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(生物——选修3:现代生物科技专题)科研人员利用“基因敲除技术”敲除了新生小鼠心...

(生物——选修3:现代生物科技专题)科研人员利用“基因敲除技术”敲除了新生小鼠心肌细胞中的GATA4基因,结果发现一个分泌型因子FGF16的表达水平降低,小鼠心脏丧失了再生能力,并出现了严重的心肌肥大现象。紧接着科研人员利用腺相关病毒载体AAV9,实现了在心肌细胞中“过表达”Fgfl6基因,发现心肌细胞恢复增殖能力,心肌肥大也受到一定的抑制。这项工作为心肌损伤修复和病理性心肌肥大的临床治疗提供了理论基础。请回答:

(1)“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是________________

(2)腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具,除具备普通“质粒载体”的条件外,还应具有___________________________(答出两点即可)的条件。

(3)目的基因与载体结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。已知限制性内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—。请画出目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端________________。DNA连接酶对所连接的两端碱基序列是否有专一性要求?________________

(4)定性的检测目的基因的“过表达”产物可采用_____________的方法。

(5)资料说明:_____________、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控的生物体的性状。

 

基因重组 必需是安全的(不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去) 分子大小应适合(以便提取和在体外进行操作);宿主范围广;对靶细胞具有较高的转化效率;在宿主细胞中不会引起免疫排斥(或免疫排斥较低) (或 ) 否 抗原-抗体杂交 基因与基因 【解析】 本题考查基因工程及其应用的相关知识,意在考查考生理解相关知识的要点,把握知识间的联系,形成知识网络结构的能力。 (1)根据题意可知,“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是基因重组,定向改变了受体的基因组成。 (2)根据题意,科研人员利用腺相关病毒载体AAV9,实现了在心肌细胞中“过表达”Fgfl6基因,发现心肌细胞恢复增殖能力,心肌肥大也受到一定的抑制,说明腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具,除具备普通“质粒载体”的条件外,还必需是安全的(不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去)、其分子大小应适合(以便提取和在体外进行操作)、其宿主范围广、对靶细胞具有较高的转化效率、在宿主细胞中不会引起免疫排斥(或免疫排斥较低)等条件。 (3)限制性内切酶具有特异性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在该核苷酸序列内部特定部位切割形成黏性末端或平末端;已知限制性内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—,则目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端为(或 ) ;DNA连接酶对所连接的两端碱基序列没有有专一性要求,只在互补的末端间催化形成磷酸二酯键。 (4)基因的“表达”产物是蛋白质,定性的检测目的基因的“表达”产物可采用抗原-抗体杂交的方法,即用特定抗体检测受体细胞内有无目的基因的“表达”产物(抗原),若形成杂交带(即抗原-抗体结合物)则说明有目的基因的“表达”产物,反之没有目的基因的“表达”产物。 (5)综合上述分析可知,基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控的生物体的性状。 名称 作用部位 作用底物 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA切成两个片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA片段 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 DNA (水解)酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 碱基对之间的氢键 DNA 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链 RNA聚合酶 磷酸二酯键 核糖核苷酸 将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端  
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考点分析:
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请据图回答下列相关问题:

(1)胡萝卜素萃取的效率主要取决于______________________

(2)在加热瓶瓶口安装冷凝回流装置的目的是______________________

(3)乙图所示的鉴定方法称为___________,图中起对照作用的点是____________

(4)在乙图中的层析带中,代表的物质是___________代表的物质是___________

(5)该层析的目的是______________________

 

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某人工鱼塘养殖草鱼、鲫鱼等鱼类,鲫鱼主要生活在水体下层,为杂食性鱼类,草鱼主要生活在水体中层,为植食性鱼类。在人工鱼塘养殖时,主要投喂颗粒饲料和菜叶等饵料。此外,该鱼塘内还分布有小球藻、念珠藻等植物。请回答下列问题:

(1)草鱼属于生态系统组成成分中的_____________,位于第_____________营养级。除鱼类和藻类这两种成分外,该人工鱼塘生态系统组成成分还应有__________________________

(2)输入此生态系统的能量有_____________。小球藻捕获光能的色素为_____________

(3)草鱼和鲫鱼的分布体现了人工鱼塘生物群落的_____________结构,造成这种分布的原因主要是_____________

 

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黄瓜是雌雄同株异花的二倍体植物,果皮颜色(绿色和黄色)受一对等位基因控制。为了判断这对相对性状的显隐性关系,甲乙两同学分别从某种群中随机选取两个个体进行杂交实验,请回答:

(1)甲同学选取绿果皮植株与黄果皮植株进行正交与反交,观察F1的表现型。请问是否一定能判断显隐性?_____________,为什么?__________________________

(2)乙同学做了两个实验,实验一:绿色果皮植株自交;实验二:上述绿色果皮植株做父本、黄色果皮植株做母本进行杂交,观察F1的表现型。

①若实验一后代有性状分离,即可判断____________为显性。

②若实验一后代没有性状分离,则需通过实验二进行判断。

若实验二后代____________________________,则绿色为显性;

若实验二后代____________________________,则黄色为显性。

 

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某研究小组为了验证甲状腺激素对垂体的反馈调节机制,做了如下相关实验:

步骤:将多只生长状况相同的成年健康小鼠平均分成ABC三组;

步骤A组小鼠注射一定剂量的药物(抑制下丘脑神经内分泌细胞功能)和药物(抑制甲状腺细胞分泌功能);B组小鼠注射一定剂量的药物和药物(促进甲状腺细胞分泌功能);C组小鼠注射等量的__________(不同药物只是限制对应区域的功能,对其他区域无影响)。

步骤:一段时间后,_________________________________,并求平均值。

请回答下列问题:

(1)甲状腺分泌的甲状腺激素通过___________运输到垂体,并被垂体细胞膜上的___________识别,从而发挥作用。

(2)完善上述步骤的实验操作:

步骤中,C组小鼠注射等量的_________________________________

步骤中,一段时间后,_______________________________________

(3)小鼠注射药物I的目的是____________________________________________

 

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某研究小组的同学开展了“探究低温对植物光合作用的影响”课题研究。将15℃生长的某品种植物置于10℃下低温处理,其他培养条件相同。一周后,测得叶肉细胞叶绿体内载体蛋白X(位于类囊体上,运载H+从高浓度到低浓度一侧并同时催化ATP的合成)含量下降,固定CO2的酶Y含量下降;测得植物低温处理前后光合作用强度变化如图所示。请回答:

(1)H+通过类囊体膜的方式是___________(填“自由扩散”、 “协助扩散”或“主动运输”),酶Y位于叶绿体______________________

(2)由图可知在低温下利用___________(填“弱光”或“强光”)的能力更强。

(3)综合题中信息及所学知识,植物最大光合速率下降的原因可能是低温处理降低了___________,从而影响了光合作用的___________阶段。

 

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