质粒P含有氨苄青霉素抗性基因(Ampr)和四环素抗性基因(Tetr),外源DNA的插入会导致插入部位基因的失活。重组人干扰素a-1b是我国第一个国内批准生产的基因工程药物。下图所示为利用质粒P和人干扰素基因构建基因表达载体P1的示意图。回答下列问题:
限制酶 | EcoR V | Sau3AI | BamH I |
识别序列及切割位点 |
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(1)据图分析,为便于过程①所获得的目的基因片段能够顺利与质粒P连接,需要在目的基因片段加上__________序列。成功导入P1的受体菌落具有的抗药性特点为__________。
(2)过程③用到的酶为__________。为了保证目的基因能够正常表达,在构建P1时需要将目的基因插入__________之间。
(3)科学家最早就是利用基因工程方法在大肠杆菌和酵母菌细胞内获得了干扰素,利用大肠杆菌作为受体菌的优点是____________________。以大肠杆菌为受体细胞时通常用人特定细胞的mRNA为材料来获得cDNA,其原理是______________________________。
(4)若要检测是否表达出干扰素,可用__________(物质)对工程菌中提取的蛋白质进行检测。
近年来,人们用实际行动诠释着“绿水青山就是金山银山”的理念。随着生态学的研究进展,人们逐渐认识到各种“干扰”在生态建设中的重要意义,“干扰”是指引起群落、生态系统结构及特性发生变化的因素,在生态系统中,物种对“干扰”的忍受能力和它的竞争能力之间存在一个平衡。生态学家在塞罕坝林场恢复的过程中做了大量的研究,请回答下列相关问题:
(1)长期施用化肥会造成土壤酸化,餐厨垃圾可加工成“有机肥”,实现垃圾的再利用。研究人员选定林场甲、乙两块地,分别长期施用餐厨“有机肥”和化肥后,调查结果如下。
据图分析,甲地与乙地相比,长期施用餐厨“有机肥”的优势是____________________。
(2)采伐是影响森林更新的主要人为“干扰”因素之一,适度采伐所形成的林隙,可更新树种的种类和数量。一般林隙中更新树种的种类和数量常多于树冠下,分析其原因是____________。
(3)有人提出“对退化的林地不能只是单纯的保护,也应适度的干扰来提高生物多样性”,提出这一观点的理由是:________________________________________________。
(4)退化林场的恢复属于____________演替;除了“干扰”强度外,你觉得还应对“干扰”的哪些方面补充实验研究?________________________写出一点即可)。
在人类文明的发展进程中,不断遭受到病毒的侵袭,病毒与癌症的发生密切相关,如宫颈癌、肝癌、鼻咽癌均可由病毒致癌因子引起。近年来科学家在癌症免疫治疗方面取得突破性进展,研究发现,T细胞膜上CTLA-4分子和PD-1蛋白与防止T细胞失控有关,防止过度活跃的免疫系统对机体造成伤害。请回答下列问题:
(1)不同类型的病毒侵染不同部位的细胞,如:EB病毒侵染鼻咽部细胞、人乳头瘤病毒侵染宫颈细胞,而不侵染其他细胞,原因是_________________。若某人已出现宫颈癌病变,要诊断其是否由人乳头瘤病毒引起,请从免疫学角度提供一种诊断方法____________________。
(2)正常情况下,当T细胞膜表面的受体识别到抗原信号后,T细胞表面的CD28分子与抗原呈递细胞的B7分子结合,T细胞被激活,进行增殖分化形成____________________,同时被激活后的T细胞会表达CTLA-4,CTLA-4与CD28结构相似,可避免免疫过强。某些种类的癌细胞能召集大量的Treg细胞进入肿瘤中,Treg细胞能持续性地表达CTLA-4,请推测癌细胞的这种保护机制是____________________。
(3)癌细胞膜上的PD-L1能与PD-1结合,从而诱导T细胞过早地终止免疫程序。在药物开发过程中,科学家推测:若阻止PD-1的作用,可以激活免疫系统攻击癌细胞(如图)。请你设计实验证明上述推测,以癌症患病程度相同的小鼠为实验材料简要写出实验思路:________________________。
间作可提高土地利用率,但作物之间又存在着激烈的竞争。研究小组研究甲、乙两种作物的间作效果,在一定的CO2和温度条件下(CO2为大气中的浓度,温度为20℃,该温度是当地白天的平均气温,光合作用和呼吸作用有关酶的最适温度都高于20℃),测得甲、乙两种植物光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图(甲、乙表示单作情况下,甲’、乙’表示间作情况下)。请回答下列问题:
(1)甲、乙两植物中更适合在树阴处生存的是__________,判断依据是__________。
(2)若在某一时刻将实验温度适当降低,则此时P/R值可能保持不变吗?__________,判断的理由是______________________________。
(3)已知当地昼夜时长大体相等,请分析甲、乙两植物是否适合间作?__________。
果蝇是XY型性别决定的生物,但果蝇X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,其存在着同源区段和非同源区段,如下图所示。依照下图,我们将果蝇的伴性遗传分为伴X遗传(基因仅位于Ⅰ上)、伴Y遗传(基因仅位于Ⅲ上)和性染色体同源区段遗传(基因位于Ⅱ上)。研究人员从世代连续培养的野生型直刚毛果蝇种群中分离出雌、雄各一只焦刚毛突变体,并进行了下表所示实验,请分析回答下列问题:
| P | F1 | F2 |
实验一 | 焦刚毛雌果蝇×野生型雄果蝇 | 均为直刚毛 | 直刚毛:焦刚毛=3:1 |
实验二 | 焦刚毛雄果蝇×野生型雌果蝇 | 均为直刚毛 | 直刚毛:焦刚毛=3:1 |
(1)摩尔根用果蝇作实验材料证明了基因在染色体上,所研究的果蝇红、白眼色遗传方式属于__________________,实验所运用的科学研究方法是__________________。Ⅲ区段基因的遗传特点是____________________________________。
(2)根据上表实验结果可推测控制果蝇刚毛的基因可能位于__________________,请写出如何通过对实验一、二中的F2做进一步的性状分析与判断,并写出判断结果____________________________________。
(3)研究人员为继续研究遗传规律,现有一只黑身白眼雄果蝇(rrXeY),选择某雌果蝇与其进行杂交,若F1的实验结果能够验证自由组合定律,则亲本产生雌配子的基因型及比例是__________________,F1应该出现___________种基因型,其中雄果蝇中黑身白眼出现的概率为______________。若利用眼色这对相对性状通过一次杂交实验来验证伴性遗传,可从F1中选择基因型为_______________的个体进行杂交。
细胞中的少部分ATP会在酶的催化下形成cAMP,cAMP在调节细胞代谢方面发挥重要作用。下图甲是肾小管上皮细胞部分生理过程图解,图乙是该细胞膜局部亚显微结构图解,请回答相关问题:
(1)ATP合成酶主要存在于各种细胞的膜结构上。具体而言,ATP合成酶在植物细胞中主要存在于_______________膜上,在原核细胞中主要存在于_______________膜上。
(2)图甲中cAMP的增多改变了细胞中某些酶的活性,这些酶活性改变后,通过促进_______________,促进细胞对水的重吸收。请写出该过程的遗传信息传递途径:_______________。
(3)图甲中cAMP在细胞中被称为“第二信使”,则该过程中的“第一信使”指的是_______激素。图甲所示生理过程体现了细胞膜的______________________________功能。
(4)图乙1~5过程中,需要消耗ATP的有_______________,判断的依据是_______________。