【題目】苯丙酮尿癥是PKU基因突變引起,研究人員嘗試用基因治療的方式治療該疾病,即將正;D導入攜帶有突變基因的細胞中。下圖中的圖甲為A、B、C三種質(zhì)粒,圖乙為含有目的基因 DDNA片段,圖丙表示重組載體的示意圖。其中Ap為氨芐青霉素抗性基因,Tc為四環(huán)素抗性基因,lacZ 為藍色顯色基因(基因表達的產(chǎn)物將無色化合物X-gal轉(zhuǎn)化成一種藍色物質(zhì),菌落呈藍色),EcoRⅠ(0.7Kb)、PvuⅠ(0.8Kb)等為限制酶及其切割位點與復(fù)制原點之間的距離。已知 1 Kb1 000 個堿基對。請結(jié)合所學知識回答:

1)將正常的D基因?qū)胧荏w細胞的基因工程操作步驟中,其核心是________,據(jù)圖分析上述甲圖中三種質(zhì)粒中不宜作為運載體的有________,請分析原因________

2)若要獲取目的基因D,上述乙圖中應(yīng)選擇限制酶________對其所在的DNA進行切割。如果僅知道D基因首尾的部分核苷酸序列,通常可根據(jù)該基因首尾兩端的已知核苷酸序列合成________,利用________技術(shù)得到大量目的基因。

3)將目的基因 D 和甲圖中可做載體的質(zhì)粒進行連接后,會得到圖丙中三種連接方式。需要選出正向連接的重組質(zhì)粒,可使用________酶切割所獲得的重組質(zhì)粒。完全酶切后,進行電泳分析。若是載體自連,電泳圖譜中出現(xiàn) 2.7Kb 一條帶,若是正向連接載體和反向連接載體,電泳圖譜中出現(xiàn)長度分別為________________。

4)選擇自身不含lacZ基因且對抗生素敏感的大腸桿菌作為受體細胞,在已轉(zhuǎn)化的含重組質(zhì)粒、空質(zhì)粒的受體細胞中和未轉(zhuǎn)化成功的細胞中如何篩選出成功導入重組質(zhì)粒的受體細胞_______________。

【答案】基因表達載體的構(gòu)建 AC 質(zhì)粒A缺少標記基因,質(zhì)粒C復(fù)制原點被限制酶切割 Pvu 引物 PCR EcoR 1.1Kb5.6Kb 3.1Kb3.6Kb 在含有氨芐青霉素的加入X-gal培養(yǎng)基上培養(yǎng)經(jīng)轉(zhuǎn)化后的細胞,形成白色菌落的即為導入重組質(zhì)粒的受體細胞,藍色菌落的沒有導入重組細胞

【解析】

分析圖甲:質(zhì)粒A含有EcoRⅠPvuⅠ限制酶割位點,無標記基因;質(zhì)粒B含有中Ap基因和lacZ基因,且EcoRⅠPvuⅠ限制酶切位點位于lacZ基因內(nèi);質(zhì)粒C含有中Ap基因和Tc基因,含有EcoRⅠPvuⅠ限制酶割位點,PvuⅠ限制酶割位點位于復(fù)制原點。

1)基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟,其中基因工程的核心是基因表達載體的構(gòu)建。圖中質(zhì)粒A缺少標記基因;質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時,復(fù)制原點會被限制酶切割,會影響重組質(zhì)粒的自主復(fù)制。因此,不能作為目的基因運載體的質(zhì)粒是AC。

2)分析乙圖,目的基因D上有兩個PvuⅠ酶切位點和一個EcoRⅠ酶切位點,而EcoRⅠ酶切會破壞目的基因D的結(jié)構(gòu),因此應(yīng)選用PvuⅠ酶對其所在的DNA進行切割。利用PCR擴增技術(shù)可以獲得大量的目的基因,用PCR擴增基因之前,需要先根據(jù)該基因已知核苷酸序列制出相應(yīng)的引物。

