高中生物生物技术中的伦理问题综合题

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  ___________________________________________。

用来治疗糖尿病的胰岛素，过去主要靠从动物体器官、组织中提取，但因受原料限制，无法推广。现在，可以用发酵工程的方法来生产胰岛素。若用大肠杆菌发酵来生产胰岛素，并结合基因工程，写出其生产过程：
(1)构建转入人胰岛素基因的工程菌。
①提取目的基因：用胰岛素基因探针从人的胰岛细胞中获取            ，再用     法制备人的胰岛细胞目的基因。
②目的基因与运载体结合：从大肠杆菌的细胞中提取      ，并用     酶切割质粒，使其露出              。用同一种酶切割目的基因使其产生相同的              ，再将目的基因插人质粒切口处，加入适量的              酶，这样就形成了一个              和              的重组DNA。
③将目的基因导人受体细胞：将大肠杆菌用         处理，以增大              的通透性，让重组DNA进人大肠杆菌体内。
④目的基因的检测和表达：在用一定的方法检测出目的基因已导人大肠杆菌细胞内，并           后，再对该种大肠杆菌扩大培养。
(2)发酵生产。如图为发酵罐，回答：（括号中填数字,如[1]）

①配制适合大肠杆菌的培养基，调整       ，然后对培养基进行            处理并装入发酵罐，将上述大肠杆菌接种于发酵罐发酵
②若经检测若发现放料口排出的旧培养基中微生物细胞形态多样，甚至出现畸形，则此时微生物的生长处于    期，加料口[   ]添加新培养基的速度应该适当    ，并从[   ]以适当速度通入     
③若该装置阶段发酵的目的是为扩大培养生产酵母菌菌种，则应尽可能延长        期，采取的主要措施为：加料口放料的速度都          ，通人的无菌空气成分中应          ，搅拌的速度适当             
④影响发酵过程中温度变化的因素是                
⑤发酵过程中pH变化的原因是                     
⑥搅拌器搅拌的作用是                          
(3)发酵完毕后，从培养基中           并            胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经          合格后，可投入使用。

科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（amp^r为抗氨苄青霉素基因），其中①～②是重组基因的合成过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图作答：

（1）在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用限制酶             分别对                                进行切割，切割后产生的DNA片段分别为              种。
（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有                  作为标记基因。
（3）研究人员通常采用                   法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用　　 　　              技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。

Ⅰ、科学家将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。过程如下图，据图回答：


(1)过程(1)表示的是采取____ ____法来获取目的基因。
(2)图中(1)过程是以__         ____为模板，_______形成DNA单链，再进一步合成DNA双链。
(3)图中(2)所示为 ___     ___，它含有目的基因。
(4)图中(3)过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，主要是借鉴细菌或病毒________细菌的途径。一般将受体大肠杆菌用_________处理，以增大___  ____的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
(5)检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒，可采用的方法是__                       __                             
原理是：________________                                        。
(6)如果把已经导入了普通质粒A或重组质粒的大肠杆菌，放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是____                                                        ___  _;原理是：__________ __________                                             

科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆（如下图所示），请结合图示回答下列问题：

（1）在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用                酶处理。
（2）形成重组细胞时应选用            期的卵母细胞。
（3）如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会表现出                
和            等特点。
（4）图中犊牛并不是对体细胞核供体母牛100%的复制、其原因主要有         和                 。
（5）上图中所示的生物技术整体被称为          。其包括的具体生物技术有        、         等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物______               具有全能性。

（每空1分，共8）分人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

请回答：
(1)过程①代表的是　　　　。
(2)过程②构建A基因表达载体时，必须使用　　　　和　　　　两种工具酶。
(3)过程③采用的实验技术是______，获得的X是________。
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的________所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行________比较；或用图中的________进行特异结合检测。

科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。过程如下图，据图回答：

⑴过程①表示采取        的方法来获取目的基因。
⑵形成图中②含有目的基因的DNA（重组质粒）需要的酶包括：        和             。
⑶图中③过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，一般将受体大肠杆菌用    处理，使细胞成为           ，从而使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒，可采用的方法是将得到的大肠杆菌B涂布在含有         的培养基上，若细菌能够生长，说明：已导入了重组质粒或普通质粒A，理由：         ____  。
⑷基因工程的第四步中,检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上、检测目的基因是否翻译成蛋白质，用到的技术分别是       ___________ 、     ___________   。

白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本。经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到"白菜－甘蓝"杂种幼苗。请回答问题：
⑴白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过的方式产生后代。雌蕊离体培养"白菜－甘蓝"杂种幼苗获得，所依据的理论基因是植物细胞具有。
⑵为观察"白菜－甘蓝"染色体数目和形态，通常取幼苗的做临时装片，用染色。观察、计数染色体的最佳时期是。
⑶二倍体"白菜－甘蓝"的染色体数为。这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体"白菜－甘蓝"，这种变异属于。

