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1、生物技术的安全性和伦理问题练习教师版(20分钟50分)1.(12分)在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。(1)科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过而黏合。(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的，原因
2、是。(3)种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是。【解析】(1)将目的基因与载体结合的过程，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。如果以土壤农杆菌中的Ti质粒作为载体，首先要用一种限制性核酸内切酶切割质粒，使质粒出现一个切口，露出黏性末端，然后用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因，使其产生相同的黏性末端。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，质粒的黏性末端与目的基因的黏性末端就会因碱基互补配对而结合，形成一个重组DNA分子。(2)由题意推断，抗除草剂基因为显
3、性基因，设为A，则该转基因植株基因型为Aa，Aa自交，具有显性性状的为AA+Aa=1/4+1/2=3/4。(3)如果目的基因导入叶绿体DNA中，叶绿体遗传属于细胞质遗传。由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，受细胞质遗传物质控制的性状实际上是卵细胞遗传给子代的，目的基因不会通过花粉传递给下一代。答案：(1)限制性核酸内切酶碱基互补配对(2)3/4雌雄配子各有1/2含有抗除草剂基因，受精时，雌雄配子随机结合(3)叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递给下一代2.(12分)(2015太原模拟)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能解决这些问题。下面是治疗
4、性克隆的过程图解。(1)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因的。(2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用技术。(3)若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植，图中患者是O型血，提供卵细胞的女性是AB型血，则骨髓移植成功后患者的血型是型。(4)科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞，而不直接用体细胞进行细胞培养？。(5)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是。【解析】(1)由图示可知，高度分化的体细胞的核仍然具有全能性，胚胎干细胞能够
5、分化出各种各样的细胞，原因是细胞内基因的选择性表达。(2)通过胚胎分割技术可以得到两个基因型完全相同的胚胎。(3)血型由细胞核内的基因控制，O型血白血病病人通过治疗性克隆方法，获得骨髓进行骨髓移植，由于细胞核是患者本人提供的，因此血型不变。(4)卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质，因此用去核卵细胞作受体细胞进行动物细胞培养。(5)通过图示方法形成克隆器官，细胞核是患者提供的，无排斥反应，可以解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。答案：(1)全能性选择性表达(2)胚胎分割(3)O(4)卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质；而体细胞是高
6、度分化的细胞，不再具有分裂分化能力(5)解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题【延伸探究】图中生理过程和生殖性克隆相同和不同之处是什么？提示：相同之处：二者都有核移植和早期胚胎培养过程。不同之处：生殖性克隆存在胚胎移植过程，治疗性克隆存在体外胚胎干细胞的诱导分化过程。3.(12分)(2015洛阳模拟)世界卫生组织解释克隆为“遗传上同一机体或细胞系(株)的无性繁殖”。相对于植物克隆而言，动物尤其是高等动物的克隆比较困难，下图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤，请据图回答下列问题：(1)方法2获得的小牛的细胞核遗传物质来源于。方法3中和发育成的小牛的遗传物质(填“相同”或“不同”)。(
7、2)细胞B取自囊胚的，具有全能性，称为细胞。囊胚(填“已经”或“尚未”)出现分化。(3)应用图示方法得到的小牛与供体1遗传物质最相似。(4)克隆也可以理解为复制、拷贝，结合世界卫生组织的定义，你认为还有哪些现代生物技术也属于克隆？。(5)美国总统奥巴马签署行政令，决定解除对使用联邦政府资金支持胚胎干细胞研究的限制。对此，各界反应不一，你的态度及理由是：。【解析】方法1是用核移植克隆动物，供体1提供细胞核，供体3提供卵子。方法2是供体1和供体2体内受精，取其囊胚的胚胎干细胞进行核移植。方法3是供体1和供体2体内受精，然后进行胚胎分割移植。克隆除上述个体克隆外，植物的组织培养也是个体克隆，单克隆抗
8、体是细胞的克隆，PCR是分子的克隆。答案：(1)供体1和供体2相同(2)内细胞团胚胎干已经(3)1(4)单克隆抗体、植物组织培养、PCR等(5)支持，胚胎干细胞的研究有利于治疗人类某些顽症(治疗性克隆)，以及揭示细胞分化和细胞凋亡的机理等(或反对，胚胎干细胞取自胚胎，胚胎也是生命，另外可能被用于克隆人研究，引起伦理问题)(合理即可)4.(14分)棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家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。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后会死亡，
9、所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题：(1)该项科学成果在环境保护上的重要作用是：。(2)题中“毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是：。(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是。(4)在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是，基因的“缝合针线”是，基因的“运载工具”是。(5)转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明。有利方面：；有害方面：。【解题指南】解答本题应明确以下知识：基因工程的优点；目的基因的表达；基因工程的安全性问题。【解析】基因工程的优点是目的性强、育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍。抗虫棉的优点是减少了农药对环境的污染，保护了生态环境。毒蛋白基因的表达经过转录和翻译两个过程。答案：(1)减少了农药对环境的污染，保护了生态环境(2)毒蛋白基因在棉花细胞内经过转录和翻译合成了毒蛋白(3)目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍(4)限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒(5)用于疾病的诊断和治疗，用于培育优良动植物新品种等不利于环境保护，可能引起环境问题、食物安全问题、生物安全问题等- 4 -