【题目】基因定点整合可替换特定基因,该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的,将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上,替换突变基因,可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是:从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2,根据其碱基序列分别合成HB1和HB2,再将两者分别与基因、
连接,中间插入正常PKU基因和标记基因
,构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换,导致两者之间区域发生互换,如图所示。
(1)构建重组载体时,常用的工具酶有________。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞_________。
(2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的_________取出,并用_________处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为___________。
(3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时,会出现PKU基因错误整合。错误整合时,载体的两个中至少会有一个与
一起整合到染色体DNA上。已知含有
的细胞具有G418的抗性,
、
的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是__________的胚胎干细胞,理由是_________。
(4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,从个体生物学水平检测,若小鼠__________,说明PKU基因成功表达。
【答案】限制酶和DNA连接酶 具有全能性 内细胞团细胞 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 贴壁生长 正确互换整合 正确互换整合后的染色体上只有只有,无
、
,具有G418抗性,故能在含有G418和DHPG的培养液中生长,错误互换整合后的细胞中染色体DNA上含有
和至少1个
,而
、
的产物都能把DHPG转化成有毒物质,故在含有G418和DHPG的培养液中错误整合的细胞死亡 尿液中霉臭味显著降低
【解析】
DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。构建重组载体时,首先需用限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组载体。胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团),因此获取的胚胎干细胞应取自囊胚的内细胞团。结合题图可知,正常互换后的染色体DNA上只有,而无
、
;错误整合时,载体的两个
中至少会有一个与
一起整合到染色体DNA上,故由于正确互换后的细胞染色体上有
,无
、
,故对G418有抗性,可在含G418的培养液中正常生活,而错误互换后的染色体DNA上由于含有至少1个
,而
、
的产物都能使细胞死亡,故错误互换的细胞不能生存,据此分析。
(1)构建重组载体时,常用的工具酶有限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶。实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞具有全能性。
(2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的内细胞团细胞取出,并用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为贴壁生长。
(3)已知含有的细胞具有G418的抗性,
、
的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡,据分析可知,正确互换后的染色体上只有只有
,无
、
,错误互换后的细胞中染色体DNA上含有
和至少1个
,因此,转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是正常互换整合的胚胎干细胞,原因是:正确互换后的染色体上只有只有
,无
、
,具有G418抗性,故能在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中生长,错误互换后的细胞中染色体DNA上含有
和至少1个
,而
、
的产物都能把DHPG转化成有毒物质,因此在含有G418和DHPG的培养液中死亡。
(4)苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢途径中的酶缺陷,使得苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸,导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积,并从尿中大量排出,主要表现为智力低下,尿液中有霉臭味,将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,若PKU基因成功表达,则从个体生物学水平检测,小鼠尿液中霉臭味显著降低。
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【题目】回答下列(一)、(二)小题:
(一)开发山楂果醋恰好让山楂中的有机酸丰富了果醋的酸味,同时也弥补生食山楂酸味大的缺陷,具体酿制山楂果醋分为以下三个阶段,请将具体过程补充完整。
(1)制备山楂果原汁:选成熟的山楂果,在清水冲洗山楂果_______(填“之前”或“之后”)去梗。将山楂果切片并去籽,再添加_______,酶解适宜时间后压榨取果汁。
(2)乙醇发酵:由于山楂果原汁_______,故发酵液中添加适量蔗糖,以获得酒精含量较高的果酒。果汁中加入活化的________后,在适宜环境下发酵一段时间,当发酵液中停止_______,发酵完毕待过滤,或发酵至_______,上清液即为果酒,用虹吸法取出。
(3)醋酸发酵:将醋化醋杆菌进行扩大培养后,经检查菌体生长正常并无杂菌污染后接种于山楂酒-水中进行发酵,整个发酵过程需要通入_______。在发酵后期加入0.3~0.4%的食盐,其目的是调味和_______,以防止果醋被发酵分解。
(二)下图为转基因抗虫烟草的培育流程,①②③④表示过程,其中②表示利用农杆菌转入受体细胞。回答下列相关问题:
(1)在①过程构建重组质粒时,若用同一种限制性核酸内切酶处理Ti质粒和含目的基因的DNA片段,使两者形成粘性末端用于拼接,这种方法的明显缺点是目的基因和质粒________(答出2点即可)。另外,影响拼接效率的主要因素,除以上缺点和盐离子浓度、渗透压、温度等环境因素外,还有_______(答出2点即可)。
(2)在②过程中,将图示重组Ti质粒导入农杆菌时可用______处理农杆菌,以提高转化效率。操作之后,需要特定的培养基对农杆菌进行筛选,其原因是_______,最终筛选到的对象在相应选择培养基上的存活情况是________。
