【题目】鸡干扰素是一种具有高效和广谱抗病毒作用的细胞因子,广泛用于动物领域的抗病毒治疗。科研人员将鸡干扰素基因作为目的基因,构建基因表达载体,通过农杆菌介导法导入烟草,以获得抗病毒烟草。下图为科研人员制备能合成鸡干扰素的烟草愈伤组织细胞的流程,①~④表示相关的操作,两种限制酶的识别序列及切割位点如表所示。请回答下列问题:
(1)步骤①中,利用PCR技术扩增干扰素基因时,设计引物序列的主要依据是__________的特定碱基排列顺序。科研人员还在两种引物的一端分别加上了__________和___________(填DNA序列),以便于后续的剪切和连接。为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用两种限制酶,选择的原则是_________。
A.Ti质粒内,限制酶的切割位点应位于T-DNA内
B.目的基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点
C.酶切后,目的基因形成的两个黏性末端序列不相同
D.酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同
(2)步骤②所构建的基因表达载体中未标注出的元件还可以有____________,步骤③中需先用____________处理农杆菌以便将基因表达载体导入细胞。
(3)步骤④中,科研人员提取愈伤组织细胞的RNA后,先通过_________获得DNA,再进行PCR扩增,若最终未能检测出干扰素基因,其可能原因是①________________________②_____________________________。
【答案】鸡干扰素基因 GAATTC GGATCC AC 复制原点 钙离子 逆转录 鸡干扰素基因未导入愈伤组织细胞 导入后未转录出mRNA
【解析】
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。
(1)步骤①中,利用PCR技术扩增鸡干扰素基因时,引物应可以和鸡干扰素基因两端的部分核苷酸序列进行碱基互补配对,因此,需要根据鸡干扰素基因两端的部分核苷酸序列来设计引物的碱基序列。据图可知,该转基因过程用EcoR I和BamH I两种限制酶分别切割目的基因和质粒,以避免质粒或目的基因的自身连接,应在两种引物的一端分别加上EcoR I和BamH I的识别序列GAATTC和GGATCC,以便于后续的剪切和连接。为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用两种限制酶,选择的原则为:
A、限制酶的切割位点应位于Ti质粒的T-DNA内,这样能保证目的基因插入到T-DNA中,而后目的基因可随着T-DNA进入受体细胞的染色体DNA中,A正确;
B、目的基因编码蛋白质的序列中不能有种限制酶的切割位点,否则,达不到转基因的目的,B错误;
C、酶切后,目的基因需要形成两个不相同黏性末端,这样能避免自身环化,C正确;
D、酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列也不能相同,否则会自身环化,D错误。
故选AC。
(2)基因表达载体中除含有启动子、终止子、标记基因、目的基因和复制原点。据此可知,步骤②所构建的基因表达载体中未标注出的元件还可以有复制原点,复制原点的存在,可以保证目的基因在宿主细胞中复制,步骤③为导入受体细胞,这里的受体细胞是土壤农杆菌,在将基因表达载体导入农杆菌之前,可用钙离子处理农杆菌,以增大细胞壁通透性,提高转化效率。
(3)步骤④为目的基因的检测与鉴定,在该过程中,科研人员首先提取愈伤组织细胞的RNA,然后通过逆转录获得DNA,再进行PCR扩增,若最终未能检测出干扰素基因,其可能原因为:①鸡干扰素基因即便导入了农杆菌,也不一定能导入烟草愈伤组织细胞;②导入烟草愈伤组织细胞的鸡干扰素基因不一定能够正常转录,也可能为转录出的鸡干扰素的mRNA若被水解, 则不能通过逆转录获得鸡干扰素基因。
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【题目】调查草原老鼠数量变化对畜牧业有一定的指导意义。假如某时期有一批田鼠迁入内蒙古草原,该田鼠以优质牧草的根为食,某科研小组对该草原的这一批田鼠进行了长期追踪调查,并绘制了如图所示的曲线图。
回答以下问题:
(1)图中虚线表示具体在____________条件下田鼠种群的增长方式,该增长方式中______(选填“增长率”或“增长速率”)保持不变。
(2)图中表示该田鼠种群在该草原上实际增长情况,图中AB时间段内实线和虚线重合的原因是_______________,而B点以后同一时刻虚线与实线的差值表示______________。
(3)图中D点时刻,该田鼠的年龄组成的具体特点是______,牧民为了减少田鼠的数量,在图中_________点(选填“B”“C”“D”或“E”)投放鼠药效果最好。
(4)若在图中E点之后,由于过度放牧导致草原退化,请在原图上E点之后描绘田鼠的数量变化曲线_______________。
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【题目】如图所示为种群在理想环境中呈“J”型生长,在有环境阻力条件下呈“S”型增长。下列关于种群在某种环境中数量增长曲线的叙述,错误的是( )
A. 当种群数量达到E点后,种群数量不再变化
B. 种群数量增长过程C点的增长速度最快
C. 阴影部分表示环境中影响种群增长的阻力
D. 随着种群数量的增加,种群种内斗争逐渐加强
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【题目】科学家在测定烟草光合速率实验中观察到植物的绿色细胞在光照下不仅进行CO2的吸收,同时存在依赖光吸收O2、释放CO2的反应,即光呼吸。光呼吸是光合作用一个损耗能量的副反应。请回答下列问题:
(1)增施CO2是提高温室植物产量的主要措施之一,若要用实验证明植物光合作用需要CO2,则实验组(经过暗处理的植物叶片)中须用一定浓度的_______溶液去除装置中的CO2,并在一段时间后用碘液处理叶片材料,结果是实验组装置里的叶片___________。
(2)科学家测定烟草光合速率的实验中观察到在停止光照后的短时间内,叶片会大量释放CO2,即“CO2猝发”现象,如图所示。
①停止光照后,_________立即中断,而光呼吸并不马上停止,因此就有剩余的CO2释放,所以一般认为CO2猝发是光呼吸的残留阶段。图中_______(填字母)所代表的面积表示该植物在停止光照后一定时间内单位面积叶片光呼吸产生CO2的量。
②植物在光照条件下,图中A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用__________。在上述实验中,若提高温度、降低光照,则图中___________(填“A”或“B”)的面积一定变小。
(3)光呼吸会消耗有机物,明显减弱光合作用,但随着研究的深入,人们发现在长时间抑制光呼吸条件下,植物不能正常生长。因为光呼吸既可消耗强光下的产物__________,又可防止强光下气孔关闭导致的____________,这在一定程度上起到保护光合色素免受强光破坏的作用。
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【题目】大鼠脊髓损伤后无法自主控制排尿。研究人员用截瘫平面以上健存的神经重新建立人工膀胱反射弧,如下图所示。其中 S1 和 S2 表示神经纤维连接处。该项研究有望实现截瘫患者自主性悱尿,请回答下列问题:
(1)分析上图可知,在重建的人工膀胱反射孤中膀胱属于____________,根据上图中的反射弧,请用数字和箭头的方式描述排尿反射的过程:____________。
(2)伤害性刺激作用于神经纤维后,膜外的________引起膜电位改变而产生兴奋,此时神经细胞支配的肾上腺分泌的肾上腺素的增多,导致呼吸和心率加快。以上生理活动的调节方式是________。大鼠脊髓损伤后,排尿反射仍可发生,但机体无法自主排尿,原因是________。
(3)实验后某只大鼠不能正常排尿,可能原因是 S1 或 S2 连接处异常。实验小组在反射弧的 b、c 处分别连接灵敏电流计,然后刺激 a 点,发现 b 处的电流表偏转,c 处的电流表不偏转,则可推测。________
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【题目】下图是分子甲和分子乙的部分结构以及分子丙的结构模式图,下列说法正确的是( )
A.组成分子甲,乙,丙的化学元素不完全相同
B.分子甲,乙,丙均含磷酸二酯键,乙,丙不含氢键
C.如果分子丙中五碳糖是核糖,分子丙连续断裂两个高能磷酸键后可作为乙的单体
D.分子乙碱基排列顺序的特异性均由分子甲决定
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【题目】图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析,下列叙述不正确的是( )
A.图1所示生物膜上全部磷脂分子和多数蛋白质分子都是可以运动的
B.物质通过离子通道不需要消耗ATP
C.若丁是受体,则能通过丁传递的信息分子可以是激素、神经递质、抗体等
D.由图1和图2可知,膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的
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【题目】图甲表示G细胞与内环境进行物质交换和信息交流的示意图,其中a、b、c、d表示不同物质。图乙是人的体液的不同成分之间相互关系的一种模型。据图回答下列问题:
(1)肝脏代谢旺盛,需频繁与血浆进行物质交换以满足其代谢需求。若图甲中的G细胞是肝细胞,则在以下物质中,①氧气、②葡萄糖、③尿素、④肝糖原,c可代表的物质有____(填序号) 。人体饥饿时,图甲中与α 端相比,β 端的血糖浓度更_______(填高或低 ) ,主要原因是________________________。
(2)若图甲中的G细胞是胰岛B细胞, 则在以下物质中,可以影响其分泌激素的物质有 ________________________(填序号) 。
①神经递质 ②葡萄糖 ③胰高血糖素
(3)图乙中,D是___________,血红蛋白存在于_________ (填图中字母)。
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【题目】某生物小组的同学用如图所示的装置培养乳酸菌。请回答下列问题:
(1)实验室中可用番茄汁来培养微生物。将番茄汁过滤并进行______________处理,冷却后接种乳酸菌。番茄汁为乳酸菌提供的基本营养物质有____________________________。向培养基中加入的琼脂的作用是____________________________。
(2)密封玻璃罐前先将蜡烛点燃,原因是____________________________。
(3)研究小组筛选了2种可在pH=3.0条件下生长的乳酸菌菌株进行产酸能力研究,并提取发酵液研究了这2种乳酸菌对金黄色葡萄球菌的抑制作用,实验结果见下表:
编号 | pH | 酸度(0T) | 抑菌圈直径(mm) |
菌株DJ3 | 3.69 | 179.1 | 21.33 |
菌株DJ4 | 4.30 | 109.7 | 17.72 |
乳酸溶液 | 3.70 | 176.4 | 17.92 |
乳酸溶液 | 4.31 | 109.5 | 15.69 |
空白对照 | 6.60 | 15.4 | 8.64 |
产酸能力较强的菌株是______________,根据实验数据分析,乳酸菌发酵液的抑菌机制可能是____________________________。
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