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图甲为构建重组质粒过程中的三种备选质粒,其中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环...

图甲为构建重组质粒过程中的三种备选质粒,其中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因。图乙为培育转AFPs基因(抗冻基因)番茄的示意图,外源DNA和质粒上均标出了酶切位点及相关抗性基因,请回答下列问题。

1)图甲中通常选用质粒C构建重组质粒,而不选用质粒A或质粒B的原因分别是____

2)据图乙分析,若需使用插入灭活法筛选并鉴定重组质粒,应优先选用限制酶______________切割目的基因和质粒。

3)在构建基因表达载体过程中常把两个启动子串联在一起形成双启动子,加在目的基因上游。双启动子的作用可能是___________________________________

4)图乙农杆菌中的质粒应含有T-DNA,其作用是___________。若要获得抗冻能力更强的抗冻番茄,可以对AFPs基因进行改造,最终得到相应的蛋白质,该过程需用到________工程。

5)为使改造后的AFPs基因能够表达,人工设计质粒D并对它的多个酶切位点进行研究。若用HindⅢ酶或KpnⅠ酶单独切割质粒D,均获得一条长链,若用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同时切割,则获得2500bp12666bp片段,若用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同时切割,则获得2250bp13166bp片段。若以HindⅢ酶切割位点为计算起点,则KpnⅠ酶切割位点与HindⅢ酶切割位点最短长度为______

 

质粒A中没有标记基因,质粒B的复制原点中含有HindⅢ酶切位点 BamHⅠ和HindⅢ 保证目的基因的高效转录(高效表达) 携带目的基因进入番茄细胞并整合到番茄细胞的染色体DNA 蛋白质 750bp 【解析】 1.基因工程的工具: (1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。 (2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 (3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 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.蛋白质过程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。 (1)质粒A缺乏标记基因,质粒B的复制原点中含有限制酶切割位点,可能会破坏复制原点,质粒C含有多个标记基因和酶切位点,适宜作为基因工程的载体。 (2)图乙中,选用的质粒C作为基因工程的载体,结合目的基因两端的酶切位点,目的基因和载体可以选择BamH'和Hind 1同时切割,或者EcoR'和Hindll同时切割,若需使用插入灭活法筛选并鉴定重组质粒,应优先选用限制酶BamHI (会破坏Tc) 和HindIl切割,可以根据是否对四环素有抗性来筛选。 (3)启动子是RNA聚合酶结合的位点,是起始转录的位点,双启动子可能是保证目的基因的高效转录(高效表达)。 (4)农杆菌转化法中的Ti质粒含有的T-DNA可以携带目的基因进入番茄细胞并整合到番茄细胞的染色体DNA中。若要获得抗冻能力更强的抗冻番茄,可以对AFPs基因进行改造,最终得到相应的蛋白质,该过程是通过设计蛋白质序列推测相关的基因序列,进而对AFPs基因进行改造,然后用改造后的基因指导更强抗冻蛋白的合成来完成的,该过程属于蛋白质工程范畴。 (5)若用HindⅢ酶或KpnⅠ酶单独切割质粒D,均获得一条长链,若用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同时切割,则获得2个500bp和1个2666bp片段,若用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同时切割,则获得2个250bp和1个3166bp片段。说明EcoRI酶有2个酶切位点,且两.个位点之间的最短距离是500bp,而KpnI酶的切点在2个EcoRI酶切点之间,且距离每个EcoRI酶切点250bp,HindⅢ酶切点距离最近的EcoRI酶切点的最短距离是500bp,距离另一个EcoRI酶切点的距离是500+500=1000bp。故KpnI酶切割位点与HindIII酶切割位点最短长度250+500=750 bp。
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多酚氧化酶可以将银杏种子中的酚类物质(抑制种子发芽)氧化,下表是用不同浓度的赤霉素溶液处理银杏种子后,测得其种仁、种皮中多酚氧化酶活性及种子中基因表达,脱落酸含量变化的结果,请据图回答下列问题:

赤霉素溶液浓度(mg/kg)

0

100

200

300

400

多酚氧化酶活性相对值

种仁

22

28

36

32

30

种皮

6

7

10

9

8

种子中基因表达相对值

18

19

19

18

18

种子中脱落酸相对值

15

12

8

7

4

 

(1)分析上表中实验结果可知,银杏种子中的酚类物质可能主要分布在_________中。

(2)根据上表推测,赤霉素可能具有促进种子萌发的生理作用,其中浓度为________mg/kg的赤霉素溶液的作用效果相对较好。

(3)由上表所示结果________(填“能”或“不能”)得出赤霉素还具有明显促进种子基因表达的作用,试分析并说明理由:_________________________________

(4)结合表中赤霉素与脱落酸含量的变化可知,植物生命活动的调节需要_____________,但根本上,植物的生长发育过程是_________________________________________的结果。

 

