异烟肼(isoniazid)又名雷米封(rimifon),是吡哆醇的结构类似物或代谢拮抗物。科研人员为了定向培育抗异烟肼的吡哆醇高产酵母菌突变株,采用梯度平板法进行了如下实验:
①在灭菌后的培养皿中加入10 mL融化的普通培养基,皿底斜放(一边垫起),待凝(如图1);
②待培养基凝固后将培养皿放平,倒上第二层含适当浓度的异烟肼的培养基(10 mL),这样便得到异烟肼含量从一边到另一边逐渐升高的梯度平板(如图2);
③用移液管移取经诱变处理后的酵母菌细胞悬液0.1 mL到梯度平板上,进行涂布;
④将平板倒置于22℃恒温培养箱中培养一段时间,可观察到梯度平板上酵母菌的生长情况(如图3)。
据分析回答:
(1)从作用来看,本研究使用的培养基属于________培养基,为了使其能够凝固,在配制时通常需要在培养基中加入________。
(2) 步骤①中培养基常用的灭菌方法是________,步骤③中移液管常用的灭菌方法是________。
(3)步骤③中,滴加到梯度平板上的酵母菌细胞悬液一般不超过0.1 mL的原因是________。
(4)步骤④中,培养基上接种后将平板进行倒置培养的目的是________,恒温培养箱的温度控制在22℃左右,其主要目的是________。
(5)根据实验结果推测,图3抗性菌落主要位于图2 中________端,其具有抗药性的主要原因是________。
融合PCR技术是采用具有互补末端的引物,将不同来源的扩增片段连接起来的方法,其过程如下图1。下图2是中间载体1和中间载体2(利用融合PCR技术构建成)构建成叶绿体定点整合表达载体示意图(限制酶酶切位点标注于载体外侧),叶绿体定点整合表达载体通过与叶绿体基因的同源重组,将目的基因整合于叶绿体 DNA的特定位点上。请回答下列问题:
(1)图1中,在第一阶段获得两种DNA的过程中,一般须将引物1、2和引物3、4置于不同反应系统中。这是因为__________________________。加入到PCR反应体系的物质,除图中所示引物、模板DNA外,还应包括Mg2+、扩增缓冲液、_________和_________________。
(2)图1中,在引物1、引物2组成的反应系统中,经第一阶段要形成图示双链DNA,至少要经过__________次复制。引物1、引物2组成的反应系统和引物3、引物4组成的反应系统中均进行一次复制,共产生______________种双链DNA分子。
(3)图2中,构建成定点整合表达载体需用到的工具酶有______________和______________酶,图中定点整合表达载体上未标出的结构是 ________________________。
(4)利用定点整合表达载体将目的基因导入植物细胞的叶绿体中的优点是____________。
“绿水青山,就是金山银山”。为了贯彻落实党的十九大精神,某研究所开展了“探究太湖流域寒冷冬季条件下水生植物净化水质的能力”的项目研究。科研人员在人工模拟条件下利用两种不同水生植物进行实验,获得实验结果如下图(TN、TP分别表示水体中的总氮、总磷的含量)。请回答下列问题:
(1)研究人员常采用________法调查不同地区的河道中两种植物的种群密度,并将其从原产地取来后,先置于模拟环境条件下培养10天,目的是________。
(2)从经过上述处理的每种植物中选取等量植株,均分为三组,置于等量的不同浓度氮、磷的模拟污染水中开始培养,定期检测每组水体中的________等离子含量,同时还需以________为对照组,并测定其中的相应数据。
(3)实验表明,________(填“石菖蒲”或“水芹菜”)对富含________的污染水体耐受性更强。利用这两种植物修复被污染水体时,需要严格控制水体中NO的浓度,理由是________。
绵羊是短日照发情动物,褪色素和催乳素在绵羊的繁殖中发挥着重要作用,下图是长日照抑制绵阳发情的机理图(虚线箭号表示抑制作用或分泌量减少),其中褪色素是由松果体合成、分泌的胺类激素,催乳素能促进乳腺发育,抑制卵泡成熟。请回答下列问题:
(1)长日照调节褪黑素分泌过程中的效应器是________,此过程中,兴奋在传入神经纤维上的传导是________(“单向”或“双向”)的,从激素a分泌的调节过程看,神经调节和体液调节之间的关系是________。
(2)催乳素和激素a在影响卵巢排卵方面起________作用,长日照条件下绵羊体内的催乳素浓度________,激素a浓度________,抑制排卵。
(3)科研人员欲通过两种方案来启动长日照条件下绵羊排卵,请判断是否可行并写出判断理由:①注射褪黑素,________;②注射激素a,________。
某品系果蝇的2号染色体上有A、a和B、b两对等位基因(如图所示),A对a显性,B对b显性,A或B纯合都致死,且A基因所在的大片段发生倒位,抑制2号染色体间的非姐妹染色单体发生交换,该品系称为平衡致死系。请回答问题:
(1)2号染色体发生大片段的倒位属染色体属于________变异, A、a与B、b的遗传________(是、否)遵循基因的自由组合定律,原因是________。
(2)该平衡致死品系的雌雄个体相互交配,其后代的基因型有________种。
(3)已知果蝇X染色体上还有控制红眼(W)和白眼(w)的基因,用上述平衡致死品系中的白眼雄果蝇与红眼雌果蝇作杂交,F1都是红眼果蝇,F1雌雄果蝇杂交,F2中卷翅星状眼红眼雄果蝇的概率是________。
(4)科研人员用γ射线处理野生型雄性果蝇(aabbDD),研究其对2号染色体上另一显性基因D的致突变作用。射线处理后使之与平衡致死系的雌果蝇(AaBbDD)杂交,在F1中挑选卷翅雌雄果蝇相互交配,观察F2的性状分离比,其过程如下:
①若F2中正常翅果蝇占________且无新表型出现,说明γ射线处理未能导致基因突变。
②若F2中卷翅果蝇占________,说明γ射线处理导致D基因发生了隐性致死突变。
③若F2中出现新表型,且新表型个体占________,说明γ射线处理导致D基因发生了隐性突变。
miRNA是含有茎环结构的miRNA前体,经过加工之后的一类非编码的小RNA分子(18-25个核苷酸)。下图是某真核细胞中miRNA抑制甲基因控制的蛋白质甲合成的示意图。
请回答下列问题:
(1)细胞内miRNA基因复制过程中,子链延伸需要引物的原因是________,子链片段在________ 作用下连接起来。
(2)①过程以________为原料,催化该反应的酶是________,该酶与miRNA基因的________相结合。
(3)miRNA通过抑制甲基因的________而抑制蛋白质甲的合成,与①过程相比,②过程特有的碱基配对方式是________。
(4)研究人员发现某种矮生水稻细胞中存在一种小分子RNA(miR393),该RNA能抑制生长素受体基因表达,施加外源生长素能否使矮生水稻增高?简要说明理由________。