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近日,学术杂志《科学》在线发表了山东农业大学孔令让教授团队的重大学术突破成果。他...

近日,学术杂志《科学》在线发表了山东农业大学孔令让教授团队的重大学术突破成果。他们从小麦近缘植物长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病关键基因Fhb7,成功将其转移至小麦品种中并获得稳定的赤霉病抗性。孔教授团队在全球首次揭示了其抗病分子机制,找到攻克小麦赤霉病的“金钥匙”。回答下列问题:

1)若用PCR技术从长穗偃麦草基因组中克隆出抗赤霉病关键基因Fhb7,需要在PCR扩增仪中加入________________________种引物,其作用是________________________

2)检测抗赤霉病基因Fhb7是否成功导入小麦细胞的方法是___________,该项技术用到的基因探针的制作方法是:在________________________ 上用放射性同位素等作标记。

3)在深入研究的过程中,孔教授团队还发现了一个令人惊奇的科学现象——整个植物界没有发现Fhb7的同源基因,而在香柱内生真菌中发现了高度同源的基因。依据上述资料,推测长穗偃麦草中抗赤霉病基因Fhb7可能的变异类型是________________________

4)若用PCR技术获得Fhb7基因的同时,在该基因的两端分别插入限制酶EcoRIBamHI的切点,尝试写出设计思路。_____________________

 

两 使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 DNA分子杂交技术 含有Fhb7的DNA片段 基因重组 设计PCR的两种引物时,在两种引物的5’端分别添加不与模板配对的限制酶EcoR I和限制酶BamHI特异性识别序列 【解析】 基因工程技术的基本步骤: (1)目的基因的获取: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)引物是成对存在的,用PCR技术扩增目的基因时,需要在PCR扩增仪中加入2种引物,其作用是使DNA聚合酶(Taq酶)从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。 (2)用DNA分子杂交技术可以检测目的基因是否成功导入受体细胞,该技术需要用放射性同位素标记的含有Fhb7的DNA片段作为探针。 (3)整个植物界没有发现Fhb7的同源基因,而在香柱内生真菌中发现了高度同源的基因,说明长穗偃麦草中抗赤霉病基因Fhb7来自于该真菌,这种变异类型属于广义范围内的基因重组。 (4)要目的基因两端分别插入限制酶EcoR I和BamH I的切点,可以在设计PCR的两种引物时,在两种引物的5'端分别添加不与模板配对的限制酶EcoR I和限制酶BamHI特异性识别序列。
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考点分析:
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2019年年底以来,东非地区暴发了近几十年来最严重的沙漠蝗灾,印度和巴基斯坦等亚洲国家也受到沙漠蝗灾的重大冲击,导致大量农作物被毁。沙漠蝗飞行能力强、食量大,可聚集形成巨大蝗群,繁殖周期约为30天。回答下列问题:

1)从种群特征的角度分析,印度和巴基斯坦等地沙漠蝗虫种群密度短期内迅速增加的直接原因是_______________

2)群居型成熟沙漠蝗雄成虫会释放挥发性化合物苯乙腈纶,驱避同种其它雄虫,以减少求偶竞争提高交配效率。该化合物属于一种___________________信息,上述实例体现了生态系统中信息传递的作用是________________

3)根据蝗灾发生及治理过程中的调查数据,科研人员绘制了下图所示的曲线。

蝗虫种群的环境容纳量可用图中________________________点对应的种群数量表示。在干旱季节,应将蝗虫种群的数量控制在图中________________________ 点对应的种群数量之前,其原因是________________

 

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生长素和赤霉素均能促进植物的生长,生物兴趣小组利用拟南芥作为实验材料进行实验测得的结果如下图所示。分析回答下列问题;

1)图中实线表示________________________对拟南芥根、茎生长的影响,判定的理由是________________

2)相对茎而言,根对生长素和赤霉素浓度更敏感,原因可能是根细胞上与相应激素发生特应性结合的________________________数量相对较多,此差异产生的根本原因是________________________

