧光的花粉是通过交叉互换产生的，对照组未发生交叉互换的花粉母细胞的数量是__________。对照组植株和实验组植株的重组配子所占的比例分别为__________，由此说明A基因功能丧失导致交换频率__________。

小鼠是继果蝇之后的又一种模式动物，下图1表示生产长效胰岛素转基因小鼠培育过程示意图，图2表示图1中③表达载体构建过程图示。请回答下列问题：

（1）图1中的过程①注射A物质的目的是使供体母鼠__________________，若进行体外受精，则需将未成熟的卵子培养至_______________才具备受精能力。
（2）在图2中，当目的基因的DNA用HindⅢ、BamhⅠ完全酶切后反应管中有________种DNA片段，经过程⑧形成的重组质粒上将有______________限制酶的切点。
（3）为确保目的基因在小鼠细胞中进行表达，图2的⑧过程在构建基因的表达载体时，需将目的基因插在____________________两种片段之间，将表达载体送入细胞时，图1中的过程④常用的方法是_______________________________________。
（4）为检测目的基因是否成功表达，通常采用的方法是____________________。

请回答有关下图的问题。

(1)图甲中①～⑤所示的生物工程为________。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________修饰或基因合成，对现有________进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
(2)图甲中序号④所示过程叫做________，该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是________(请将模板链上的碱基写在前)。
(3)如图乙，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，在基因尾端还必须有[2]________；图中[3]________的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

(4)若欲通过乳腺生物反应器生产预期蛋白质，则构建基因表达载体时，图乙中序号[1]代表的是______；且在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体______的精子。
(5)为获得较多的受精卵进行研究，图甲中⑥过程一般用激素对供体做________处理；为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对________动物做________处理。
(6)若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到________期方能受精。
(7)用________技术处理发育到________期或囊胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎。若是对囊胚进行处理，要注意将________均等分割。