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科研工作者拟将人胰岛素基因导入大肠杆菌的质粒保存,图示质粒中含有氨苄青霉素抗性基...

科研工作者拟将人胰岛素基因导入大肠杆菌的质粒保存,图示质粒中含有氨苄青霉素抗性基因和LacZ基因。回答下列有关问题:

1PCR技术能在短时间内大量扩增目的基因。PCR每一次循环包含____________________三个阶段。以一个分子的目的基因为例,一般要在第3次循环后才会得到完整的目的基因,至此共消耗______个引物分子。Taq聚合酶耐高温的特点在对于PCR链式反应的自动进行的意义是_____________

2)构建上图所示的表达载体过程中,所用的限制酶酶切位点位于质粒的_______基因中。重组质粒载体的构建还需要__________将目的基因与质粒相连

3LacZ基因编码的半乳糖苷酶可以将无色的X—ga l分解,产生蓝色物质,将重组质粒导入大肠杆菌后,为识别大肠杆菌是否成功导入表达载体,培养基中应加入__________________,出现_______色菌落表明成功导入表达载体。

 

变性 退火 延伸 14 避免每一循环都需要重新加入一次DNA聚合酶且降低成本 LacZ DNA连接酶 X—gal 氨苄青霉素 白 【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)PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,包含变性、退火和延伸三个阶段。一个分子的目的基因经3次循环后共消耗2+4+8=14个引物分子。PCR链式反应中有高温过程,一般的DNA聚合酶容易失活,Taq聚合酶耐高温的特点可以避免每一循环都需要重新加入一次DNA聚合酶且降低成本。 (2)由图示分析可知,胰岛素基因插入到了LacZ基因里面,故所用的限制酶酶切位点位于质粒的LacZ基因中。重组质粒载体的构建还需要DNA连接酶将目的基因与质粒相连。 (3)LacZ基因编码的半乳糖苷酶可以将无色的X—ga l分解,产生蓝色物质,将重组质粒导入大肠杆菌后,为识别大肠杆菌是否成功导入表达载体,因表达载体里氨苄青霉素抗性基因和破坏了的LacZ基因,故培养基中应加入X—gal和氨苄青霉素,如果成功导入表达载体,因LacZ基因被破坏,不能合成半乳糖苷酶可以将无色的X—gal分解成蓝色物质,故会出现白色菌落。
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果胶酶能分解果胶质,广泛应用于果汁和果酒的澄清,果胶酶的制备及固定化分为以下四个步骤:

1)果胶分解菌的初筛:取霉变生菌的橘皮置于三角瓶的培养液中振荡培养获得菌悬液,配制以_______为唯一碳源的固体培养基,为避免菌悬液中菌体浓度过高,需将培养液进行_________处理,之后将处理后的菌液涂布在培养基上,适宜条件下培养72h。为了证明该培养基确实有选择作用,可设置__________作为对照组。

2)果胶分解菌的复筛:刚果红能与果胶等多糖物质形成红色复合物,将筛选得到的菌株接种到加入刚果红的培养基中,可以从____________的菌落中选择出菌体繁殖能力强且果胶酶活性高的菌种。

3)果胶酶的提取与纯化:利用菌株L制备果胶酶的流程如图,其中实验、bc代表不同的分离方法:

①a代表的方法是________b利用不同蛋白质在不同盐浓度条件下溶解度不同能使酶从杂蛋白中析出,该方法称为________c能除去样品中的_________

②果胶酶的活力可用_____________表示。

③粗酶液可以用凝胶色谱法分离相对分子量不同的蛋白质,装填凝胶色谱柱时,要注意色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现有气泡必须重新装。这是因为_____________

4)果胶酶的固定化:使用固定化酶与使用游离酶相比,优点是_____________

 

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研究发现,野生型果蝇会出现亮红眼的突变体,亮红眼的产生与某些基因位点的隐性突变有关。科研工作者已得到两个亮红眼纯系Ⅰ、Ⅱ,它们分别只有一对等位基因与野生型纯系有差异,其中纯系Ⅰ的突变基因在2号染色体上,纯系Ⅱ的突变基因在X染色体上

