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阅读下列关于“遗传信息表达”的相关资料,请回答: 资料一:20世纪60年代,科学...

阅读下列关于“遗传信息表达”的相关资料,请回答:

资料一:20世纪60年代,科学家对“遗传信息如何从DNA传递到蛋白质”这一问题展开了广泛而深入的研究。1961年,南非生物学家布伦纳、法国生物学家雅各布和美国遗传学家梅瑟生经过实验发现,用噬菌体侵染细菌,在培养基中添加含C标记的尿嘧啶,培养一段时间后,裂解细菌离心并分离出RNA与核糖体,分离出的RNA含有C标记。他们把分离得到的RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交,发现RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交分子,不能与细菌的DNA结合。

资料二:随着分子遗传学的发展,“DNA甲基化影响基因表达”的研究越来越受到关注。某种小鼠体内的A基因能控制蛋白X的合成,a基因不能控制蛋白X的合成。蛋白X是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠表现为个体较小(侏儒鼠)。A基因的表达受到A基因上游一段DNA序列(P序列)调控。P序列甲基化(胞嘧啶上添加—CH3)后,A基因不能表达;P序列非甲基化时,A基因正常表达,如图。A基因的P序列在精子中是非甲基化的,传给子代后能正常表达,在卵细胞中是甲基化的,传给子代后不能表达。

1)资料一实验中,选择尿嘧啶作为标记物的原因是_________,合成含C标记的RNA分子的模板是_____________,新合成的含C标记的RNA通常和核糖体结合在一起,开始进行____________过程。

2)资料一中实验结果表明,DNA到蛋白质之间的遗传信息传递途径是___________(用文字和箭头表示)。

3)由资料二可知,DNA甲基化会改变基因的表达,导致基因控制的性状发生改变。这种现象__________(“属于”或“不属于”)基因突变,理由是_____________

4)某基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠,产生该侏儒鼠的原因是__________。若纯合侏儒雌鼠与纯合正常雄鼠杂交得F1F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及比例为__________________

 

尿嘧啶是RNA分子特有的碱基 噬菌体的DNA 翻译 DNA→RNA→蛋白质 不属于 DNA甲基化不改变基因的碱基序列 A基因来自卵细胞,P序列甲基化,A基因不能表达 正常鼠∶侏儒鼠=1∶1 【解析】 DNA所含有的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶;RNA含有的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。基因突变是指由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。噬菌体侵染细菌时,会将DNA注入细菌细胞内,然后利用细菌的核苷酸、氨基酸、酶、核糖体等合成自身物质。DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。 (1)资料一中的实验探究遗传信息的表达,而尿嘧啶是RNA分子特有的碱基,因此选择尿嘧啶作为标记物。由材料信息可知,分离出的含C标记的RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交分子,不能与细菌的DNA结合,则合成含C标记的RNA分子的模板为噬菌体的DNA的一条链,新合成的含C标记的RNA通常和核糖体结合在一起,进行翻译过程。 (2)由资料一的实验过程可知,DNA通过转录生成RNA,RNA再在核糖体上通过翻译过程合成蛋白质,则DNA到蛋白质之间的遗传信息传递途径是:DNA→RNA→蛋白质。 (3)DNA甲基化只是在胞嘧啶上添加—CH3,并未改变基因的碱基数目和排列顺序,因此不属于基因突变。 (4)由资料二可知,A基因的P序列在精子中是非甲基化的,传给子代后能正常表达,在卵细胞中是甲基化的,传给子代后不能表达,若基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠,则其A基因来自卵细胞,P序列甲基化,A基因不能表达,小鼠因缺乏蛋白X而表现为个体较小。由以上分析可知,纯合侏儒雌鼠基因型应为aa,纯合正常雄鼠基因型为AA,二者杂交得F1基因型为Aa,设雌鼠卵细胞中P序列甲基化的A基因表示为A-,F1雌雄个体间随机交配可表示为A-a×Aa,F2的基因型及比例为A A-(正常鼠)∶Aa(正常鼠)∶A-a(侏儒鼠)∶aa(侏儒鼠)=1∶1∶1∶1,因此F2的表现型及比例为正常鼠∶侏儒鼠=1∶1。
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人类遗传病调查中发现某家系中有甲遗传病(相关基因为Hh)和乙遗传病(相关基因为Tt)患者,两对基因独立遗传,系谱图如下。以往研究表明在正常人群中甲病致病基因携带者的概率为1/60。请回答:

