Question

1．請(qǐng)回答下列與基因工程、胚胎工程、生態(tài)工程有關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題：
（1）基因工程技術(shù)中獲得目的基因后，利用PCR技術(shù)將該基因擴(kuò)增，前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物．PCR技術(shù)中需要的關(guān)鍵酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌的作用是農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中．我國(guó)培育的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉發(fā)展迅猛，請(qǐng)寫(xiě)出分子水平檢測(cè)抗蟲(chóng)棉基因是否表達(dá)的方法抗原-抗體雜交技術(shù)．
（3）體外受精是胚胎工程的重要環(huán)節(jié)，來(lái)自母方的卵母細(xì)胞要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)期，才具備與精子受精的能力．胚胎移植是胚胎工程最后一道工序，其重要意義是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力．
（4）�；�魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物中的能量，形成無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)，這主要遵循了生態(tài)工程物質(zhì)循環(huán)再生的原理．我國(guó)西北一些地區(qū)年降雨量較少，適宜種植灌木和草，卻被硬性種植了屬于喬木的楊樹(shù)，結(jié)果許多楊樹(shù)長(zhǎng)得半死不活，防護(hù)林成為殘敗的“灰色長(zhǎng)城”．其失敗的原因主要是違背了協(xié)調(diào)與平衡原理．

Answer 1

分析 1、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、受精前的準(zhǔn)備階段（1）準(zhǔn)備階段1-精子獲能．剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力．
（2）準(zhǔn)備階段2-卵子的準(zhǔn)備，動(dòng)物排出的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞也可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)，才具備與精子受精的能力．
3、胚胎移植的意義：1）加速育種工作和品種改良；2）大量節(jié)省購(gòu)買(mǎi)種畜的費(fèi)用；3）一胎多產(chǎn)；4）保存品種資源和瀕危物種；5）可充分發(fā)揮優(yōu)秀個(gè)體的繁殖潛力．（縮短繁殖周期，增加一生繁殖的后代數(shù)量）
4、生態(tài)工程的基本原理：
（1）物質(zhì)循環(huán)再生原理：物質(zhì)能在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利用；
（2）物種多樣性原理：物種繁多復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性；
（3）協(xié)調(diào)與平衡原理：生態(tài)系統(tǒng)的生物數(shù)量不能超過(guò)環(huán)境承載力（環(huán)境容納量）的限度；
（4）整體性原理：生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)要考慮自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的整體影響；
（5）系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：要通過(guò)改善和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善功能；
系統(tǒng)整體性原理：系統(tǒng)各組分間要有適當(dāng)?shù)谋壤�關(guān)系，使得能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通順利完成，并實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+1＞2”．

解答 解：（1）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物．PCR技術(shù)是在較高溫度環(huán)境中進(jìn)行的，因此技術(shù)中需要的關(guān)鍵酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌的作用是感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中．分子水平檢測(cè)抗蟲(chóng)棉基因是否表達(dá)的方法是抗原-抗體雜交技術(shù)．
（3）受精前的準(zhǔn)備階段：取自附睪的精子要進(jìn)行精子獲能；來(lái)自母方的卵母細(xì)胞要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期時(shí)，才具備與精子受精的能力．胚胎工程最后一道工序是胚胎移植，該技術(shù)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力．
（3）“生物導(dǎo)彈”借助的是單克隆抗體的導(dǎo)向（或定向、定位）作用．單克隆抗體的制備過(guò)程應(yīng)用了動(dòng)物細(xì)胞融合、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)．
（4）�；�魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物中的能量，形成無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)，這主要遵循了生態(tài)工程物質(zhì)循環(huán)再生的原理．我國(guó)西北一些地區(qū)年降雨量較少，適宜種植灌木和草，卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹(shù)，致使許多地方的楊樹(shù)長(zhǎng)成半死不活狀，結(jié)果防護(hù)林成為殘敗的“灰色長(zhǎng)城”，其失敗的原因主要是違背了協(xié)調(diào)與平衡原理．
故答案為：
（1）引物      熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）  
（2）農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中  抗原-抗體雜交技術(shù)  
（3）減數(shù)第二次分裂中期   可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力   
（4）物質(zhì)循環(huán)再生   協(xié)調(diào)與平衡

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查基因工程、細(xì)胞工程和生態(tài)工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)；識(shí)記胚胎移植的基本程序及意義；識(shí)記生態(tài)工程的基本原理及實(shí)例，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記層次的考查．