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请分析回答下列关于基因工程的问题:(10分) 某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖...

请分析回答下列关于基因工程的问题:(10分)

某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列(图4),大肠杆菌的DNA分子中则含有β-半乳糖酶ω片段序列(图3),由于天然大肠杆菌同时具备这两种片段序列,可以使培养基中含有X-gal底物转变成蓝色产物,当缺少任意一个α或ω片段序列,X-gal底物不能转变成蓝色产物。HindⅢ、 EcoRI、BamHI分别为三种限制性内切酶,下图5中箭头所指为三种限制酶的切点。

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(1)要能筛选出转基因菌种,应选用的限制性内切酶是       ,选择的依据是                  

(2)控制F8的基因也可以通过人体细胞相应的mRNA来合成,该合成的过程称为         。如果F8基因表示人生长激素基因,则相应的mRNA可以从人体            (下丘脑细胞/垂体细胞/下丘脑和垂体细胞/所有体细胞)中获取。

(3)重组质粒形成与否需要鉴定和筛选,方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌,通过含抗生素的培养基进行培养,观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断,如下图。

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在筛选时应该先用选择培养基                (A/B)。

(4)将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后,再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后,培养基中出现较多的蓝色菌落,这是因为                  

(5)控制F8的基因能在大肠杆菌细胞内得到表达,其遗传学基础是           

(6)如果控制F8的基因长度为3000碱基对(bp),用限制性核酸内切酶酶切后进行凝胶电泳,使降解产物分开。用酶A单独酶切,结果如下图l。用 B单独酶切,结果如下图2。用酶A和酶B同时酶切,结果如下图3。请画出该基因同时用A和酶B酶切时的作用位点示意图(并标注好酶切后碱基片断的长度):             

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(1)EcoRI 切断α片段序列,为重组DNA分子的筛选提供标记 (2)逆(反)转录 垂体细胞 (3)A (4)同一种限制酶作用的目的基因、质粒具有相同的粘性末端,因此会出现质粒的自身环化的空载现象,空载质粒含有完整的α、ω片段序列,能利用培养基中的X-gal底物产生蓝色产物 (5)各种生物共用一套遗传密码子 (6)   【解析】 试题分析: (1)该酶应能获取目的基因同时在质粒上存在,并且能作为筛选标记,故符合条件的是EcoRI酶,切断α片段序列,不能生成蓝色,可为重组DNA分子的筛选提供标记。 (2)利用人体细胞相应的mRNA来合成控制F8的基因的过程称为反转录法。垂体能合成并分泌生长激素,如果F8基因表示人生长激素基因,则相应的mRNA可以从人体垂体细胞中获取。 (3)根据图形可知,大肠杆菌的质粒中含有青霉素抗性基因但不含四环素抗性基因,所以重组质粒中也要含有青霉素抗性基因作为标记基因,该基因表达产物具有抵抗青霉素的能力,因此应在含有青霉素的培养基中进行筛选,所以选A。 (4)将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后,再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后,培养基中出现较多的蓝色菌落,这是因为同一种限制酶作用的目的基因、质粒具有相同的粘性末端,因此会出现质粒的自身环化的空载现象,空载质粒含有完整的α、ω片段序列,能利用培养基中的X-gal底物产生蓝色产物。 (5)控制F8的基因能在大肠杆菌细胞内得到表达,说明各种生物共用一套遗传密码子。 (6)分析酶切后的结果可知,用酶A和酶B同时酶切,导致酶A单独酶切后的2000(bp)和1000(bp)及酶B单独酶切后的2000(bp)片段消失,产物中仅含有1400(bp)、600(bp)和400(bp)片段;说明控制F8的基因中含有1个酶A的切点,2个酶B的切点,且酶B的2个切点位于酶A切点的两侧,距酶A切点分别为1400(bp)和600(bp),;即酶A将该基因切割为2000(bp)和1000(bp)后,酶B能将2000(bp)切割为600(bp)和1400(bp)两种片段,另一个酶B切点能将1000(bp)切割为600(bp)和400(bp)两种片段,据此可画出该基因同时用酶A和酶B酶切时的作用位点示意图。 考点:本题考查基因的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络的能力。  
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请分析回答下列有关遗传问题:(10分)

