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先导编辑技术是利用经过改造的Cas9蛋白,在基因组中的特定位点切断DNA,随后逆...

先导编辑技术是利用经过改造的Cas9蛋白,在基因组中的特定位点切断DNA,随后逆转录酶在RNA链的引导下在切断处进行基因编辑,其能实现更精准地对DNA进行编辑,该过程流程如图所示。该技术可以实现基因的定点突变和整合,将修饰好的基因导入胚胎干细胞,治疗人类某些单基因遗传病。

1)基因重组技术工具中的_______酶与先导编辑工具中Cas9蛋白作用相似,但二者的不同之处是前者____________________________________________________________

2)下图为由经过修饰的pku基因构建的重组载体,在转化胚胎干细胞时,只有重组载体中整合区域正确整合到胚胎干细胞染色体DNA上才表示转化成功,而重组载体的其他区域将被靶向分解。在转化中会出现错误整合,整合错误才会出现重组载体中的两个HSV-tk中至少会有一个与neor一起整合到染色体DNA上而不被分解。已知含有标记基因neor的细胞具有G418的抗性。HSV-tklHSV-tk2的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。

①题干中的胚胎干细胞可以来自_____________________________,利用胚胎干细胞为受体细胞是因为其功能上具有________________________

②胚胎干细胞在体外培养时需要满足的条件除一定的气体环境、充足营养、适宜的温度和PH外,还应保证____________条件,气体环境中的CO2的作用是_____________________

③转化后的各类胚胎干细胞要依次在含有G418____________________的培养液中培养,在双重选择下存活并增值的是正确整合的胚胎干细胞,原因是________________________________________

 

限制酶(限制性核酸内切酶) 识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中的特点部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 早期胚胎或原始性腺 发育的全能性 无菌、无毒环境 维持培养液PH 同时含有G418和DHPG 能在含有G418的培养液存活说明转化后的胚胎干细胞中含neor,能在同时含G418和DHPG的培养液中存活说明转化后的胚胎干细胞中含neor且不含HSV-tk 【解析】 1、根据题意分析可知,CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的引导RNA能识别并结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA,最终实现对靶基因序列的编辑。由于其他DNA序列也含有与引导RNA互补配对的序列,造成引导RNA错误结合而出现脱靶现象。 2、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。 3、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。 (1)基因重组技术工具中的限制酶与先导编辑工具中Cas9蛋白作用相似,但二者的不同之处是前者识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中的特点部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (2)①题干中的胚胎干细胞可以来自早期胚胎或原始性腺,利用胚胎干细胞为受体细胞是因为其功能上具有发育的全能性。 ②胚胎干细胞在体外培养时需要满足的条件除一定的气体环境、充足营养、适宜的温度和pH外,还应保证无菌、无毒环境条件,气体环境中的CO2的作用是维持培养液pH。 ③由题意可知,转化后的各类胚胎干细胞要依次在含有G418和同时含有G418和DHPG的培养液中培养,在双重选择下存活并增值的是正确整合的胚胎干细胞,原因是能在含有G418的培养液存活说明转化后的胚胎干细胞中含neor,能在同时含G418和DHPG的培养液中存活说明转化后的胚胎干细胞中含neor且不含HSV-tk。
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根据有关微生物的知识,分析回答问题。

1)当水体过于纯净时,硝化细菌会形成休眠体,这种休眠体被称为_________

2)采用固体培养基培养细菌时要倒置培养的原因是___________________________

3)检验大肠杆菌的含量时,通常将水样进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的水样分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空平板先行培养了一段时间,这样做的目的是___________________________________

4)某同学在做微生物实验时,不小心把自生固氮菌和酵母菌混在一起,请你写出分离得到纯度较高的自生固氮菌和酵母菌的实验原理__________________________

5)科学家发现,在某微生物产生的脂肪酶作用下,植物油与甲醇反应能够合成生物柴油,为降低生物柴油生产成本,可利用________________技术使脂肪酶能够重复使用。

 

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果蝇是遗传学研究的经典生物材料,性别决定类型为XY型。两个科研小组利用果蝇做研究实验。

科研小组A:经紫外线照射野生型(黑檀体)果蝇,后代中出现了一只灰体果蝇。

科研小组B:选取果蝇的刚毛和截毛纯合品系分别进行正、反交,结果F1代均表现为刚毛。对F1中的雌果蝇进行测交,后代中刚毛个体和截毛个体数量比为11。在刚毛和截毛性状遗传中无突变和致死现象发生。

分析回答下列问题:

1)果蝇适合做遗传学研究材料的原因有__________________________________(至少答出2点)

2)科研小组A经研究发现灰体果蝇出现是由于野生型果蝇1条染色体的片段缺失所致,则灰体性状为_________

3)科研小组B认为果蝇截毛性状遗传方式不是伴X隐性遗传,判断的理由是___________。欲进一步确定控制截毛性状的基因在常染色体还是在XY同源区段上,科研人员利用F1代雌、雄个体相互交配,通过统计每对果蝇后代表现型并分析,请你对实验结果进行预测并得出相应结论。_______

 

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某湖泊生态系统有AB两种鱼种群,种群A主要以生物a为食,种群B主要以生物b为食,种群AB都能以生物c为食物。A种群的鱼类由于肉质鲜美而深受人们喜爱,当地养殖户在增加A种群鱼类养殖的同时,也使湖中藻类爆发,产生了严重的污染。

1)多年跟踪研究发现,种群AB都局限在一定空间觅食,同时都逐渐减少对生物c的捕食,这样可以________,是生物长期适应和________的结果。

2)严重污染导致该湖泊生态系统_______稳定性下降,该稳定性强弱主要与_______________有关。

3)为提升该生态系统稳定性,你可以提供哪些合理建议?(不少于2点建议)

建议:________________________________________________________________

 

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冰叶日中花是植物耐盐性研究的模式植物,某校生物科技小组以种子的萌发率、发芽势及发芽指数等为指标研究外源赤霉素(6-BA)对冰叶日中花种子萌发的影响,其结果如下图所示。(注:发芽势是指在发芽过程中日发芽种子数达到最高峰时,发芽的种子数占供测样品种子数的百分率;发芽率指测试种子发芽数占测试种子总数的百分比;发芽指数是种子的活力指标。)

1)赤霉素的作用除促进种子萌发外,还具有促进______________________的作用。

2)分析图1和图2实验结果,请你从发芽率、发芽势和发芽指数等方面帮助科研人员描述外源6-BA对冰叶日中花种子萌发的影响:

________________________________________

_______________________________________

3)某同学认为单独用赤霉素解释种子萌发率高与低存在不科学之处,该同学的判断依据是___________

 

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为研究浮游藻类的光合作用,将一种绿藻培养至指数生长期,并以此为材料,测定了藻细胞在不同条件下的净光合速度(Pn)。图甲为光合放氧测定装置的示意图;图乙是不同的NaHCO3浓度(pH=8.525)条件下测得Pn曲线图。请回答下列问题:

1)通过_____________,可研究光强、光质对光合作用的影响。

2)在测定不同光照对Pn的影响时,需要精确控制温度,这是因为_________________

3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低,藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO获得CO2。图乙中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为________;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加的主要原因有____________________________

4)绿藻培养过程中逐个计数是非常困难的,可以采用___________的方法计数。

 

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