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研人员对野生型水稻诱变处理,筛选得到籽粒中抗性淀粉(RS)含量较高的纯 合品系(...

研人员对野生型水稻诱变处理,筛选得到籽粒中抗性淀粉(RS)含量较高的纯 合品系(B品系)o

1)科研人员将B品系与野生型进行杂交,F1自交获得F2。对野生型、B品系和F2个体的RS进行检测,结果如图1所示。据此判断,S基因对s基因为 __________________(选填完全不完全)显性。

2)为进一步确认s基因控制高RS性状,科研人员将T-DNA插入野生型个体的S基因中(如图2),得到杂合子。杂合子自交,得到子代个体,利用PCR技术对野生型和子代的部分个体进行基因型检测,结果如图3所示。


 


 


 

①据图2可知,T-DNA插人基因S中导致S基因发生的变异是_____。据图3分析, 3号基因型相同的个体在子代中所占比例为_____

②如果234号个体籽粒中RS含量高低的关系是_____,则可进一步确认s基因控制高RS性状。

3)研究发现,水稻非糯性基因(Wx)影响淀粉的含量,Wx基因包括WxaWxb基因,Wx基因与s基因位于非同源染色体上。为研究WxaWxb基因对s基因作用的影响,科研人员用B 品系(ssWxaWxa)和另一野生型(SSWxbWxb)进行杂交,F1自交获得F2。测定不同基因型个体RS含量,结果如图4


 

①分析该实验结果,推测Wx基因对s基因作用的影响是_____,作出推测的依据是_______________________

②若依据籽粒的RS性状来统计F2个体,性状分离比约为_____,则符合上述推测。

4)抗性淀粉(RS)难以在消化道中被酶解,若B品系水稻推广种植并进入百姓餐桌,有助于预防_____等疾病的发生。

 

不完全 基因突变 1/2 4号>3 号>2号 s基因提高RS含量依赖于Wxa,Wxb基因没有此作用 仅有Wxb时,RS含量低,与野生型相近,存在Wxa 时RS含量与B品系相近 高RS:中RS:低RS=3:6:7 糖尿病、肥胖症、肠道疾病等 【解析】 1、不完全显性也称为半显性,这种遗传方式是指杂合子的表型介于显性纯合子与隐性纯合子的表型之间,也就是说,在杂合子中,隐性基因的作用也有一定程度的表现,这种遗传方式叫做不完全显性遗传。 2、识图分析可知,图1中,Ss杂合子的RS含量介于SS与ss之间,因此可知,S基因对s基因为不完全显性。且野生型基因型为SS,B品系基因型为ss,F1为杂合子Ss。 分析图3可知,图中野生型的基因型为SS,则2个体的基因型也是SS,3个体基因型为Ss,4个体的基因型为ss。 分析图4可知,图中B 品系基因型为ssWxaWxa,野生型基因型为SSWxbWxb,由图示结果可知,基因型为ssWxbWxb的个体RS含量较低,与野生型接近,而基因型为ssWxaWxb的个体RS含量较高,与B品系接近,即仅有Wxb时,RS含量低,与野生型相近,存在Wxa 时RS含量与B品系相近。因此说明s基因提高RS含量依赖于Wxa,Wxb基因没有此作用。 (1)分析图1可知,图中野生型与纯合子SS的RS含量相等,因此野生型的基因型为SS,B纯合品系RS的含量与基因型为ss的相等,因此B品系的基因型为ss,且Ss的个体RS含量介于SS与ss之间,因此说明S基因对s基因为不完全显性。 (2)①据图2和题意可知,T-DNA插人基因S中导致S基因中的部分碱基序列方式改变,因此发生的变异是基因突变,根据题意可知,杂合子Ss杂交后代的基因型及其比例为:1SS:2Ss:1ss,根据以上对图3的分析可知,图中3号个体的基因型为Ss,因此在杂交子代中该基因型所占比例为1/2。 ②若s基因控制高RS性状,则ss个体RS含量最高,其次是Ss,再次是SS。根据以上分析可知,2个体的基因型是SS,3个体基因型为Ss,4个体的基因型为ss,故2、3、4号个体籽粒中RS含量高低的关系是4号>3 号>2号。 (3)①根据以上对图4的分析可知,图中基因型为ssWxbWxb的个体RS含量较低,与野生型SSWxbWxb接近,而基因型为ssWxaWxb的个体RS含量较高,与B品系ssWxaWxa接近,即仅有Wxb时,RS含量低,与野生型相近,存在Wxa 时RS含量与B品系相近。因此说明s基因提高RS含量依赖于Wxa,Wxb基因没有此作用。 ②根据题意可知,B品系(ssWxaWxa)和另一野生型(SSWxbWxb)进行杂交,F1(SsWxaWxb)自交,则F2个体的基因型为9S_Wxa_、3S_WxbWxb、3Wxa_ss、1ss WxbWxb,根据第①问的分析,若依据籽粒的RS性状来统计F2个体,则2Ss Wxa Wxa和4 Ss WxaWxb表现为中RS,3Wxa_ss表现为高RS,其它均为低RS,故性状分离比约为高RS:中RS:低RS=3:6:7。 (4)根据题意,由于抗性淀粉(RS)难以在消化道中被酶解,若B品系(ssWxaWxa)水稻推广种植并进入百姓餐桌,高含量的RS难以被消化吸收,降低了葡萄糖的吸收和利用,又增加了饱腹感,则有助于预防糖尿病、肥胖症以及肠道疾病的发生。
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城市生活与全球性生态环境问题

