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用基因工程技术生产羧酸酯酶CarE)制剂的流程如下图所示。回答下列问题: (1)...

用基因工程技术生产羧酸酯酶CarE)制剂的流程如下图所示。回答下列问题:

(1)①过程所需的酶是___________。在构建基因表达载体过程中,构建的重组质粒上启动子的本质和作用是___________

(2)实现②过程常用PCR技术,该技术的前提是要有___________,以便合成引物。为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的5′端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是___________

(3)过程③将重组表达载体导入大肠杆菌时,首先用Ca2+处理大肠杆菌,目的是___________。然后将___________溶于级缓冲液与该大肠杆菌混合,在一定温度下完成转化。

 

逆转录酶 启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段;作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录 一段已知目的基因的核苷酸序列 使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连 使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 重组质粒(基因表达载体) 【解析】 分析图【解析】 图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA;过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增;过程③表示将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌);过程④表示通过筛选获得工程菌。 (1)图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA的过程,需要逆转录酶的催化;基因表达载体的组成成分包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等,其中启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段,其作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录。 (2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物;根据题意分析,在构建基因表达载体时,需要在引物的5′端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连。 (3)在将目的基因导入大肠杆菌时,需要先用钙离子处理大肠杆菌,使得大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后将重组质粒溶于缓冲液中与该大肠杆菌混合,在一定温度下完成转化。
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请阅读科普短文,回答问题。

氨基酸家族的新成员

氨基酸是蛋白质的基本单位,在遗传信息的传递过程中,由 AUCG 四种碱基构成的核酸语言,通过三个碱基 形成的密码子转变成 20 种常见的天然氨基酸组成的蛋白质语言。人们很早就破译得到包括 64 个密码子的 传统密码子表(下表中为部分密码子)。

 

第一字母

第二字母

 

第三字母

 

U

 

C

 

A

 

G

 

 

 

 

U

苯丙氨酸

丝氨酸

酪氨酸

半胱氨酸

 

 

U C A G

苯丙氨酸

丝氨酸

酪氨酸

半胱氨酸

亮氨酸

丝氨酸

终止

终止

亮氨酸

丝氨酸

终止

色氨酸

 

……

 

……

 

……

 

1986 年,科学家在研究谷胱甘肽过氧化物酶的作用时,发现了硒代半胱氨酸(Sec)。通过比较含硒(Se)多 肽链的基因序列和氨基酸序列,证实了终止密码子 UGA 是编码 Sec 的密码子。因为这种新发现的氨基酸在结 构上可视为半胱氨酸(如图)侧链上的 S 元素被 Se 取代的产物,所以它被称为 Sec。又因为它是在 20 种常 见的天然蛋白质氨基酸之后发现的,所以又称为第 21 种蛋白质氨基酸。

研究发现,密码子 UGA 通常作为蛋白质合成的终止密码子,但当 mRNA UGA 密码子后面出现一段特殊序列 时,UGA 才成为 Sec 的密码子,使 Sec 掺入到多肽链中去。后来科学家发现某些古细菌以及包括哺乳动物在 内的动物体中的 Sec 也都是由 UGA 编码。

Sec 是蛋白质中硒的主要存在形式,也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止,Sec 已经被发现是 25 含硒酶的活性中心,是含硒酶的灵魂,如果没有这第 21 种氨基酸,含硒酶就无法工作,人就会出各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。

人体 21 种氨基酸——硒代半胱氨酸的发现说明科学是一个发展的过程,科学知识也随着研究的深人而不 断改变着。

1)请根据上述文章内容对传统密码子表提出一处修正意见:_____Sec 的密码子为 UGADNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是_____

2)请画出 Sec 的侧链基团(R 基):_____

3)当核糖体进行翻译时,终止密码子没有相应的 tRNA 结合,而是与终止因子(一种蛋白质)结合,翻译 终止。mRNA 上的密码子 UGA 是对应翻译终止还是编码 Sec 呢?有人曾经提出过终止因子与携带 Sec tRNA 竞争结合密码子 UGA”的假设。请结合文中内容判断研究结果是否支持该假设,并在下表中相应位置写出理由。

