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科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如...

科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图1所示,图2、图3分别表示了干扰素基因及质粒的相关信息。

1)图1中步骤①的技术名称是_____________

2)图1步骤③将基因导入ES细胞而不是导入到上皮细胞是因为ES细胞具有_____________

3)图1步骤③中,需要构建含有干扰素基因的_____________,据图2、图3,对干扰素基因片段和质粒进行酶切时,可选用的限制酶组合为_____________

4)为了得到实验所需的大量干扰素基因,研究人员利用PCR技术进行扩增。由于DNA复制时,子链只能由5′向3′方向延伸,因此可以从下图ABCD四种单链DNA片段中选取_____________作为引物。若要将1个干扰素基因复制4次,则需要在缓冲液中至少加入_____________个引物。

5)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察,选择发_____________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达,可以采用_____________方法进行检测。

 

核移植技术 发育的全能性 表达载体 HindIII和PstI或EcoRI和PstI B和C 30 绿色 抗原-抗体杂交 【解析】 分析图1:图示是利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗的过程图解,其中①表示核移植过程,②表示早期胚胎培养过程,③表示采用基因工程技术将目的基因导入受体细胞。 分析图2、3:限制酶SamI的切割位点位于目的基因中,因此构建基因表达载体时,不能用限制酶SamI切割,应该用限制酶HindIII和PstI或限制酶EcoRI和PstI分别在目的基因两侧进行酶切;构建基因表达载体时破坏了红色荧光蛋白基因,但没有破坏绿色荧光蛋白基因。 (1)图1中的步骤①为核移植技术。 (2)由于ES细胞具有发育的全能性,所以图1步骤③将基因导入ES细胞而不是导入到上皮细胞。 (3)步骤③中,将目的基因导入受体细胞之前需要构建含有干扰素基因的表达载体;根据以上分析已知,对干扰素基因片段和质粒进行酶切时,可选用的限制酶组合为HindIII和PstI或EcoRI和PstI。 (4)DNA复制只能从5′到3′,因此构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时,可以从图2中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C作为引物。若要将1个干扰素基因复制4次,则需要在缓冲液中至少加入24+1-2=30个引物。 (5)构建基因表达载体时,红色荧光蛋白基因被破坏,而绿色荧光蛋白基因没有被破坏,因此将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察,选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导;基因工程中,检测目的基因是否表达,可以采用抗原-抗体杂交法。
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考点分析:
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亚麻酸(ALA)能够促进卵母细胞体外成熟和囊胚发育。为了给水牛体外胚胎产业化生产中合理使用亚麻酸提供理论依据,科研人员研究了不同浓度的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟、早期胚胎发育的影响。分析回答:

①卵母细胞的收集和体外培养:从屠宰场水牛的卵巢中收集并处理卵母细胞,随机分成5组,分别置于不同浓度亚麻酸的培养液中,在39℃、5%CO2的培养箱中培养2224h

②卵母细胞成熟判断:在显微镜下观察卵母细胞,判断其是否成熟,统计结果如表1

③体外受精:在受精溶液中进行体外受精后,用显微镜观察判断是否完成受精。

④早期胚胎培养:将受精卵移入胚胎培养液中培养4448h后检查分裂情况,每隔48h更换一次培养液,第59天观察囊胚发育情况,统计结果如表2

1亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟的影响     2亚麻酸对水牛早期胚胎发育的影响

ALA浓度

/µmol·L-1

卵母细胞数

核成熟卵子数

 

ALA浓度

/µmol·L-1

培养卵数

分裂数

囊胚数

0

229

137

0

309

171

75

10

201

133

10

325

182

82

50

227

166

50

292

185

97

100

215

137

100

310

188

84

200

215

135

200

231

145

68

 

