题目内容

16．请回答下列有关现代生物技术的问题：
（1）拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；a基因是科学家通过将T-DNA插入到A基因中获得的，用PCR法确定T-DNA插入的位置时，应从图中选择的引物组合是Ⅱ和Ⅲ．

（2）设计引物是PCR技术的关键步骤之一．某科研小组设计的两组引物（只标记了部分碱基序列）都不合理（如图），请说明原因．

①第1组：引物I和引物II局部发生碱基互补配对而失效．
②第2组：引物I′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效．
（3）动物细胞培养是动物细胞工程的基础．利用生物反应器培养动物细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制．通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以扩大细胞贴壁生长的附着面积，增加培养细胞的数量，也有利于空气交换．
（4）哺乳动物的胚胎干细胞，可以用蛋白酶/胶原蛋白酶处理囊胚的内细胞团获得，也可以从胎儿的原始生殖腺中分离，随后在饲养层细胞上（或紫外线照射后的成纤维细胞）或加入抑制因子可实现只增殖而不分化，用于治疗人类的组织损伤和某些顽症，也可用于器官移植．
（5）一般来说，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、系统学和工程学、物质循环再生和物种多样性原理等．

分析 1、引物是人工合成的两段寡核苷酸序列，一个引物与目的基因一端的一条DNA模板链互补，另一个引物与目的基因另一端的另一条DNA模板链互补．引物只能从5′端到3′端引导子链合成．
2、细胞的接触抑制：细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖．
3、胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞．另一方面，在体外培养条件下，ES细胞可不断增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改造．

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，引物组合只能是Ⅰ和Ⅱ，或Ⅱ和Ⅲ．扩增T-DNA插入位置，应该是扩增包括T-DNA和两侧A基因片段．故选引物Ⅱ和Ⅲ．
（2）两组引物（只标记了部分碱基序列）都不合理的原因：
①第1组：引物I和引物II局部发生碱基互补配对而失效．
②第2组：引物I′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效．
（3）利用生物反应器培养动物细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制．通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以扩大细胞贴壁生长的附着面积，增加培养细胞的数量，也有利于空气交换．
（4）胚胎干细胞来自原始性腺和早期胚胎（如囊胚的内细胞细胞），因此要获取单个胚胎干细胞可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理囊胚的内细胞，也可以从胎儿的原始生殖腺中分离；胚胎干细胞在饲养层细胞上（或紫外线照射后的成纤维细胞）或加入抑制因子时可实现只增殖而不分化，用于治疗人类的组织损伤和某些顽症，也可用于器官移植．
（5）一般来说，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、系统学和工程学、物质循环再生和物种多样性原理等．
故答案为：
（1）Ⅱ和Ⅲ
（2）①引物I和引物II局部发生碱基互补配对而失效
②引物I′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
（3）扩大细胞贴壁生长的附着面积
（4）蛋白酶/胶原蛋白酶        饲养层
（5）已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）    物种多样性

点评 本题综合考查基因工程、细胞工程、胚胎工程和生态工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤；识记动物细胞培养的过程；识记胚胎干细胞的来源及特点；识记生态工程的目的及原理，能结合所学的知识准确答题．

练习册系列答案
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4．“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸（ DNA ）可与外源性 DNA 同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术．有科研小组通过如图所示的“基因靶向”技术将小鼠棕褐色的毛色基因导入黑色纯种小鼠细胞的ES细胞中．以下说法错误的是（　　）
A．ES 细胞来自第3.5天小鼠囊胚中的A细胞，理论上该细胞在功能上具有发育全能性
B．在图示的胚胎移植过程中，需对受体动物用相应激素处理，以保证移植的胚胎能够继续正常发育
C．该实验得到的带外源基因的嵌合体小鼠体内有2种基因型的体细胞
D．在筛选中靶ES细胞的过程中，培养基中需添加滋养层的细胞
7．由于日本福岛核电站发生核物质泄漏，我国政府从2012年3月24日起，禁止从日本12个都县进口食品、食用农产品及饲料．请回答下列有关问题．
（1）核电站泄漏的高浓度放射性物质可能导致高等生物产生的变异类型是基因突变、染色体变异，这些变异会通过减数分裂和受精作用遗传给后代．
（2）某研究小组对生活在核电站周边的小鼠进行了遗传研究．小鼠尾长的长尾与短尾（由基因A、a控制），尾形的弯曲与正常（由基因B、b控制）各为一对相对性状．从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本，多只基因型相同的雄鼠作父本，杂交所得F1的表现型及其比例如图一所示，请分析回答问题．