 

支持

 

不支持

 

 _____________

 

4)文中提到某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的 Sec 也都是由密码子 UGA 编码,这也为现存的丰富多样的物种是由_____长期进化形成的提供了证据。

5)硒是人体生命活动不可缺少的微量元素,被国内外医药界和营养学界称为长寿元素,请根据文中提供的资料进行解释_____

 

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如图为某草原生态系统中的食物网。回答下列问题:

(1)图中所包含的内容与完整的生态系统相比,缺少的成分有__________________。仅依靠该食物网中的所有生物,该生态系统的碳循环________________(填 “能够”或“不能”)长期进行。

(2)与鼠相比,鹰所同化的能量的去向不包括_______________。经测算发现羊的同化量远小于草同化量的1/10,其原因可能是______________________________

(3)牧民通过养羊获取该生态系统的能量,请从能量流动的角度分析,保护鸟和蛇的意义是______________

 

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有人从一个野生型红眼果蝇种群中偶然发现了朱红眼(a)、亮红眼(b)两个隐性突变型个体,已知a基因位于2号常染色体上,但b基因在染色体上的位置未知。现利用纯合亮红眼雄果蝇和纯合朱红眼雌果蝇为亲本进行杂交实验,F1雌雄个体相互交配得F2,结果如下表。回答下列问题:

       表现型

杂交后代

野生型

突变型

F1

57♂66♀

0

F2

116♂118♀

90♂92♀

 

 

(1)分析实验结果,亮红眼突变基因b____(不在”)2号染色体上,做出此判断的理由是_______________。该杂交实验中纯合朱红眼雌果蝇的基因型是__________F2突变型雌果蝇中杂合子所占的比例是______________

(2)若该果蝇的正常刚毛(D)和小刚毛(d)、裂翅(E)和直翅(e)分别受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①正常刚毛裂翅、②正常刚毛直翅、③小刚毛裂翅。假设DdEe这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证_________________(不发生染色体变异和染色体交换,写出实验思路、预期实验结果、得出结论)

 

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回答下列有关光合作用的问题:

(1)图1所示过程发生在水稻叶肉细胞中。图示反应过程进行的场所是________________,ATP和[H]产生于________(填结构名称);在CO2浓度一定、温度适宜条件下,突然停止光照,短时间内C3化合物的含量会________(填“上升”或“下降”),原因是________________________

(2)随光照强度的变化玉米和水稻的气孔导度及叶肉细胞光合速率的变化如图2和图3所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)

①据图分析,在光照强度为4〜8×102μmol•m-2•s-1时,玉米和水稻光合速率差异并不显著,此时,限制光合速率的因素主要是______________;当光照强度为14×102μmol•m-2•s-1时两种植物的气孔导度差异很小,而光合速率差异较大,说明________(填“玉米”或“水稻”)利用CO2的效率更高。

②当光照强度为b时,两种植物体内有机物的净积累量_____________(填“大于”、“小于”或“等于”)0,原因是__________________________

③缺少钾盐,水稻的光合产物的合成与运输受阻,c点下降,说明无机盐的作用___________________

 

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科研人员连续多年检测某生态系统中两种动物的种群数量变化,如表所示,下列说法不正确的是(   

 

各年份动物A和动物B数量(单位:只)

名称

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

动物A

10×102

17×102

5×102

7×102

13×102

20×102

16×102

动物B

10×103

4×103

8×103

14×103

16×103

12×103

7×103

 

 

A.动物B2011年时丰富度最大

B.两种动物的种间关系可能是捕食关系

C.动物B某个体同化的能量约10%20%传递到A

D.用标志重捕法调查种群密度时,被标记体的标记物脱落,导致调查结果较实际值偏大

 

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