日益发达的全球交流,让地球变成了小小的“地球村”,我们每个人的生活不仅关乎自己,也关乎城市乃至全球环境,导致产生全球性生态环境问题。2014年首届联合国环境大会将海洋塑 料垃圾污染列为近十年最值得关注的十大紧迫环境问题之一,与全球气候变化、臭氧层破坏等重 大全球性环境问题同等重要。

塑料制品的生产与使用导致塑料垃圾大量进入环境,扩散于陆地、湖泊、海岸线、大洋表面、海底乃至深渊。目前,全球每年约有15亿吨塑料垃圾进入陆地和海洋环境中,到2050年, 估计将会有120亿吨塑料垃圾进入环境,这些塑料不会彻底“消失”,它们在紫外线和较低温度 下分解成更小的碎片,即微塑料(直径5 mm以下的塑料颗粒)。我国科学家调查马里亚纳海沟 5108~10908 m深的表层沉积物,发现微塑料含量竟然达到200~2200/dm3,明显高于海洋表面水层。微塑料极易被海洋动物误食并分布于肠道、肌肉等组织中。例如,研究发现从苏格兰捕获 的挪威龙虾有83%的个体含有微塑料,英吉利海峡的10种鱼体内也发现有吞食的微塑料碎片。

目前,污水处理工艺主要是针对污水中氮、磷等常规污染物的去除,并未就微塑料去除进行专门设计,所以仍有相当多的微塑料随污水处理厂排出的水直接或经河流进入海洋中。

一些全球性的环境问题,向源头追溯,与城市生活的方方面面息息相关。北京并不算是紧邻海洋的城市,但城市生活中,每个人都是塑料垃圾的制造者,也就对遥远的海洋产生间接的影响。日常生活中的塑料垃圾若经过分类回收、合理处理,则可有效降低塑料垃圾产生量,也能大大减少海洋微塑料的产生。

海洋微塑料污染,只是全球性生态环境问题发展的一个缩影。人们在享受方便、快捷、舒适的城市生活的同时,环境也为我们“买了单”,而且可能不只是我们这一代人的环境“买了单”,我们子子孙孙的环境也为我们“买了单”,你如何思考和认识这样的代价?如何减少环境为你的生活“买单”?

1)据文中信息分析,海洋生态系统中受微塑料影响最严重的成分是_____

2)微塑料是否会通过食物链富集,出现在海洋鸟类体内?请阐述理由:_____

3)除了本文提及的全球性生态环境问题外,请再列举出其他两个全球性生态环境问题: _______________________

4)微生物学研究为解决海洋微塑料污染提供了一些思路,请写出一种利用微生物学相关知 识,解决海洋微塑料污染的思路:_____

5202051日起,北京市实行新版《北京市生活垃圾管理条例》,在下列垃圾类别中, 塑料饮料瓶、塑料洗发水瓶等属于_____

a.厨余垃圾    b.可回收物    c.有害垃圾    d.其他垃圾

6)我国战国时期的思想家孟子、庄子等提出了“天人合一”的哲学观念,体现出追求人与 自然协调一致的美好理想。今天,可持续发展观念已是针对全球性生态环境等问题形成的新思维。请阐述可持续发展的含义:_____

 

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“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术,通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元,帮助科学家了解大脑。

1Cre酶是该技术的关键酶,能随机识别两个相同的loxP序列,催化如图1所示的反应。

通过Cre-loxP系统敲除基因的基本原理是:Cre酶随机识别DNA分子上两个相同的loxP序列并从特定位点切断DNA双链,切口被重新连接后,保留片段_____,从而实现目标基因的敲除。

2)研究者设计图2所示的DNA片段,转人小鼠体内,获得仅含一个图2所示片段的转基因小鼠。

①构建基因表达载体时,需用限制酶和_____酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列,将它们与脑组织特异表达启动子M相连接。