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下图甲为桑基鱼塘农业生态系统的模式图;图乙实线表示该生态系统中某种鱼净补充量(出生率与死亡率的差)与种群密度的关系,虚线表示不同的捕捞强度下这种鱼收获量与种群密度的关系。请据图回答:

1)图甲所示的生态系统稳定性较弱,原因是___________。蚕粪中的碳元素以___________形式流向鱼。

2)当种群密度为K/2时,在所示捕捞强度下种群数量的变化趋势是___________。若要获得该鱼最大的持续产量,应维持的捕捞强度为图中的曲线___________,原因是______________________

3)在没有明显迁入和迁出的情况下,决定鱼种群净补充量的因素是___________

4)该生态系统中所有生物含有的总能量_______(填是或不是)流经该生态系统的总能量,原因是___________。从生态系统能量流动的角度分析,该农业生态系统的优点是______________________

 

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巨噬细胞的吞噬作用与性别差异有着紧密联系,雌激素能促进巨噬细胞产生干扰素,科研人员为了研究雌激素对巨噬细胞的作用机制,进行相关实验深入研究。

1)雌激素作为固醇类激素,可通过________________(方式)进入靶细胞,与雌激素受体结合形成复合物,进而结合到基因的启动子区域,调节基因的______________________

2)用浓度为200ng/mL的雌激素动物细胞培养液处理巨噬细胞,对照组不添加雌激素,实验结果如图1所示。

据图1分析,雌激素处理对于巨噬细胞的增殖具有_________作用。

3)科研人员提取培养48h的巨噬细胞总RNA,利用反转录PCR法检测Dnmt1基因表达水平,结果如图2所示。据图2分析,雌激素可以_________巨噬细胞Dnmt1基因(DNA甲基转移酶1基因)的表达,DNA甲基转移酶1可以对核基因进行修饰,在不改变基因________序列的前提下影响相关基因的表达。据图12分析,雌激素处理前后Dnmt1基因表达的变化趋势与巨噬细胞增殖的变化趋势__________

4)科研人员推测雌激素对巨噬细胞增殖和Dnmt1表达的影响,可能受oct4基因的表达的调控。科研人员检测了雌激素处理前后oct4基因表达的变化情况,结果如图3所示。

综上所述,请你阐明雌激素对巨噬细胞增殖的作用机制:_______________________

5)研究发现,人类乳腺癌的发病机制与雌激素对于巨噬细胞的作用机制高度相似,根据上述研究结果,请你提出一种治疗乳腺癌的思路:_______________________

 

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果蝇的体色由多对基因控制,野生型果蝇为灰体。现有三种体色的单基因突变体果蝇(与野生型果蝇只有一对基因不同),相关信息如下:

突变体

体色特征

突变基因的位置及遗传待点

黄体

呈浅橙黄色

黑檀体

呈黑亮的乌木色,有条纹

?

黑体

呈深黑色,有条纹

Ⅱ号染色体上的隐性基因

 

 

为探究黄体和黑檀体突变基因的位置及遗传特点,某同学利用上述果蝇的纯合品系进行了一系列杂交实验。

实验一:黄体(雌)×野生型(雄)→F1雌性均为灰体,雄性均为黄体

实验二:黄体(雌)×黑檀体(雄)→F1雌性均为灰体,雄性均为黄体

1)由实验一可知,黄体相对于灰体为___________(填“显性”或“隐性”),该突变基因位于________染色体上。

2)根据上述实验结果能否判断黄体基因和黑檀体基因是否是等位基因?______,理由是__________

3)将实验二中的F1果蝇相互交配,F2的雌雄果蝇中灰体:黄体:黑檀体约为3:4:1,其中黄体果蝇的基因型有___________种,F2中纯合灰体雌果蝇所占比例为___________

4)实验三:黑檀体×黑体→F1均为灰体,F2中有灰体果蝇288只,黑体色的果蝇共224只(包括黑檀体与黑体,但因两者体色相差不大,统计时未具体区分)据此判断,黑檀体基因___________(填“是”或“否”)位于Ⅱ号染色体上,判断依据是______________________

 

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甲图是大麦幼根的呼吸作用图,乙图为大麦的光合和呼吸作用图。请回答:

1)甲图中E表示___________,阴影部分表示______________,若AB=BC,则A点大麦幼根有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为___________

2)如果把甲图中大麦幼根换成小鼠,请在图中画出小鼠呼吸作用释放的CO2 O2浓度之间的关系曲线_______。(请标出横纵坐标的生物学意义等关键信息)

3)乙图中A表示___________,乙图植物有机物积累量最大时对应的最低温度约为_____,光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物2倍的点是___________,图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为___________

4)某同学以新鲜的绿色植物叶片为材料,探究环境条件对细胞呼吸速率的影响,请帮助他提出一个探究课题__________________________。需特别注意的是,该实验必须在___________条件下进行。

 

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