羧甲基纤维素钠(CMC)是常用的食品添加剂,不能被人体消化吸收,因此通常被认为是安全的食品添加剂。研究者用含1.0%CMC无菌水作为饮用水,连续饲喂实验小鼠12周,测定小鼠体重,结果如图1、图 2 所示。
(1)图 1 结果显示,CMC 能够_____。综合图 1、图 2 结果,通过比较_____,说明CMC 的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。
(2)有人提出:小鼠摄入的 CMC 改变了其肠道内各种微生物的比例。为检验上述推测, 研究者设计了如下实验:
① 分别收集甲、乙两组小鼠粪便,制成悬液涂布于_________(选填选项前的符号)上。
a.以 CMC为碳源的液体培养基 b.全营养液体培养基
c.以 CMC为碳源的固体培养基 d.全营养固体培养基
②接种后置于_____(填“无氧”或“有氧”)条件下培养,通过观察_____的颜色、形态等,以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。
③ 统计比较__________,以确定推测是否成立。
(3)为进一步研究“小鼠体重变化是否由 CMC 引起的小鼠消化道内各种微生物比例改变所致”,研究者设计了粪菌移植实验,并检测了被移植小鼠体重的变化。请将下列选项填入下表中(选填选项前的符号),完成实验方案①____;② ____;③________;④_________。
组别 | 被移植小鼠 | 提供粪菌小鼠 | 饮用水 |
实验组 | ① | ② | ④ |
对照组 | 无菌小鼠 | ③ | 同上 |
a.普通小鼠 b.无菌小鼠 c.饲喂含 CMC 无菌水 12周的普通小鼠 d.饲喂无菌水 12周的普通小鼠 e.含 1.0%CMC 的无菌水 f.无菌水(不含 CMC)
某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题,引进了具高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
(1)拟进行如下杂交:
若 C中的母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并不提高,说明高产奶是_____(填“显性”或“隐性”)性状。
(2)用♂A×♀C 杂交组合,按以下流程可加速获得优良个体。
精子要具有受精能力,需对其进行_____处理。在过程④的培养基中含有葡萄糖, 其作用是为胚胎发育提供_____。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应鉴定胚胎中与_____有关的基因。子代母牛的优良性状与过程_________(填写序号)的基因重组有关。
(3)为了提高已有胚胎的利用率,可在胚胎早期发育的____阶段,采用______技术,获得多个胚胎。
紫罗兰(2n=14)花色丰富、抗虫性强、种子油富含 X- 3-亚麻酸。为了让油菜(2n=38)具有紫罗兰的诸多优良性状,科研工作者进行了如图 1 所示实验,请分析回答:
(1)为了培养紫罗兰—油菜,科研工作者选取二者的下胚轴细胞,并用_____酶和____酶处理去除细胞壁,从而获得原生质体。再用 PEG 诱导二者融合,所依据的生物学原理是细胞膜的_____。
(2)科研工作者分别用 4 种浓度的 PEG 对两种原生质体进行了融合试验,结果如图2所示:
注:1.由两个原生质体进行的融合称为二源融合;大于两个原生质体进行的融合称为多源融合;
2.紫罗兰—油菜是由一个紫罗兰原生质体和一个油菜原生质体融合后培养产生的。
①该实验的自变量是_________,根据实验结果,为提高紫罗兰—油菜的成功率,应选用的最佳 PEG 浓度为_____%。
②图中二源融合原生质体最多为_____种,想确定二源融合原生质体是否为紫罗兰和油菜融合而成,需要借助_____观察染色体的形态和数目。
(3)筛选出所需的杂种细胞后,还要采用____________技术才能获得杂种植物,该过程需要在培养基中加入一定浓度的_________(填写相关植物激素的名称),使其脱分化形成愈伤组织,继而再分化,并生长发育成完整植株。
阅读下面的材料,完成(1)~(5)题。
“中中”和“华华”——世界首例体细胞克隆猴诞生记
在《西游记》中,孙悟空拔下一根汗毛,吹口气,随即变出上百只一模一样的小孙悟空。如今,这看似遥不可及的神话正在成为现实——2017年11月27日,世界上首个体细胞克隆猴“中中”在我国诞生;同年12月5日,第二个体细胞克隆猴“华华”又“横空出世”。1月25日,它们的故事登上国际权威学术期刊《细胞》封面,这意味着中国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。