1)步骤①中,细胞培养箱中加5%CO2的作用是_____________

2)步骤②中,成熟卵母细胞内染色体的行为特征是_____________。步骤③中,判断是否受精的依据是_____________

3)步骤④中,受精卵经过__________________________(时期)发育成囊胚,培养过程定期更换培养液的目的是_____________

4)根据实验数据分析,亚麻酸溶液为200μmol·L-1时,对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育起_____________(促进、抑制)作用。

5)本实验结果表明,_____________μmol·L-1的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育都较有利,其判断依据是_____________

 

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为防治荔枝蝽等植食性害虫,减少农药的使用,有人尝试在荔枝园的株间种植矮小的山绿豆。对比研究荔枝—山绿豆复合种植园和荔枝单一种植园中各类昆虫所占的百分比,结果如图1。图2表示能量流经第二营养级的过程示意图。请回答下列问题:

1)调查各类昆虫的种群密度能否都用样方法?_____________

2)据图1分析,复合种植园中害虫明显减少,原因是_____________的比例增加,通过_____________等种间关系消灭了害虫。

3)山绿豆耐阴性好,营养丰富,可作为饲料。选它与荔枝搭配种植,促进了群落_____________结构的形成,提高了生物利用环境资源的能力。

4)复合种植园中,荔枝、山绿豆、杂草等属于生产者,腐生性昆虫属于_____________。与单一种植园相比,复合种植园生物的种类增加,因而其生态系统的_____________结构更为复杂,抵抗力稳定性更高。

5)图2中,若A表示第二营养所摄入的能量,则B表示_____________C表示_____________

 

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科学家们经大量研究,已经探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径,简图如下:

1)据图可知在无乙烯条件下,酶T催化E蛋白_____________,从而使E蛋白_____________(填“能”或“不能”)被酶剪切,最终植株表现无乙烯生理反应。

2)在有乙烯条件下,乙烯与_____________结合后,酶T活性_____________,导致E蛋白被剪切,最终植株表现有乙烯生理反应。

3R蛋白具有_____________两种功能。乙烯最终是通过影响基因表达的_____________过程,从而调节植物的某些生理过程。

4)有两种拟南芥突变体,1#为酶T活性丧失的纯合突变体,2#R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合体(仅丧失与乙烯结合的功能),在无乙烯的条件下出现“有”乙烯生理反应的突变株是_____________

5)番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径,若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变,则这种植株的果实成熟期会_____________

 

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人体细胞之间的通讯多数是通过信号分子传递的。有些信号分子作用于细胞表面的受体,有些则作用于胞内受体。生物学上将细胞外与膜受体结合的信息分子称为第一信使,由其转换而来的细胞内信号则称为第二信使,如图1所示。人体胰岛素分泌调节及其发挥的生理作用如图2所示。请回答下列问题:

  

1)图1中,细胞表面的膜受体的化学本质是_____________,图2中胰岛素是由_____________细胞分泌的,属于_____________信使。第一信使与膜受体结合体现了细胞膜的_____________功能。

2)第一信使主要包括激素、_____________等,其中前者弥散到体液中,随血液流经全身,传递各种信息,后者与膜受体结合后,可引起膜电位的变化。在第一信使中还包括一些局部介质,如由T细胞分泌的_____________

3)人进餐后,食物刺激消化管牵张感受器产生的兴奋传到A处时,体液中Na+流动总的趋向是_____________,兴奋在B处发生的信号变化是_____________

 

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黑腹果蝇的翅型由AaBb两对等位基因共同决定。A(全翅)基因和a(残翅)基因位于常染色体上,全翅果蝇中有长翅和小翅两种类型,B(长翅)基因和b(小翅)基因位于X染色体上,Y染色体上不含此基因。以下是两组纯系黑腹果蝇的杂交实验,请分析回答:

1)黑腹果蝇翅型的遗传遵循_____________定律。

2)杂交实验一中亲本的基因型是__________________________F2小翅果蝇的基因型为_____________F2长翅果蝇中纯合雌果蝇占_____________

3)杂交实验二中F1的基因型是__________________________F1雌雄果蝇交配后产生的F2中长翅:小翅:残翅=_____________

 

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