Question

1．请回答下列与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题：
（1）基因工程技术中获得目的基因后，利用PCR技术将该基因扩增，前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物．PCR技术中需要的关键酶是热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，农杆菌的作用是农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中．我国培育的转基因抗虫棉发展迅猛，请写出分子水平检测抗虫棉基因是否表达的方法抗原-抗体杂交技术．
（3）体外受精是胚胎工程的重要环节，来自母方的卵母细胞要在输卵管内进一步成熟，达到减数第二次分裂中期时期，才具备与精子受精的能力．胚胎移植是胚胎工程最后一道工序，其重要意义是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力．
（4）桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成无废弃物农业，这主要遵循了生态工程物质循环再生的原理．我国西北一些地区年降雨量较少，适宜种植灌木和草，却被硬性种植了属于乔木的杨树，结果许多杨树长得半死不活，防护林成为残败的“灰色长城”．其失败的原因主要是违背了协调与平衡原理．

Answer 1

分析 1、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
2、受精前的准备阶段（1）准备阶段1-精子获能．刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力．
（2）准备阶段2-卵子的准备，动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞，都要在输卵管内进一步成熟，达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力．
3、胚胎移植的意义：1）加速育种工作和品种改良；2）大量节省购买种畜的费用；3）一胎多产；4）保存品种资源和濒危物种；5）可充分发挥优秀个体的繁殖潜力．（缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量）
4、生态工程的基本原理：
（1）物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用；
（2）物种多样性原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；
（3）协调与平衡原理：生态系统的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度；
（4）整体性原理：生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响；
（5）系统学和工程学原理：系统的结构决定功能原理：要通过改善和优化系统结构改善功能；
系统整体性原理：系统各组分间要有适当的比例关系，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1＞2”．

解答 解：（1）利用PCR技术扩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，以便根据这一序列合成引物．PCR技术是在较高温度环境中进行的，因此技术中需要的关键酶是热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中．分子水平检测抗虫棉基因是否表达的方法是抗原-抗体杂交技术．
（3）受精前的准备阶段：取自附睾的精子要进行精子获能；来自母方的卵母细胞要在输卵管内进一步成熟，达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力．胚胎工程最后一道工序是胚胎移植，该技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力．
（3）“生物导弹”借助的是单克隆抗体的导向（或定向、定位）作用．单克隆抗体的制备过程应用了动物细胞融合、动物细胞培养技术．
（4）桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成无废弃物农业，这主要遵循了生态工程物质循环再生的原理．我国西北一些地区年降雨量较少，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使许多地方的杨树长成半死不活状，结果防护林成为残败的“灰色长城”，其失败的原因主要是违背了协调与平衡原理．
故答案为：
（1）引物      热稳定DNA聚合酶（Taq酶）  
（2）农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中  抗原-抗体杂交技术  
（3）减数第二次分裂中期   可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力   
（4）物质循环再生   协调与平衡

点评 本题综合考查基因工程、细胞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，掌握各操作步骤中需要注意的细节；识记胚胎移植的基本程序及意义；识记生态工程的基本原理及实例，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记层次的考查．