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B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,但在卵细胞中不转...

B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计了如下实验。

据图回答:

(1)B基因在水稻卵细胞中不转录,推测其可能的原因是卵细胞中________

A.含B基因的染色体缺失         B.DNA聚合酶失活

C.B基因发生基因突变            D.B基因的启动子无法启动转录

(2)从水稻体细胞或________中提取总RNA,构建____________文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能),然后构建重组表达载体。

(3)在过程①、②转化筛选时,过程______________中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上,过程__________________在培养基中应加入卡那霉素。

(4)获得转基因植株过程中,以下鉴定筛选方式正确的是________

A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交

B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交

C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交

D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光

(5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明_________________

 

D 精子 cDNA ② ① BCD B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚 【解析】 基因工程的基本操作程序: 1、目的基因的获取:(1)目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因。(2)获取方法:①从基因文库中获取;②人工合成(反转录法和化学合成法);③PCR技术扩增目的基因。 2、基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。 3、将目的基因导入受体细胞:(1)转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。(2)常用的转化方法:常用方法有农杆菌转化法、显微注射技术、Ca2+处理法。(3)重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 4、目的基因的检测和表达:(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。(2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。(4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 (1)通过题干信息可知,B基因可以在体细胞和精子中,说明含B基因的染色体未缺失,也没有发生基因突变,AC错误;基因表达过程中的转录需要RNA聚合酶,不是DNA聚合酶,B错误;B基因在卵细胞中不能转录,可能是B基因的启动子在卵细胞中不能启动转录,D正确;故选D。 (2)通过题干信息可知,水稻的体细胞和精子中B基因可表达,故可从水稻的体细胞和精子中提取RNA。通过逆转录产生DNA,从而构建cDNA文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。 (3)图示中过程①表示筛选含有目的基因的重组质粒的农杆菌,图示中质粒有抗卡那霉素标记基因和抗潮霉素标记基因,如果选择培养基中加入的是卡那霉素,起作用的是抗卡那霉素标记基因。过程②表示用含有重组质粒的农杆菌转化水稻细胞的过程,该过程将其T-DNA整合到水稻细胞染色体DNA上。 (4)获得转基因植株,鉴定筛选方式有:①DNA分子杂交技术,即以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交,故A错误;B正确;②用标记的目的基因作探针与mRNA杂交,即以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交,C正确;③检测目的基因是否翻译成蛋白质,通过(2)可知B基因与Luc基因连接形成B-Luc融合基因,即可通过Luc基因表达,检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光,D正确;故选BCD。 (5)转基因植株含有促进B基因在卵细胞转录的启动子,推测转基因植株分离出的只含一个染色体组的胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而非转基因水稻卵细胞中B基因不能转录,卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明B基因表达能使卵细胞不经受精作用直接发育成胚。
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考点分析:
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将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂,用水定容后灭菌,得到M培养基。

回答下列问题:

(1)M培养基若用于真菌的筛选,则培养基中应加入链霉素以抑制___________的生长,加入了链霉素的培养基属于___________培养基。

(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有___________(答出两点即可)。氮源进入细菌后,可参与合成的生物大分子有___________(答出两点即可)。

(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖,接种土壤滤液并培养,平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产生淀粉酶的微生物,加入的显色剂是___________,该方法能筛选出产生淀粉酶微生物的原理___________

(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:

甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133。

乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。

有人认为这两位同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是:_____________________

 

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在北方农牧交错带的中温带半干旱区,当农田连续耕作六年后,农作物产量往往下降,弃耕后土地易沙化。对三片弃耕土地分别采取围封禁牧、人工种植灌木或乔木等恢复措施,灌木、乔木成活后该地自然恢复。十五年后进行调查,结果见下表。

指标

样地

土壤含水量(%

土壤全氮(g•kg-1

草本植物种数(种)

节肢动物个体数(只样本-1

节肢动物多样性指数*

弃耕地(对照)

026

009

11

31

06

禁牧草地

066

036

26

94

17

人工灌木林

077

042

28

74

08

人工乔木林

137

027

16

100

11

 

*多样性指数综合反映丰富度和均匀度

据表回答:

1)土壤含水量增加最明显的是___________样地。土壤全氮增加最明显的是______________样地,这是该样地内豆科植物与根瘤菌相互作用的结果,豆科植物与根瘤菌的种间关系为____________

2)三种恢复措施均可改良土壤,这体现了生物多样性的___________价值。

3)在半干旱地区,节肢动物是物种最丰富和数量最多的类群,在食物网中占据重要地位,其多样性一定程度上可反映生态系统的物种多样性。从生物多样性角度分析,三种恢复措施中更适宜于中温带半干旱区的是________________

4)在中温带半干旱区,草原生态系统比农田生态系统的自我调节能力更______________

 

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某种甘蓝的叶色有绿色和紫色。已知叶色受2对独立遗传的基因A/a和B/b控制,只含隐性基因的个体表现隐性性状,其他基因型的个体均表现显性性状。某小组用绿叶甘蓝和紫叶甘蓝进行了一系列实验。

实验①:让绿叶甘蓝(甲)的植株进行自交,子代都是绿叶

实验②:让甲植株与紫叶甘蓝(乙)植株进行杂交,子代个体中绿叶∶紫叶=1∶3

回答下列问题。

(1)甘蓝叶色中隐性性状是__________,实验①中甲植株的基因型为__________

(2)实验②中乙植株的基因型为________,子代中有________种基因型。

(3)用另一紫叶甘蓝(丙)植株与甲植株杂交,若杂交子代中紫叶和绿叶的分离比为1∶1,则丙植株所有可能的基因型是________;若杂交子代均为紫叶,则丙植株所有可能的基因型是_______;若杂交子代均为紫叶,且让该子代自交,自交子代中紫叶与绿叶的分离比为15∶1,则丙植株的基因型为________

 

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作物M的F1基因杂合,具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1(以两对同源染色体为例)。改造F1相关基因,获得具有与F1优良性状一致的N植株,该植株在形成配子时,有丝分裂替代减数分裂,其卵细胞不能受精,直接发育成克隆胚,过程见途径2。据图回答:

(1)与途径1相比,途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂,不会发生由_______________________________________导致的基因重组,也不会发生染色体数目________________

(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。以n对独立遗传的等位基因为例,理论上,自交胚与F1基因型一致的概率是________________,克隆胚与N植株基因型一致的概率是____________。通过途径___________获得的后代可保持F1的优良性状。

 

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氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。

1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是___________,在细胞核中合成的含氮有机物是___________

2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH4+NO3-的吸收具有偏好性(NH4+NO3-同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论________

 

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