1)若将纯系Ⅰ为父本、纯系Ⅱ为母本杂交,通过对F2两对性状的统计,能否判断亲本在减数分裂过程中是否产生交叉互换,为什么___________

2)科研工作者目前又发现一只亮红眼雄果蝇。为确定该亮红眼雄蝇是属于上述两个纯系中的一个,还是由常染色体上一个新等位基因突变造成的,甲同学拟将该亮红眼雄蝇与纯系Ⅰ进行一次杂交实验,只做该实验并不能够达到目的,请以上述纯系亲本为材料增加一组杂交实验,以便通过两组实验的F1代果蝇性状的统计分析达到目的。

增加的一组杂交实验:___________

预期的实验结果和结论:

_____________,则说明该亮红眼雄蝇属于纯系Ⅰ中的一个;

_____________,则说明该亮红眼雄蝇属于纯系Ⅱ中的一个;

_____________,则说明该亮红眼雄蝇是新等位基因突变造成的。

 

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垂体和下丘脑发生病变都可引起甲状腺功能异常。现有甲、乙两人都表现为甲状腺激素水平低下,通过给两人注射适量的促甲状腺激素释放激素(TRH),分别测定每个人注射前30min和注射后30min的促甲状腺激素(TSH)浓度来鉴别病变的部位是垂体还是下丘脑。测定结果如下表:

 

TSH浓度( Mu/l

注射前

注射后

健康人

9

30

2

29

1

2

 

1)由上述结果可以推测,甲的病变的部位是_______、乙的病变部位是_______

2)给小白鼠注射TSH,会使下丘脑的TRH分泌减少。基于对甲状腺激素分泌分级调节的认识,对此现象的解释有两种观点:

观点1认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。

某同学设计如下实验进行探究:

将健康小白鼠分为实验组和对照组,测量两组_________

实验组实验的处理是_________,测量TRH浓度,对照组的处理是________,测量TRH浓度。

若实验组TRH 浓度显著________其初始值,则说明观点1 成立;

若实验组TRH浓度与初始值无显著差异,而对照组TRH 浓度显著______其初始值,则说明观点2 成立。

 

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科研人员对某处弃耕农田的演替进行研究,相关结果记录如下,回答下列问题:

弃耕年数

0-1

1

2

3

5-10

10-50

优势植物

马塘草

飞蓬草

紫苑

须芒

短叶松

硬木林(栎)

非优势植物

豚草

豚草

豚草

火炬松

山核桃

 

1)弃耕农田的演替属于_______演替,上述记录表明,与森林阶段相比,草本植物阶段演替速度________

210-50年群落进入相对稳定的阶段后,群落中一般不存在生态位(某一物种在群落中占据的位置)完全相同的两种生物,为什么_________

3)为保护生态环境,我国针对不同区域分别制定了退耕还林、还草、还湖的措施,制定这些措施需要考虑的因素有_______(写出两点)。

 

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蛋白质是生命活动主要承担者,蛋白质结构与功能的研究是理解生命活动的基础,回答下列相关问题

1)人体内胰岛素的生物合成需要经历前胰岛素原胰岛素原胰岛素的过程,为上述过程提供能量的细胞器是________,核糖体以__________为模板合成前胰岛素原,胰岛素是通过_________ 方式分泌出胞外。

2)氨基酸的氨基与DNFB试剂结合后,能产生独特的黄色荧光,胰岛素与DNFB结合后再用盐酸完成水解,发现每个胰岛素分子中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸被DNFB标记了:实验结果说明__________________。分别用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理胰岛素,产生的多肽种类不同,说明不同蛋白酶的专一性不仅体现在只能催化蛋白质或多肽水解,还体现在能识别____________形成的肽键。

3)中国科学家率先用人工方法合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,我国科学家发现,将AB两条肽链分开,胰岛素失去活性,将分别合成的AB链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明_______________________

 

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