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基因打靶技术是建立在基因同源重组技术以及胚胎干细胞技术的基础上而发展起来的一种分...

基因打靶技术是建立在基因同源重组技术以及胚胎干细胞技术的基础上而发展起来的一种分子生物学技术。请结合图示回答下列有关问题:

注:neor 是新霉素抗性基因;tk 基因的表达可以使无毒的丙氧鸟苷代谢为毒性物质,导致细胞死亡。

(1)将目的基因和与细胞内靶基因同源的 DNA 片段都重组到__________上,构建打靶载体(基因表达载体)。

(2)打靶载体测序验证正确后,利用__________酶,将之线性化,以提高重组率。通过__________技术将打靶载体导入胚胎干细胞,这样打靶载体和与细胞内靶基因同源的区段就有机会发生同源重组。

(3)为了筛选发生同源重组的细胞,可在培养液中加入__________。最后还需要通过__________技术鉴定同源重组的细胞(去除靶基因),将这样的细胞通过动物细胞培养后,获得大量打靶成功的细胞。其中, 暂时不用的细胞进行__________保存。

(4)将打靶成功的细胞注射入小鼠囊胚,移植到同种、__________的母鼠体内,一段时间后对受体母鼠进行妊娠检查,确保其生下嵌合体小鼠。这种嵌合体小鼠长大后,体内同时存在被“修饰”过的基因和未被“修饰”的基因。如果某些小鼠的__________(填“体细胞”或“生殖细胞”)恰巧被“修饰”过了,则它们的杂交后代中,就可能出现基因完全被“修饰”过的小鼠。

 

载体(或质粒) 限制 显微注射 新霉素和丙氧鸟苷 DNA分子杂交 液氮(或冷冻) 生理状态相同(或经同期发情处理) 生殖细胞 【解析】 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。 (1)分析题图可知,将目的基因和与细胞内靶基因同源的DNA片段都重组到载体(或质粒)上,构建打靶载体(基因表达载体)。 (2)打靶载体测序验证正确后,利用限制酶,将之线性化,以提高重组率。通过显微注射技术导入胚胎干细胞,这样打靶载体与细胞内靶基因同源的区段就有几率发生同源重组。 (3)neor是新霉素抗性基因,tk基因的表达可以使无毒的丙氧鸟苷代谢为毒性物质,导致细胞死亡,因此为了筛选发生同源重组的细胞,可在培养液中加入新霉素和丙氧鸟苷。最后还需要通过DNA分子杂交技术鉴定同源重组的细胞(去除靶基因),将这样的细胞通过动物细胞(或克隆)培养后,获得大量打靶成功的细胞。其中,暂时不用的细胞进行液氮(或冷冻)保存。 (4)将打靶成功的细胞注射入小鼠囊胚,移植到同种、生理状态相同(或经同期发情)的母鼠体内,一段时间后对受体母鼠进行妊娠检查,确保其生下嵌合小鼠。这种嵌合体小鼠长大后,体内同时存在被“修饰”过的基因和未被“修饰”的基因。如果某些小鼠的生殖细胞恰巧被“修饰”过了,则它们的杂交后代中,就可能出现基因完全被“修饰”过的小鼠。
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考点分析:
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下图为某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。甲病由一对等位基因(Aa)控制,乙病由另一对等位基因(Bb)控制,两对等位基因独立遗传。已知Ⅲ4 携带甲病的致病基因,正常人群中甲病基因携带者的概率为 4%。下表是①~④群体样本有关乙病调查的结果,请分析题意回答下列有关问题:

(1)据图分析,甲病的遗传方式为__________,判断乙病的遗传方式要根据系谱图及表中的__________类家庭。Ⅲ3 的两对等位基因均为杂合的概率为_________

(2)若Ⅳ1 与一个正常男性结婚,则他们生一个只患乙病男孩的概率是__________。若Ⅳ4 与一个正常女性结婚,则他们生一个表现型正常的女孩,她是甲病基因携带者的概率__________

(3)下列属于遗传咨询范畴的有__________

A.详细了解家庭病史    B.推算后代遗传病的再发风险率C.对胎儿进行基因诊断    D.提出防治对策和建议

(4)若Ⅰ1 同时患线粒体肌病(由线粒体 DNA 异常所致),则Ⅱ2、Ⅱ3__________(填“均患该病”、“ 均不患该病”或“无法确定”)。若Ⅲ2 同时患克氏综合征,其性染色体为 XXY,其两条 X 染色体分别来自外祖父和外祖母,说明Ⅲ2 患克氏综合征的原因是__________

(5)若乙病遗传情况调查中共调查 1000 人(其中男 500 人,女 500 人),调查结果发现患者25 人(其中男 20 人,女 5 人),如果在该人群中还有 15 个携带者,则 b 基因的频率是__________

 

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下表是筛选异养型细菌的培养基配方,请分析回答下列问题:

KH2PO4

1.4 g

Na2HPO4

2.1 g

MgSO4·7H 2O

0.2 g

FeCl2

0.1 g

X

1 g

维生素

微量

琼脂

15 g

将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到 100 mL

 

 

(1)苯胺是致癌物质,土壤中有分解苯胺的异养型细菌,此培养基中的成分 X 除了为目的菌提供能源外,还能提供_________________,该培养基从功能看属于________培养基。制备固体培养基时调节 pH __________步骤后;对培养基进行灭菌的常用方法是__________

(2)图1是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图。则获得图 B 效果的接种方法是__________。运用 A 所示接种方法统计的菌落常常比活菌的实际数目__________

(3)在探究“酵母菌种群数量变化”实验中,已知每个计数室由 25×16 400 个小格组成,容纳液体的总体积为 0.4 mm3,观察到图 2 中该计数室所示 abcde 5 个中格共有酵母菌 80 个, 1 ml 样液中约有酵母菌__________个。

 

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为防治荔枝蝽等植食性害虫,减少农药的使用,有人对比研究了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(甲图),图乙表示复合种植园生态系统中各成分之间的联系,图丙表示能量流经 F 营养级的示意图(abc 表示能量)。请据图回答:

1)据图甲分析,复合种植园中害虫明显减少,原因是肉食性和寄生性昆虫的比例增加,通过__________等种间关系,降低了植食性昆虫的种群密度。

2)图乙中缺少的箭头是__________(用图中字母表示)。碳在生物群落内以_________的形式进行流动,煤是“ 高碳”能源,通过燃烧,碳主要以__________的形式进入大气圈。

3)图甲复合种植园中腐生性昆虫对应图乙的__________成分(填字母)。

4)图丙中能量b 用于__________。若被 F 摄入的能量为 m kJ,其粪便量中能量为n kJc1 中的能量为 e kJb 的能量为 f kJ,则最终流入最高营养级的能量最多是__________

5)假设图中的 D 属于珍稀濒危物种,将其引入某动物园繁育的保护措施属于__________

 

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牵张反射是指骨骼肌在受到外力牵拉时引起受牵拉的同一肌肉收缩的反射活动。下图甲表示牵张反射的过程,图乙是图甲相应部位的结构示意图。将两个微电极置于图中 bc 两处神经细胞膜外,并与灵敏电流计正负两极相连,刺激 e 处,肌肉收缩且电流计指针偏转。请据图分析回答下列有关问题:

1)牵张反射反射弧的神经中枢位于__________

2)肌肉受牵拉时肌梭兴奋,兴奋以__________形式沿传入神经传到神经中枢。兴奋再由 α 传出神经传至肌肉,引起收缩,α 传出神经末梢与肌肉细胞的接头部位类似于突触,兴奋在此部位只能单向传递的原因是__________。同时兴奋也经 γ 传出神经引起肌梭再兴奋,使肌肉收缩更有力,这种调节机制属于__________调节。

3)举重运动员在比赛中举起杠铃并维持一定的时间,这主要是由于大脑发出的冲动能作用于 α γ 传出神经的结果,这说明_________

4)在骨骼肌被过度牵拉时,会引起骨骼肌另一种感受器兴奋,通过脊髓中抑制性中间神经元的作用,抑制 α 传出神经的活动,使相应的肌肉__________(填“收缩”或“舒张”)。

5)刺激 e 处时,e 处膜外电位的变化是_________,依据所观察到的电流计指针偏转情况,绘制出的电流变化情况曲线是下图中的__________

 

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心肌细胞不能增殖,基因 ARC 在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体 RNA 经过加工过程中会产生许多非编码 RNA miR223(链状),HRCR(环状)。请结合下图分析回答有关问题:

1)启动过程①时,__________酶需识别并与基因上的启动子结合。过程②中核糖体移动方向是__________ 该过程最终合成的T1T2T3 三条多肽链的氨基酸顺序__________(填“相同”或“不同”)。

2)前体RNA“加工”时将核糖和磷酸之间的__________断开,产生非编码RNA。当心肌缺血、缺氧时,基因 miR223 过度表达,所产生的 miR223 可与 ARC mRNA 特定序列通过_________原则结合形成核酸杂交分子 1,使过程②被抑制,ARC 无法合成,最终导致心力衰竭。

3HRCR 可以吸附 miR223 等链状的 miRNA,以达到清除它们的目的,使__________基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡,HRCR 有望成为减缓心力衰竭的新药物。链状的 miRNA 越短越容易与HRCR 结合,这是因为__________

4)根据所学的知识及题中信息,判断下列关于 RNA 功能的说法,正确的是__________。(填写字母序号)。

a.有的 RNA 可作为遗传物质    b.有的 RNA 是构成某些细胞器的成分

c.有的 RNA 具有催化功能    d.有的RNA 可调控基因表达

e.有的 RNA 可运输氨基酸    f 有的 RNA 可作为翻译的直接模板

 

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