(3)在③过程常通过调节_______的适当配比,从愈伤组织诱导出芽和根的_____,并由此再生出新植株。获得转基因烟草后,再通过[④]_______过程实现多个世代组织培养。
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【题目】将银边天竺葵(叶边缘呈白色,中央为绿色)预先放在黑暗中48h小时,选取植株上若干生长良好、大小相同的叶片,采用适当的方法杀死韧皮部细胞阻断有机物转移,再用不透光的黑纸遮蔽左侧叶片后把植株放在阳光下照射一段时间,用打孔器分别在叶片中的①、②、③部位取下相同面积的圆片。
请回答:
(1)叶圆片①的叶肉细胞中能产生ATP的场所是______________。
(2)若将叶圆片①②③放在酒精中加热脱色,用清水漂洗后滴加碘液。能验证“光是光合作用必要条件”的组别是___________(填写序号),实验结果是___________;能验证“光合作用场所是叶绿体”的组别是_____________(填写序号),实验结果是_____________。
(3)若将叶圆片①②③烘干称重,计算该植物叶片总光合速率时应该用①②的干重,而不用②③的干重,理由是______________________。
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【题目】光线进入小鼠眼球刺激视网膜后,产生的信号通过下图所示过程传至高级中枢,产生视觉。下列信号产生及传递过程的叙述错误的是( )
A.光刺激感受器,感受器会产生电信号
B.信号传递过程有电信号与化学信号之间的转换
C.产生视觉的高级中枢在大脑皮层
D.图中视觉产生的过程包括了完整的反射弧
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【题目】秋冬季,为更有效利用秸秆内营养成分,在相对密封的塑料大棚内,建成秸秆生物反应堆如图。在耕作士上栽培番茄,然后每隔一段时间在生物反应堆上进行等距离“浇水---打孔透气”处理。一段时间后,测定相关指标,结果见下表。据表回答下列问题。
指标 组别 | 棚内CO2浓度 | 地表温度 | 有效氧含量 | 有效磷含量 | 速效钾含量 | 微生物密度 | 害虫卵密度 | 番茄生物量 |
对照组 | 低 | 低 | 低 | 低 | 低 | 低 | 高 | 低 |
处理组 | 高 | 高 | 高 | 高 | 高 | 高 | 低 | 高 |
(1)在生物反应堆中加入牛粪,其主要目的是提供______________,以加速秸秆的降解。打孔的目的是___________。
(2)表中的__________须通过细胞膜上的载体蛋白进入番茄根尖细胞。
(3)与对照组相比,处理组提高了番茄生物量。从能量流动的角度分析,表中可提高能量输入番茄的直接因素是_________________________,可降低番茄能量输出的直接因素是_____________________。
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【题目】如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT-),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述不正确的是( )
A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B.两两融合的细胞不一定能在HAT培养液中生长
C.体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体
D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础
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【题目】小球藻是一种单细胞的绿藻,它是生物实验室中一种重要的实验植物。美国科学家卡尔文等用小球藻作实验材料,发现了有关植物光合作用的“卡尔文循环”,卡尔文因此获得了 1961 年诺贝尔化学奖。如图为卡尔文循环反应示意图。回答下列问题:
(1)卡尔文循环的反应场所为____________________________。由图可知,卡尔文循环可分为三个阶段:CO2 的摄取期(羧化阶段)、碳还原期和 RuBP 再生期,结合所学的知识分析,其中属于暗反应中 CO2 的固定阶段的是图中的 CO2 的摄取期,这一步反应的意义是把原本并不活泼的____________分子活化;属于暗反应中 C3 的还原阶段的是图中的__________________,该阶段所需的 ATP 和 NADPH 来自____________________________,6 分子 CO2 经过一次循环后最终可得到______________分子葡萄糖。
(2)实验人员用小球藻、绿色植物作实验材料,以甲、乙装置来研究光合作用速率(以 CO2 吸收速率表示)与 NaHCO3 溶液浓度之间的关系,实验结果如图丙、丁所示。回答下列问题:
①丙图为甲装置中小球藻的 CO2 吸收速率曲线,c 点以后 CO2 吸收速率下降的最可能原因是________________________。
②丁图为乙装置中绿色植物的 CO2 吸收速率曲线,B点以后限制 CO2 吸收速率的主要外界因素是______________。若乙装置中的 NaHCO3 溶液的量一定,则随着测试时 间 的 延 长 , 绿色植物的光合速率逐渐下降,原 因 是 密 闭 的 钟 罩 中______________________,此时,叶绿体中的_____(填“C3”或“C5”)含量下降。
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【题目】为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,有关叙述正确的是( )
A.都属于有性生殖
B.试管牛和克隆牛都具有双亲的遗传特性
C.B牛激素处理的目的是同期发情处理
D.原理都是动物细胞的全能性
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【题目】“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼,由单克隆抗体与药物配合两成。单克隆抗体能自动导向,在生物体内与特定园标细胞或组织结合,使其携带的药物产生治疗作用。单克隆抗体的制备过程如图所示,分析圈答下列问题:
(1)图中A过程是从小鼠的脾脏中取得__________细胞,提取该细胞之前,给小鼠注射的特定物质相当于_________;B过程常用_________作化学促融剂,得到的杂交瘤细胞的特点是_________________________。
(2)体外培养杂交瘤细胞的培养基与用于植物组织培养的培养基在物理性质上的主要区别是前者要用___________,从培养基的成分来看,前者培养基中除了添加必要的营养物质外,还需要加入含天然成分的_____________。
(3)特异性抗体也可以通过常规方法来制备:向动物反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物的血清中分离所需抗体。与这种常规方法相比,单克隆抗体具有______________(答出三点即可)等优点。制备单克隆抗体的过程中至少需要____次对细胞的筛选。
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