Ⅰ、某二倍体植物辐射对称花型c650基因与两侧对称花型(c)基因是一对等位基因;自交亲和(Sc)基因与自交不亲和(S)基因是一对等位基因。c650基因比基因c多了Tam5转座子,Tam5转座子是可以从染色体所在位置转移到染色体其它位置的DNA片段。相关基因与染色体的位置关系及基因部分结构,如图所示。

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ⅰ、将纯合辐射对称花型、自交亲和植株与纯合两侧对称花型、自交不亲和植株杂交得F1

(1)F1花型为两侧对称,表明                基因为隐性基因。在基因不发生改变的情况下,F1植株花型的基因型为        

(2)采用分子杂交技术对F1中的c650基因进行分子水平的检测,结果发现F1中有一半左右的植株中c650基因发生改变,该植物突变频率这么高的原因最可能是               的结果。

ⅱ、F1中选出基因型为ScSc650基因未发生改变的植株进行异花粉得F2

(3)如果基因发生改变以及染色体也没有发生改变,则F2两侧对称花型且自交亲和个体所占比例应为 

(4)F2的150个辐射对称花型植株中检测出5个植株含S基因,其产生原因最可能是                   

Ⅱ、下图是一个遗传病的家族系谱图。甲病的基因以A或a表示,G人类Ⅰ型糖原贮积症(GSDl a)基因以B或b表示,两对基因自由组合。Ⅰ3和Ⅰ4 不携带有GSDl a基因。请分析回答

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(5)GSDl a的遗传方式是                  

(6)1和Ⅰ2表现正常,但生出患有GSDla 7,这种现象符合        遗传规律。

(7)13的基因型是    。若不考虑基因突变,Ⅲ12和Ⅲ13结婚,生出既患甲病又患GSDl a子女的概率是               

 

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请分析回答下列人体稳态调节问题:(13分)

Ⅰ、肝在人体的稳态中发挥着重要的作用。下图甲示意肝细胞在稳态调节中的部分功能。

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(1中物质B代表              

(2过程②代表的生理反应是            ;过程⑥代表的生理反应是             

(3中由胰高血糖素促进的过程有           用图中数字序号表示);肝细胞中合成的甘油三酯绝大部分以         形式通过血液循环运送至脂肪组织细胞中。

(4单纯性高脂血症者脂蛋白含量的异常表现为                                 ;如果人体过多食入脂类物质,会导致                                    ,从而引起动脉粥样硬化甚至心血管疾病

Ⅱ、人体的排尿是一个复杂的神经调节过程,图乙表示尿意的形成及排尿的调控过程。

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(5当膀胱充盈时,人产生尿意。根据反射弧有关知识,用恰当文字和图乙中的符号,写出尿意产生过程:                            

(6膀胱的肌肉收缩引起排尿,尿液流经尿道时,刺激尿道使膀胱的肌肉进一步收缩,此过程属于             反馈调节。

Ⅲ、神经-体液-免疫调节网络是人体维持稳态的主要调节机制,上图丙示意人体内的某种稳态调节机制。

(7细胞C的名称                                      

(8维持机体稳态离不开细胞间的信息交流。图甲所示调节机制中,细胞间进行信息交流的途径有:一是___________、激素等三类信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现,二是通过        实现信息交流,如吞噬细胞将抗原呈递给T 细胞。

(9中的A器官某区域出现病理损伤后,表现出排尿量异常增多、饮水剧增。可推测该器官受损后,引起          缺乏。

 

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回答下列有关植物激素调节的问题(13分

I为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2。

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(1)本实验中,用激素处理时应将IAA加在____(填“培养液中”或“茎芽尖端”)原因____________。

(2)当加入药物完全抑制DNA复制后,GA3诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%,说明GA3影响茎芽伸长生长的方式是____________________________

(3)从图2中B组数据可知,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的_______倍、IAA单独处理的_______倍,由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在___________的关系。