水稻种子中70％的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。


（1）磷元素除了形成植酸外，还可以出现在下列分子或结构中（多选）。

A．	核糖
B．
C．	核糖体
D．	核膜

（2）种植芦苇能有效抑制水华的发生，表明芦苇与引起水华的藻类关系是。
（3）植酸酶可降解植酸，在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的利用率。
（4）酵母菌中植酸的活性较高。下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺流程。

据图回答：
①  植酸酶（Ⅰ/Ⅱ）属于分泌蛋白。
②  若植酸酶Ⅰ和Ⅱ的肽链组成不同，其差异体现在。
③  提纯的植酸酶需做活性条件测定。右图为测定结果。
图中的自变量可为(答一种)；
因变量可以通过测定来表示。
（5）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）文库。
②  B过程需要的酶是；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。
和为模板直接进行扩增，该过程中所用酶的显著特点是。
（6）已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下图为选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性形状分别由两对基因控制，并独立遗传。

    采用上图育种过程，需从代开始筛选，经筛选淘汰后，在选留的植株中低植酸抗病纯合体所占的比例是。选留植株多代自交，经筛选可获得低植酸抗病性状稳定的品性。

《科技日报》2007年8月3日报道，美国佛罗里达大学的亨利·丹尼尔教授利用基因工程，研制出转基因莴苣，可用其中的有效药物成分制造胰岛素胶囊来治疗糖尿病。如右图所示是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：

（1）①过程需要的酶有                                    。
（2）为了便于筛选，质粒A上应具有                          。
（3）接受重组质粒的受体细胞可能有三种情况：如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则导入它的目的是为了                     ，以便于得到大量的含目的基因的土壤农杆菌。然后用土壤农杆菌侵染受体细胞C2 ，受体细胞C2可以是         或其它细胞，然后应用组织培养技术，经          和         过程，形成转基因莴苣。
（4）经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，在分子水平上可用_________方法进行检测，如果出现杂交带，说明转基因莴苣培育成功。
（5）目前，为使胰岛素能直接进入血液，通常采用的给药方式是注射，而不是口服。丹尼尔发明的胰岛素胶囊的优越之处在于:胶囊膜（植物细胞壁）可以在口服后的初始阶段防止胰岛素被降解。当含有胰岛素的植物细胞到达肠壁后，肠居细菌开始将植物细胞壁缓慢分解，胰岛素随之被逐渐地释放到血液中。据此可以断定：①人体内缺乏分解细胞壁的纤维素酶；②该药物（胰岛素）被患者吸收的方式为          。

干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血中提取，每升人血只能提取0.5μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚州的基因公司用如下图的方式生产干扰素。试分析原理和优点。

（1）从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因，一般可用          _______的方法，此基因在基因工程中称为             。
（2）此基因与细菌的质粒相结合要依靠             ，然后将目的基因移植到酵母菌体内，酵母菌在基因工程中叫             。
（3）科学家在培养转基因植物时，常用             中的质粒做运载体。
（4）细菌质粒能与干扰素基因能够拼接其原因是____________________________。人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素，说明了____________________。

科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
⑴进行基因操作一般要经过的四个步骤依次是_________________________、
                              、                               、
                                    。  
⑵从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是______________，其特点是_________________________________________________。
⑶导入棉花体细胞前，抗虫基因要与运载体（常用的运载体是      ）结合，用相同的切割工具切割，产生相同的         ，再用          使其连接。
⑷在此基因工程中，目的基因指的是            。

下图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程，请据图回答下列问题。

(1)A过程需要用限制酶切割水母细胞的DNA，不同的限制酶切割后产生的DNA片段末端通常有两种形式：________和________．
(2)C过程需要利用动物细胞培养技术以获得大量的成纤维细胞，其培养过程可经过原代培养和传代培养，但是目前冷冻保存的正常细胞通常在10代以内，这是为了_____                         _。
(3)过程F的技术名称是________。
(4)E过程可从屠宰场已屠宰母畜的卵巢采集________，并在体外培养到________期。

下图是某种类似动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：

(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号________所示过程。
(2)实现③过程所依据的原理是______________________，属于哪种获取目的基因的方法：________。
(3)经过④过程得到目的基因，所采取的手段与基因突变相比最大的特点是______________________________________________________________________________。
(4)⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是________________，进行⑤过程的目的是_________________________________________________________________。

在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因A控制合成的抗冻蛋白A有较好的应用价值，通过转基因技术获得抗寒能力提高的植株。回答有关问题：
（1）从深海鱼提取和纯化DNA时，选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中   的特性，达到分离目的，加入一定量           可以进一步获得含杂质较少的DNA。
（2）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生      末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生               黏性末端的限制酶。
（3）为了检测A基因转录的mRNA是否翻译成抗冻蛋白A，需从转基因生物提取            ，用相应的抗体进行                     。 
（4）若要用动物细胞工程技术，制备抗A抗体的杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中，再加入               诱导细胞融合。细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有                           ，体系中出现多种类型细胞的原因是                                                         。