Question

16．請回答下列有關現(xiàn)代生物技術的問題：
（1）擬南芥的A基因位于1號染色體上，影響減數(shù)分裂時染色體交換頻率，a基因無此功能；a基因是科學家通過將T-DNA插入到A基因中獲得的，用PCR法確定T-DNA插入的位置時，應從圖中選擇的引物組合是Ⅱ和Ⅲ．

（2）設計引物是PCR技術的關鍵步驟之一．某科研小組設計的兩組引物（只標記了部分堿基序列）都不合理（如圖），請說明原因．

①第1組：引物I和引物II局部發(fā)生堿基互補配對而失效．
②第2組：引物I′自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效．
（3）動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎．利用生物反應器培養(yǎng)動物細胞時，貼壁生長的細胞會產(chǎn)生接觸抑制．通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應器中，這樣可以擴大細胞貼壁生長的附著面積，增加培養(yǎng)細胞的數(shù)量，也有利于空氣交換．
（4）哺乳動物的胚胎干細胞，可以用蛋白酶/膠原蛋白酶處理囊胚的內細胞團獲得，也可以從胎兒的原始生殖腺中分離，隨后在飼養(yǎng)層細胞上（或紫外線照射后的成纖維細胞）或加入抑制因子可實現(xiàn)只增殖而不分化，用于治療人類的組織損傷和某些頑癥，也可用于器官移植．
（5）一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境（或受損的生態(tài)系統(tǒng)）進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力．生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調與平衡、系統(tǒng)學和工程學、物質循環(huán)再生和物種多樣性原理等．

Answer 1

分析 1、引物是人工合成的兩段寡核苷酸序列，一個引物與目的基因一端的一條DNA模板鏈互補，另一個引物與目的基因另一端的另一條DNA模板鏈互補．引物只能從5′端到3′端引導子鏈合成．
2、細胞的接觸抑制：細胞表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖．
3、胚胎干細胞具有胚胎細胞的特性，體積較小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物任何一種組織細胞．另一方面，在體外培養(yǎng)條件下，ES細胞可不斷增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可以進行某些遺傳改造．

解答 解：（1）引物Ⅰ和Ⅲ延伸的方向向左，引物Ⅱ引物延伸的方向向右，引物組合只能是Ⅰ和Ⅱ，或Ⅱ和Ⅲ．擴增T-DNA插入位置，應該是擴增包括T-DNA和兩側A基因片段．故選引物Ⅱ和Ⅲ．
（2）兩組引物（只標記了部分堿基序列）都不合理的原因：
①第1組：引物I和引物II局部發(fā)生堿基互補配對而失效．
②第2組：引物I′自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效．
（3）利用生物反應器培養(yǎng)動物細胞時，貼壁生長的細胞會產(chǎn)生接觸抑制．通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應器中，這樣可以擴大細胞貼壁生長的附著面積，增加培養(yǎng)細胞的數(shù)量，也有利于空氣交換．
（4）胚胎干細胞來自原始性腺和早期胚胎（如囊胚的內細胞細胞），因此要獲取單個胚胎干細胞可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理囊胚的內細胞，也可以從胎兒的原始生殖腺中分離；胚胎干細胞在飼養(yǎng)層細胞上（或紫外線照射后的成纖維細胞）或加入抑制因子時可實現(xiàn)只增殖而不分化，用于治療人類的組織損傷和某些頑癥，也可用于器官移植．
（5）一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境（或受損的生態(tài)系統(tǒng)）進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力．生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調與平衡、系統(tǒng)學和工程學、物質循環(huán)再生和物種多樣性原理等．
故答案為：
（1）Ⅱ和Ⅲ
（2）①引物I和引物II局部發(fā)生堿基互補配對而失效
②引物I′自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效
（3）擴大細胞貼壁生長的附著面積
（4）蛋白酶/膠原蛋白酶        飼養(yǎng)層
（5）已被破壞的生態(tài)環(huán)境（或受損的生態(tài)系統(tǒng)）    物種多樣性

點評 本題綜合考查基因工程、細胞工程、胚胎工程和生態(tài)工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟；識記動物細胞培養(yǎng)的過程；識記胚胎干細胞的來源及特點；識記生態(tài)工程的目的及原理，能結合所學的知識準確答題．