II20世纪70年代,科学家雷利(P.M.Ray)研究发现,植物细胞在酸性环境中,由于细胞壁的软化易引起细胞膨压下降,从而导致细胞吸水体积增加(表现为生长),在这个基础上他和克莱兰(Rayle and Cleland)共同提出生长素作用机理的“酸生长理论”。20世纪80年代科学家在大量研究基础上,又进一步提出了生长素的作用机理的“基因活化学说”。下图示意生长素促进生长的两种作用方式。

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(4)生长素受体的化学本质是     ;此处的“H+泵”除了能在收到信息时泵出H+外,还能          

(5)图中生长素促进生长的作用途径       (填序号)符合生长素作用机理的“酸生长理论”;结合图示,试推测生长素作用机理的“基因活化学说”内容:                    

 

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请分析回答下列有关植物生理问题:(12分)  

Ⅰ、某兴趣小组实验测定A植物、B植物和C植物在不同光照条件下的光合作用强度,结果如下表。

植物品种

光补偿点

(千勒克斯)

光饱和时光照强度(千勒克斯)

光饱和时植物光合作用CO2的消耗量(mgCO2/100cm2﹒h)

黑暗条件下植物呼吸作用CO2的释放量(mgCO2/100cm2﹒h)

A

3

4

30

15

B

1

3

11

5.5

C

3

11

35

20

(1)如果本实验中定义“植物的光合速率 = 该植物在一定的条件下每100 cm2的叶面积上每小时吸收CO2的量”;则光照强度为3千勒克斯时,A、B植物的光合速率分别为             mgCO2/100cm2﹒h;对于C 植物,如果在光照强度为11千勒克斯时,白天正常光照10小时,其余时间黑暗。则C植物能否正常生长?并说明理由:                            

(2)当光照强度达到11千勒克斯时,对于C植物如要进一步提高植物光合作用强度,可采取的措施有                                

(3)同样控制光照强度为4千勒克司10小时,其余时间黑暗。则一天中A植物积累的葡萄糖比B植物          (mg/100cm2叶·天。(以“+”表示增加,“—”表示减少,保留2位小数)

Ⅱ、 CAM植物的光合作用过程不同于C3植物和C4 植物,其吸收CO2首先会借助PEP羧化酶形成草酰乙酸,然后在苹果酸脱氢酶(NADPH)作用下还原成苹果酸进入液泡暂时储存在适宜的条件下,苹果酸从液泡中转运出来脱羧,释放CO2五碳化合物吸收从而进入卡尔文循环。图(一)表示CAM植物的光合作用过程示意图,图(二)表示典型CAM植物一天中CO2固定速率、气孔导度、苹果酸和聚糖(如淀粉)的含量变化以及代谢过程。

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(4)据图(一)可知,[A]表示的细胞结构是      ;生理过程[④]发生的细胞场所是            

(5)图(一)中C3途径所表示的生理过程是                           

(6)根据图(二)可知,CAM 植物吸收CO2的时间主要是            。 (白天/晚上)

(7)CAM植物体内淀粉的合成途径是                                  

(8)CAM植物这种特殊的光合作用过程的意义是                                  

 

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请分析回答有关蛋白质合成问题:(12分)

蛋白质分选蛋白质依靠自身信号序列从起始合成部位定向转运到其功能发挥部位的过程。下图甲示意人体某种分泌蛋白的分选途径,图乙示意人体某种线粒体蛋白的分选途径。

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(1)[A]标注的细胞结构是      ;[C]标注的细胞结构是       ;[D]标注的细胞结构是           

(2)[B]结构的功能是                     ;参与[⑦]过程的酶是             

(3)在过程[③]和[④]中,运输分泌蛋白的结构是                   ;人体体细胞中,具有双层膜的结构(细胞器)是                         

(4)与图乙所示蛋白质分选途径相比,图甲中信号序列定向功能发挥与翻译的时间顺序特点是       

(5)尽管都有信号序列的存在,但是甲和图乙的蛋白质分选方向却不同。其主要原因   

(6)由图可知,蛋白质分选的物质基础包括信号序列和      ,这也是细胞内或细胞间进行         的分子基础。

(7)如果某分泌蛋白由3条多肽链共300个氨基酸组成,则控制该分泌蛋白的基因完成一次表达过程至少生成  个水分子。

 

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