②研究者用显微注射法将图2所示表达载体导入小鼠的_____中,得到仅含一个图2 所示片段的转基因小鼠,再经过进一步筛选,获得纯合的转基因小鼠a

3)图2所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因,只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控,研究者将Cre酶基因与启动子N(由信号分子X开启)连接,获得纯合转基因小鼠b,将图3所示纯合小鼠ab杂交,得到F1

①无信号分子X作用时,F1脑组织和其他组织细胞的色彩分别是_____

②有信号分子X作用时,F1:出现“脑彩虹”,请阐述机理:_____

4)研究者希望具有更丰富的颜色组合,即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加,形成更多颜色的“脑彩虹”,请依据题目信息,写出设计思路:_____

 

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豌豆幼苗的伸长生长需要有活性的赤霉素GA1GA1缺乏会导致豌豆植株节间较短,植株矮化。科研人员探究了生长素(IAA)对GA1合成的影响。

1)科研人员在图1豌豆幼苗的c点处用IAA运输抑制剂处理后,abGA1 含量显著降低。由于豌豆幼苗的______________________部位产生的IAA______________________运输至c点以下,因此可以作出两种假设,请补充完成假设二。

假设一:GA1ab段中合成,来自c点以上的生长素促进合成过程。

假设二:GA1c点以上合成并向下运输,_____________________

2)已知豌豆幼苗中GA1的合成途径如图2所示,酶1催化无活性的GA20转变成GA1。酶2催化则使GA20转变成无活性的GA29。为验证上述假设一,科研人员做了图3所示实验,三组豌豆都用放射性GA20处理d处叶片,一段时间后,测定ab段放射性强度。

①据图可知,第2组去除顶端导致abGA1含量________________,第3组与第1组结果比较, IAA处理导致GA1含量比未处理时增加了约________________倍。

②分析第2组和第3组结果,结合图2推测_________________

③第2ab段放射性总量明显高于第1组,且GA29含量显著高于GA1,其原因是_________________

3)若从蛋白质水平进一步验证假设一成立,请写出研究思路并预期结果:____________________

 

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自然界中有很多种微生物,尚未能分离纯化培养,科研人员开发了新的微生物分离 技术以筛选微生物。

1)配制培养基并分离微生物的步骤是:计算称量溶化pH→______________倒平板______________培养。筛选微生物的一般思路是,根据表型特征利用____培养基进行筛选。

2)若某种微生物没有明显表型特征时,就无法通过上述方法筛选,科研人员通过图所示的流程进行筛选。

 

①据图分析,科研人员利用目标微生物编码膜蛋白的____________________,构建表达载体,并导入用________________处理的大肠杆菌细胞中,获取大量膜蛋白。

②用获取的膜蛋白作为抗原,利用兔子制备单克隆抗体的具体流程是:_____

3)将上述带有荧光的单克隆抗体与待分离微生物群体混合,目的是_____目标微生物。 用流式细胞仪分离不同荧光强度的细胞,结果如图2所示。对结果进行比较,应从区域_____(选填图中数字)的细胞中筛选目标微生物。

 

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为利用某种病毒的减毒株(MV)治疗胰腺癌,科研人员进行了相关研究。

1)细胞生命活动过程中产生衰老、受损的细胞器或功能丧失的蛋白复合物时,B蛋白在细胞内招募L-II蛋白(由细胞质基质中的L-I蛋白转变而来)等蛋白,启动自噬过程,形成自噬体,自噬体最终融入_____中降解,这有利于保持细胞结构和功能的_____

2)科研人员用MVCQ (自噬抑制剂)和RAPA(自噬诱导剂)处理胰腺癌细胞,96 h 测定细胞内B蛋白、L-II蛋白、L-I蛋白含量,并以细胞内恒定表达的p-actin蛋白含量作为参照,得到下表所示结果。

组别

变量控制

电泳结果

L-II蛋白/ L-I蛋白

细胞存活率(%)

MV

CQ

RAPA

B蛋白

P-actin

1

154

100

2

+

151

12113

3

+

1012

3617

4

+

958

4889

 

①本实验中,作为对照组的是_____组。

L-II蛋白是定位在自噬体膜上的蛋白,在自噬过程结束时会重新转变成l- I蛋白, 因而“L-II蛋白/L-I蛋白”可作为_____的一个观测指标。

③比较123组结果,推测自噬过程_____(选填“促进”或“抑制”)癌细胞增殖,从物质与能量的角度分析,其原因是_____

3)综合上述研究,请写出MV影响胰腺癌细胞增殖的机制:_____MV虽有抗胰腺癌的应用前景,但目前研究结果在很多方面尚不足以支持临床医学应用,请阐述理由:_____

 

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