Question

16．請(qǐng)回答下列有關(guān)現(xiàn)代生物技術(shù)的問題：
（1）擬南芥的A基因位于1號(hào)染色體上，影響減數(shù)分裂時(shí)染色體交換頻率，a基因無此功能；a基因是科學(xué)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(shí)，應(yīng)從圖中選擇的引物組合是Ⅱ和Ⅲ．

（2）設(shè)計(jì)引物是PCR技術(shù)的關(guān)鍵步驟之一．某科研小組設(shè)計(jì)的兩組引物（只標(biāo)記了部分堿基序列）都不合理（如圖），請(qǐng)說明原因．

①第1組：引物I和引物II局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效．
②第2組：引物I′自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效．
（3）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)．利用生物反應(yīng)器培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí)，貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞會(huì)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(yīng)器中，這樣可以擴(kuò)大細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的附著面積，增加培養(yǎng)細(xì)胞的數(shù)量，也有利于空氣交換．
（4）哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞，可以用蛋白酶/膠原蛋白酶處理囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)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(xì)胞上（或紫外線照射后的成纖維細(xì)胞）或加入抑制因子可實(shí)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(wù)是對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境（或受損的生態(tài)系統(tǒng)）進(jìn)行修復(fù)，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)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(diào)與平衡、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)、物質(zhì)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(gè)引物與目的基因一端的一條DNA模板鏈互補(bǔ)，另一個(gè)引物與目的基因另一端的另一條DNA模板鏈互補(bǔ)．引物只能從5′端到3′端引導(dǎo)子鏈合成．
2、細(xì)胞的接觸抑制：細(xì)胞表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖．
3、胚胎干細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性，體積較小，細(xì)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(dòng)物任何一種組織細(xì)胞．另一方面，在體外培養(yǎng)條件下，ES細(xì)胞可不斷增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)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．?dāng)U增T-DNA插入位置，應(yīng)該是擴(kuò)增包括T-DNA和兩側(cè)A基因片段．故選引物Ⅱ和Ⅲ．
（2）兩組引物（只標(biāo)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(bǔ)配對(duì)而失效．
②第2組：引物I′自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效．
（3）利用生物反應(yīng)器培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí)，貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞會(huì)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(yīng)器中，這樣可以擴(kuò)大細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的附著面積，增加培養(yǎng)細(xì)胞的數(shù)量，也有利于空氣交換．
（4）胚胎干細(xì)胞來自原始性腺和早期胚胎（如囊胚的內(nèi)細(xì)胞細(xì)胞），因此要獲取單個(gè)胚胎干細(xì)胞可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理囊胚的內(nèi)細(xì)胞，也可以從胎兒的原始生殖腺中分離；胚胎干細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上（或紫外線照射后的成纖維細(xì)胞）或加入抑制因子時(shí)可實(shí)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(wù)是對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境（或受損的生態(tài)系統(tǒng)）進(jìn)行修復(fù)，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)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(diào)與平衡、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)、物質(zhì)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(bǔ)配對(duì)而失效
②引物I′自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效
（3）擴(kuò)大細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)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(diǎn)評(píng) 本題綜合考查基因工程、細(xì)胞工程、胚胎工程和生態(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；識(shí)記動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程；識(shí)記胚胎干細(xì)胞的來源及特點(diǎn)；識(shí)記生態(tài)工程的目的及原理，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．