Question

8．Ⅰ為治療某種遺傳性糖尿病，研究人員完成如下工作．

（1）圖1中過程②表示核移植技術(shù)．
（2）圖1中過程③的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建，需要用到的兩類酶是限制酶和DNA連接酶．
（3）重組細胞在體外培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中除了加入誘導(dǎo)物外，還應(yīng)加入水、無機鹽、維生素、葡萄糖、氨基酸、動物血清等必需的營養(yǎng)成分，并在含5%CO₂的無菌恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO₂的作用是維持細胞培養(yǎng)液的pH．
（4）定向誘導(dǎo)使重組細胞B發(fā)生細胞分化（基因選擇性表達），從而形成功能專一的胰島樣細胞．為檢測胰島樣細胞是否具有胰島B細胞的正常生理功能，研究人員分別在甲、乙兩組培養(yǎng)液中加入不同濃度的葡萄糖溶液，將胰島樣細胞分別放在甲、乙兩組培養(yǎng)液中，保溫相同時間后檢測胰島素的分泌量．若誘導(dǎo)成功，則圖2中甲組應(yīng)為葡萄糖濃度較高情況下測得的胰島素分泌量，理由是胰島素有降低血糖的功能，血糖濃度高時分泌量增多．
Ⅱ為從根本上解決水稻中的高植酸問題，可將植酸酶基因?qū)�入水稻，培育低植酸轉(zhuǎn)基因水稻品種．下圖是獲取植酸酶基因的流程．

據(jù)圖回答：
（1）圖中基因組文庫大于（小于/等于/大于）cDNA文庫．
（2）A、C過程中可以（可以/不可以）使用同一種探針篩選含目的基因的菌株．
（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中DNA和cDNA為模板直接進行PCR擴增．

Answer 1

分析 分析Ⅰ題圖：①是取自患者體細胞的細胞核；②表示核移植過程；③表示采用基因工程技術(shù)，將正常胰島素基因?qū)�入胚胎干細胞的過程．再將導(dǎo)入目的基因的胚胎干細胞定向誘導(dǎo)形成胰島樣細胞，經(jīng)過選擇后輸入患者體內(nèi)．
分析Ⅱ題圖：A表示從基因組文庫中篩選含有目的基因的菌株；B表示逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶；C表示從部分基因文庫中篩選獲得含有目的基因的菌株．基因組文庫是指將某生物的全部基因組DNA切割成一定長度的DNA片段克隆到某種載體上形成的信使，而cDNA文庫是由mRNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成的基因組成的，由于基因的選擇性表達，所以cDNA文庫小于基因組文庫．

解答 解：Ⅰ（1）由以上分析可知：過程②表示核移植技術(shù)．
（2）圖1中過程③表示采用基因工程技術(shù)，將正常胰島素基因?qū)�入胚胎干細胞的過程．基因工程的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建過程，需要用到限制酶和DNA連接酶．
（3）動物細胞培養(yǎng)的條件：①無菌、無毒的環(huán)境：消毒、滅菌；添加一定量的抗生素；定期更換培養(yǎng)液，以清除代謝廢物．②營養(yǎng)物質(zhì)：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等，還需加入血清、血漿等天然物質(zhì)．③溫度和PH．④氣體環(huán)境：95%空氣和5%的CO₂，其中CO₂的作用是維持細胞培養(yǎng)液的pH．
（4）功能專一的胰島樣細胞是重組細胞B定向分化形成的．為檢測胰島樣細胞是否具有胰島B細胞的正常生理功能，需控制甲、乙兩組培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度，將胰島樣細胞先后放在甲、乙兩組培養(yǎng)液中，保溫相同時間后檢測胰島素的分泌量．因為胰島B細胞能分泌胰島素，胰島素能降低血糖濃度，在血糖濃度較高時，胰島素分泌量會增多，所以甲組應(yīng)為葡萄糖濃度較高情況下測得的胰島素分泌量．
Ⅱ（1）基因組文庫包含某種生物所有的基因，而cDNA文庫是由mRNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成的基因組成的，由于基因的選擇性表達，cDNA文庫只包含某種生物部分基因，所以cDNA文庫小于基因組文庫．
（2）B過程是以RNA為模板生成DNA的過程，是逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化．A和C過程可以用同一種探針篩選含目的基因的菌株．
（3）除了從基因文庫中獲取目的基因外，還可以利用圖中DNA和cDNA為模板直接進行PCR擴增；PCR技術(shù)是在高溫條件下進行的，該過程中所用酶要耐高溫．
故答案：
Ⅰ（1）核移植
（2）基因表達載體的構(gòu)建    限制酶和DNA連接酶
（3）動物血清            維持細胞培養(yǎng)液的pH
（4）細胞分化（基因選擇性表達）       葡萄糖濃度較高      胰島素有降低血糖的功能，血糖濃度高時分泌量增多
Ⅱ（1）大于
（2）可以
（3）DNA    cDNA

點評 本題結(jié)合治療某種遺傳性糖尿病的流程圖，考查基因工程、動物細胞培養(yǎng)、血糖調(diào)節(jié)等相關(guān)知識，意在考查考生的識記能力和識圖能力；能理解所學(xué)知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力；具有對一些生物學(xué)問題進行初步探究的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理．