Question

8．Ⅰ为治疗某种遗传性糖尿病，研究人员完成如下工作．

（1）图1中过程②表示核移植技术．
（2）图1中过程③的核心步骤是基因表达载体的构建，需要用到的两类酶是限制酶和DNA连接酶．
（3）重组细胞在体外培养时，培养液中除了加入诱导物外，还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、动物血清等必需的营养成分，并在含5%CO₂的无菌恒温培养箱中进行，CO₂的作用是维持细胞培养液的pH．
（4）定向诱导使重组细胞B发生细胞分化（基因选择性表达），从而形成功能专一的胰岛样细胞．为检测胰岛样细胞是否具有胰岛B细胞的正常生理功能，研究人员分别在甲、乙两组培养液中加入不同浓度的葡萄糖溶液，将胰岛样细胞分别放在甲、乙两组培养液中，保温相同时间后检测胰岛素的分泌量．若诱导成功，则图2中甲组应为葡萄糖浓度较高情况下测得的胰岛素分泌量，理由是胰岛素有降低血糖的功能，血糖浓度高时分泌量增多．
Ⅱ为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种．下图是获取植酸酶基因的流程．

据图回答：
（1）图中基因组文库大于（小于/等于/大于）cDNA文库．
（2）A、C过程中可以（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株．
（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增．

Answer 1

分析 分析Ⅰ题图：①是取自患者体细胞的细胞核；②表示核移植过程；③表示采用基因工程技术，将正常胰岛素基因导入胚胎干细胞的过程．再将导入目的基因的胚胎干细胞定向诱导形成胰岛样细胞，经过选择后输入患者体内．
分析Ⅱ题图：A表示从基因组文库中筛选含有目的基因的菌株；B表示逆转录过程，需要逆转录酶；C表示从部分基因文库中筛选获得含有目的基因的菌株．基因组文库是指将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上形成的信使，而cDNA文库是由mRNA经逆转录形成的基因组成的，由于基因的选择性表达，所以cDNA文库小于基因组文库．

解答 解：Ⅰ（1）由以上分析可知：过程②表示核移植技术．
（2）图1中过程③表示采用基因工程技术，将正常胰岛素基因导入胚胎干细胞的过程．基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建过程，需要用到限制酶和DNA连接酶．
（3）动物细胞培养的条件：①无菌、无毒的环境：消毒、灭菌；添加一定量的抗生素；定期更换培养液，以清除代谢废物．②营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质．③温度和PH．④气体环境：95%空气和5%的CO₂，其中CO₂的作用是维持细胞培养液的pH．
（4）功能专一的胰岛样细胞是重组细胞B定向分化形成的．为检测胰岛样细胞是否具有胰岛B细胞的正常生理功能，需控制甲、乙两组培养液中葡萄糖的浓度，将胰岛样细胞先后放在甲、乙两组培养液中，保温相同时间后检测胰岛素的分泌量．因为胰岛B细胞能分泌胰岛素，胰岛素能降低血糖浓度，在血糖浓度较高时，胰岛素分泌量会增多，所以甲组应为葡萄糖浓度较高情况下测得的胰岛素分泌量．
Ⅱ（1）基因组文库包含某种生物所有的基因，而cDNA文库是由mRNA经逆转录形成的基因组成的，由于基因的选择性表达，cDNA文库只包含某种生物部分基因，所以cDNA文库小于基因组文库．
（2）B过程是以RNA为模板生成DNA的过程，是逆转录过程，需要逆转录酶催化．A和C过程可以用同一种探针筛选含目的基因的菌株．
（3）除了从基因文库中获取目的基因外，还可以利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增；PCR技术是在高温条件下进行的，该过程中所用酶要耐高温．
故答案：
Ⅰ（1）核移植
（2）基因表达载体的构建    限制酶和DNA连接酶
（3）动物血清            维持细胞培养液的pH
（4）细胞分化（基因选择性表达）       葡萄糖浓度较高      胰岛素有降低血糖的功能，血糖浓度高时分泌量增多
Ⅱ（1）大于
（2）可以
（3）DNA    cDNA

点评 本题结合治疗某种遗传性糖尿病的流程图，考查基因工程、动物细胞培养、血糖调节等相关知识，意在考查考生的识记能力和识图能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理．