①小鼠的尾长和尾形这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律？符合请简述判断的理由控制尾长和尾形的基因分别位于常染色体和X染色体上，两对基因独立遗传（或：杂交后代的四种表现型比例为9：3：3：1，符合基因自由组合定律的分离比）．
②母本通过减数分裂产生卵细胞的基因型为AXB、AXb、aXB、aXb．
③让F1中全部长尾弯曲尾雌鼠与短尾正常尾雄鼠杂交，F2中短尾正常尾雌鼠所占的比例为$\frac{1}{24}$．
④小鼠毛色的黄与灰是一对相对性状（黄对灰为显性），由位于常染色体上的基因D、d控制，且基因D纯合使胚胎致死．若亲本基因型为DdXBXb和DdXBY，请参照图一格式在图二中表示出子代的表现型及比例．．
4．生物技术的广泛应用，不仅带来了较好的经济效益和社会效益，更使人们的生活变得更加丰富多彩．
（1）工业生产上通常采用微生物发酵技术获得果胶酶，选用的微生物通常是曲霉、青霉，在提取果胶酶后，首先要检测酶的活力，以便将其更好的应用与生产实践和科学研究．
（2）微生物在果酒、果醋、腐乳、泡菜等食品加工方面应用广泛，其中与泡菜制作有关的微生物是乳酸菌．在果酒基础上酿制果醋的过程中，除需接种醋酸菌 （微生物）外，还必须保持有氧条件．
（3）配制固体培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行pH调整，接种前要进行高压蒸汽灭菌，在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在无菌条件下进行．
11．如图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式．下列叙述不正确的是（　　）
A．Ⅰ和Ⅳ是实现生态系统物质循环的必需成分
B．该图所示的食物网不一定只有1条食物链
C．E1表示主要通过光合作用同化的能量
D．能量在食物链中不可循环利用
1．下列关于生命活动调节的叙述，错误的是（　　）
A．有些气体分子有调节生命活动的作用
B．在胰岛素的分泌调节中存在反馈调节
C．脱落酸和细胞分裂素对细胞分裂有拮抗作用
D．效应T细胞、浆细胞均能特异性识别抗原
8．下列能说明细胞已经发生分化的是（　　）
A．进行ATP的合成与分解B．进行呼吸酶的合成
C．进行光能的吸收与转化D．存在血红蛋白基因
5．用某种降血糖物质X做以下实验（注：用生理盐水配制X溶液）．回答下列问题：
（1）某同学要验证X的降血糖作用，进行如下实验：
选择一批体重相同的正常小鼠，测定血糖浓度，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的X溶液，对照组注射等量的生理盐水，一段时间后测定两组小鼠的血糖浓度，若对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降，则表明X有降血糖作用．
（2）若要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验：
用患糖尿病小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1，用正常小鼠作为对照组2；实验组注射一定量的X溶液，对照组l、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组2的血糖浓度在正常范围内，而对照组1的血糖浓度高于正常范围，则表明一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围．
4．低温、秋水仙素处理均能诱导植物染色体数目加倍，以下说法正确的是（　　）
A．低温诱导细胞染色体多次复制，秋水仙素抑制细胞纺锤体形成
B．用卡诺氏液浸泡低温诱导处理后的根尖，目的是固定细胞的形态
C．秋水仙素处理会影响有丝分裂后期着丝点的分裂
D．后期染色体分向细胞两极，是观察根尖细胞染色体数目是否加倍的最佳时期

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