3)赤霉素能够促进细胞伸长,引起根、茎等器官的生长外,还有________________________(答出两点)等作用。

4)兴趣小组同学发现,利用生长素类似物NAA进行实验时的效果比生长素要好,其可能的原因是________________________

 

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新型冠状病毒肺炎是由2019新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染引起的一种急性呼吸道传染病。SARS-CoV-2是一种单链+RNA病毒。该+RNA既能作为mRNA翻译出蛋白质,又能作为模板合成-RNA,再以-RN为为模板合成子代+RNA.分析回答:

1)研究发现,SARS-CoV-2主要通过呼吸道侵入人体,鼻腔中的黏膜和毛发属于保卫人体的第________________________道防线,可抵御部分病原体的侵袭。

2)愈后患者短期内不容易再次被SARS-CoV-2感染,原因是体内产生了________________________    细胞,当再次接触SARS-CoV-2时可以迅速增殖分化为________________________   

3)研究人员基于SARS-CoV-2的表面抗原开发出了灵敏性高的抗体诊断试剂盒,用于新冠肺炎的快速检测,利用该试剂盒进行诊断的免疫学原理是________________________。某人多次SARS-CoV-2血清抗体检测都呈阴性,但严格封闭隔离一段时间后却发病并被诊断为新冠肺炎患者。对于这一现象,最可能的解释是________________________

4AZT和雷特格韦可以用于治疗艾滋病,它们作用的对象分别是HIV的逆转录酶和整合酶。AZT和雷特格韦不能用于治疗新型冠状病毒肺炎,理由是___________

 

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构成稻米的淀粉有直链淀粉和支链淀粉两种。当前农业栽培的水稻直链淀粉的含量差异较大,主要有高含量、中高含量、中等含量、中低含量和低含量等品种。目前,针对水稻直链淀粉含量差异的解释主要有以下两种假说;

假说一:该性状受两对独立遗传的等位基因(D/dE/e)控制,每个显性基因对直链淀粉含量的增加效应相同且具叠加性。

假说二:该性状受一组复等位基因控制(a1-高含量、a2-中高含量、a3-中等含量、a4-中低含量、a5-低含量),这些基因彼此间具有完全显隐性关系。

回答下列问题:

1)若假说一成立,写出中等含量直链淀粉水稻的基因型________________________,让杂合中等含量水稻进行自交,后代的表现型及比例为________________________

2)为检验假说二是否成立,某研究小组利用不同含量直链淀粉的五个纯种品系水稻进行了如下实验:

实验一:低含量水稻中低含量水稻→F1为中低含量水稻

实验二:中等含量水稻×中高含量水稻→F1为中高含量水稻

实验三:实验一中F1实验二中F1→F2为中等含量水稻:中高含量水稻=11

实验四:实验二中F1高含量水稻→F2为高含量水稻

由实验结果推测,复等位基因a1a2a3a4a5之间的显隐性关系是___________(若出对跑为显性,可表示为a1>a2依此类推)

关于中高含量水稻的基因型有________________________    种,让实验三F2中的中高含量水稻随机交配,子代中a5的基因频率为________________________   

3)某同学设计了用中低含量直链淀粉水稻进行自交的方案来检验上述两种假说成立与否。请评价该实验方案的可行性并说明理由_________________________

 

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研究发现,Rubisco酶是绿色植物细胞中含量最丰富的蛋白质,由核基因控制合成的小亚基和叶绿体基因控制合成的大亚基组成,功能上属于双功能酶。当CO2浓度较高时,该酶催化C5CO2反应,完成光合作用;当O2浓度较高时,该酶却错误的催化C5O2反应,产物经一系列变化后到线粒体中生成CO2,这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。回答下列问题:

1Rubisco酶在细胞的________________________中的核糖体上合成。在较高CO2浓度环境中,Rubisco酶所催化的反应产物是________________________,其发挥作用的场所是____________________

2)当胞间CO2O2浓度的比值减小时,有利于植物进行光呼吸而不利于光合作用有机物的积累。请从C5的角度分析,原因是________

3)为纠正Rubisco酶的错误反应,光合植物创造了多种高代价的补救机制,如有的细胞中产生一种特殊蛋白质微室,将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制形成的意义是_____

 

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