1)甲病的遗传方式是________,若Ⅱ6与正常女性婚配,生一个患甲病孩子的概率为____________

2)就乙病而言,Ⅱ6的基因型为_____________。若Ⅱ6不携带乙病致病基因,Ⅲ14的性染色体组成为XXY,是由其__________(“父亲”或“母亲”)产生异常生殖细胞所致。

3)若Ⅲ11均带有甲、乙遗传病的致病基因,则Ⅲ13是纯合子的概率是_________。Ⅲ11与Ⅲ12生一个患甲病孩子的概率是_________,生一个患病孩子的概率是____________

 

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人乳铁蛋白(hLF)对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转染研究,主要流程如下图,图中Ase I  Nhe ISal IBamH I代表相关限制酶切点,neo′为新霉素抗性基因,BLG基因为β-乳球蛋白基因,GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答:

1)过程①中,不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT-PCR,是因为_________。在RT-PCR过程中,加入的引物需在5'端添加____________两种限制酶的识别序列,以便于hLF基因插入pEB中。

2)过程②中,hLF基因插入到BLG基因之后的目的是______________。过程③中,使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞,依据的主要原理是_____________

3)将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养,能够存活的细胞应该是导入____________的细胞,再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中___________,以筛选出转染成功的细胞。

4)要获得转基因山羊,还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊__________细胞中,再借助_____________技术孕育出羊羔。

 

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随着能源和环境问题日益严峻,利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇,对缓解全球能源危机有着重大意义。科研人员开展筛选、诱变及选育高产纤维素酶菌株的相关研究,过程如下图。请回答:


 

1)从物理状态来看CMC平板属于__________培养基,培养基中应以___________为唯一碳源,常用的灭菌方法是___________

2)富集培养后的菌种常采用____________法接种于CMC平板,培养一段时间后,可根据___________初步鉴定并挑取产纤维素酶菌株XZ-33

3)诱变选育高产纤维素酶的菌株时,通过向培养基中加入刚果红染液筛选出____________与菌落直径比大的菌落(刚果红能与纤维素形成红色复合物,但不与纤维素水解产物结合)。

4)如图是筛选获得菌株UV-Col6过程中60Co-γ辐照剂量与致死率和正突变率(符合生产需要的突变菌数占诱变后活菌数的比例)的关系。实验结果表明,用60Co-y射线诱变处理时合适的辐照剂量为__________KGy。从基因突变的特点分析,正突变率低的原因是_________________________


 

 

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为治理城市某区域被污染的水体,科研人员通过引进河水、设计湿地景观、优化植物种植等,建成了城市湿地景观公园(如下图),其中箭头代表水流方向,折水涧为阶梯式进水道,河水由此引入该系统。一段时间后,不仅污染的水体环境明显改善,而且对引进的河水也有了一定的净化作用。请回答:

1)不同区域选择种植不同类型的植物,在净化水体的同时又能美化环境,这体现了生态工程建设的_________原理。在该湿地景观公园中,A区域中以挺水植物芦苇为主,BC区域以沉水植物伊乐藻、苦草为主,体现了群落的____________结构。

2A区域种植芦苇能通过三种途径净化水体:①通过阻挡、吸附等使污染物沉降;②通过增加水中_________,使微生物分解增强;③通过减弱____________,抑制水体中藻类繁殖。

3)从净化水体、维持生态稳定的角度分析,水质较清的BC区域种植沉水植物的作用有_____________________________

4)若该湿地公园对引进的河水有净化作用,则与进水口水样相比,出水口水样中__________

①总氮磷含量下降②浮游生物数量较多③有毒物质减少④溶解氧上升

 

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组别

激素组合(6-BA+NAA )/mgL-1

平均生根数/

平均根长/cm

1

0+0

33

154

2

0+10

57

210

3

02+10

43

289

4

05+10

48

317

5

10+10

41

289

6

20+10

38

215

 

1)植物体内生长素的合成部位主要是___________,细胞分裂素的主要作用是____________,在植物生长过程中这两种激素之间具有_____________作用。

2)竖直接种时应将茎段的_____________插入培养基,茎段切口处生根时部分细胞先脱分化形成_______________

3)本实验能说明生长素类似物促进离体茎段生根的组别是_____________,促进茎段生根的6-BANAA适宜浓度配比的组别是_______________

4)科研人员同时采用水平接种方式进行生根实验(如图),结果发现水平接种生根总数更多,可能的原因是_______________

 

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