在此之前,体细胞克隆技术一度风光无限。1997 年,首个体细胞克隆动物“多莉”羊出生;随后,利用体细胞克隆技术不仅诞生出包括马、牛、羊、猪和骆驼等在内的大型家畜,还诞生了包括小鼠、大鼠、兔、猫和狗在内的多种实验动物。然而,与人类最为相近的非人灵长类动物体细胞克隆难题,却一直没有攻克。
“中中”、“华华”这两只备受瞩目的小猴子是对可爱的“姐妹花”,她们的基因都来自同一个流产的雌性猕猴胎儿。相关科研人员从胎儿猴的成纤维细胞中提取出细胞核,并将之插入移除细胞核后的卵细胞中。他们将 21 个这样处理的卵细胞放入代孕母猴体内,其中有6只母猴成功受孕,2只最终生产出活的克隆猴。
传统医药实验大量采用小鼠,但药物研发通常使用的小鼠模型和人类相差甚远,在小鼠模型上花费巨大资源筛选到的候选药物用于人类患者后,很多无效或有不可接受的副作用。猴的生理器官跟人更为相近,所以各种免疫缺陷、肿瘤、代谢紊乱等疾病如果都是因为基因的缺陷,就可以用克隆猴制作模型。体细胞克隆猴的成功将推动中国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,促进针对阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病,以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。
(1)请写出“中中”、“华华”产生过程中涉及的三个生物学术语:_____。
(2)我国克隆猴利用的猴胎儿成纤维细胞,是已分化的体细胞,从理论上分析,它的细胞核具有全能性的原因是_____。
(3)下图能正确表示这一动物克隆技术原理的是_____(选填选项前的符号)。
(4)用体细胞核移植技术生产的克隆猴——“中中”和“华华”与核供体动物的性状是否完全相同?为什么?_____。
(5)与小鼠模型相比,克隆猴作为人类疾病及药物研发模型生物的优点是_____。
厨余垃圾废液中的淀粉、蛋白质、脂肪等微溶性物质可以被微生物分解并利用,但由于初期有益微生物数量相对较少,存在发酵周期长、效率低等缺点,极易对环境造成污染。
(1)为探究圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某厨余垃圾废液的最佳接种量比,用于制备微生物菌剂,研究者做了如下实验:
①将两种菌液进行不同配比分组处理,如下表所示:
编号 | R0 | R1 | R2 | R3 |
圆褐固氮菌∶巨大芽孢杆菌 | 1∶0 | 0∶1 | 1∶1 | 2∶1 |
将等量上表菌液分别接种于 100mL_____中进行震荡培养。本实验中对照组的处理应为_____。
②培养 3 天后测定活菌数。取各组菌液采用_____法接种于基本培养基中,培养一段时间后选取菌落数在_____范围内的平板进行计数,并依据菌落的形态特征对两种菌进行区分,实验结果见图。
由实验结果可知,两种菌混合接种时有效菌落数均大于单独接种,从代谢产物角度分析,原因可能是______________。接种量比例为_____________时,废液中两菌的有效活菌数最多。
(2)为进一步探究菌种比例对该厨余垃圾废液中蛋白质、脂肪等有机物的降解效果,测得15天内废液中蛋白质、脂肪的含量变化如下图所示:
由实验结果可知,对该厨余垃圾废液中蛋白质、脂肪的降解效果最好的两种菌接种比分别为_____、_____。
(3)固态厨余垃圾因富含粗纤维、蛋白质、淀粉等物质,可以通过蒸发、碾磨、干燥等方式进行加工,使加工后的产物在微生物的作用下形成有机复合肥等肥料;收集微生物处理后的厨余垃圾残渣,经晾晒干后制成蛋白饲料;通过以上处理可实现_____(选填选项前的符号)。
A.物质循环再生 B.能量多级利用 C.提高能量传递效率
棉花种植过程中常因棉铃虫啃食叶片而减产。苏云金芽孢杆菌能产生具有杀虫能力的Bt 毒蛋白。科研人员将Bt 毒蛋白基因作为目的基因导入普通棉株细胞内, 培育出了能抗棉铃虫的转基因抗虫棉。下图为制备抗虫棉的基本流程,①~⑤表示相关的操作。请回答下列问题:
(1)步骤①中,利用 PCR技术扩增 Bt毒蛋白基因时,需要根据 Bt 毒蛋白基因两端的部分核苷酸序列设计___________。
(2)步骤②构建基因表达载体时需要用到 ECoR I 和 BamH I 两种_________酶对目的基因和质粒进行切割,酶切后形成的目的基因两端的黏性末端_____(填“相同”或“不相同”),以防止自身环化。切割后的产物还需要用____酶进行连接。
(3)步骤③中需先用____处理农杆菌以便将基因表达载体导入其中。
(4)步骤④中,可通过____技术检测愈伤组织细胞中是否含有 Bt毒蛋白,若未检测出 Bt 毒蛋白,则可能的原因是________。
(5)分别用普通棉花植株和转基因棉花植株的叶片饲喂棉铃虫,若出现_____结果,说明抗虫棉对棉铃虫表现出一定的抗性。