3)在目的基因上存在EcoRⅠ酶的切割位點,因此在基因工程的操作過程中,需要選出正向連接的重組質(zhì)粒,應(yīng)使用該酶切重組質(zhì)粒。依題意和圖甲、乙可知,由于目的基因D的長度為4.0Kb,因此用質(zhì)粒B構(gòu)建的重組質(zhì)粒的長度為4.0Kb+2.7Kb=6.7Kb,重組質(zhì)粒被EcoRⅠ酶完全切割后,出現(xiàn)兩個不同長度片段,若是正向連接(目的基因D上的EcoRⅠ酶切位點與質(zhì)粒B上的EcoRⅠ酶切位點的距離最近),會得到0.1Kb+1.0Kb=1.1Kb和(2.7Kb+4.0Kb-1.1Kb=5.6Kb的兩個片段;若是反向連接(目的基因D上的EcoRⅠ酶切位點與質(zhì)粒B上的EcoRⅠ酶切位點的距離較遠),會得到0.1Kb+3.0Kb=3.1Kb和(2.7Kb+4.0Kb-3.1Kb=3.6Kb的兩個片段。

4)在含有氨芐青霉素的加入X-gal培養(yǎng)基上培養(yǎng)經(jīng)轉(zhuǎn)化后的細胞,導入重組質(zhì)粒的受體細胞,質(zhì)粒上lacZ基因被破環(huán),不能將無色化合物X-gal轉(zhuǎn)化成藍色物質(zhì),且質(zhì)粒中含有Ap基因,故受體菌能在培養(yǎng)基上正常生長,形成白色菌落;導入空質(zhì)粒的受體細胞,具有Ap基因和lacZ基因,故能在培養(yǎng)基上生長,且能將無色化合物X-gal轉(zhuǎn)化成藍色物質(zhì),菌落呈藍色;未轉(zhuǎn)化成功的細胞中不含Ap基因,故不能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長。

練習冊系列答案
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【題目】陽桃是著名的嶺南佳果,在潮汕地區(qū)多有種植。請回答下列問題:

(1)在陽桃成熟過程中,起主要調(diào)節(jié)作用的植物激素是________。這期間,有的酶合成增加了,有的酶合成減少了,說明植物激素作為一種____________(填“信息分子”“生物大分子”或“催化劑”),對陽桃________的表達進行調(diào)節(jié)。

2)過氧化氫酶(CAT)有防止細胞膜損傷和破壞、延緩衰老的作用。陽桃采摘后,如放置在常溫下,幾天后果實迅速皺縮、變味甚至腐爛,這可能與陽桃CAT____________密切相關(guān)。

3)有人進行以下實驗,以探究延長陽桃鮮果保存期的措施,結(jié)果如圖所示。根據(jù)實驗結(jié)果,應(yīng)選擇______________對新采摘的陽桃進行保鮮處理。

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【題目】如圖表示哺乳動物(或人體)激素分泌的調(diào)節(jié)過程,圖中腺體代表甲狀腺,①~⑤表示五個生理過程。下列選項中錯誤的是(

A.圖中過程①分泌的激素名稱是促甲狀腺激素釋放激素

B.人突然進入寒冷環(huán)境后,①~⑤中首先加強的是過程①

C.垂體還能分泌與甲狀腺激素有協(xié)同作用的生長激素,促進人體正常的生長發(fā)育

D.當過程③分泌的激素在血液中的含量達到一定值后過程①②會加強

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【題目】大豆感染大豆花葉病毒( SMV)后.老葉上會出現(xiàn)不規(guī)則的黃色既塊。研究人員在不同光照強度下測量了大豆健康株和感病株的凈光合迷率,結(jié)果如圖所示。請回答下列問題:

1)據(jù)圖分析可知.該實驗的自變量是_______________。 除圖中所示因素外,影響大互植株凈光合速率的外界環(huán)境因素還有_______________ (答出兩點)。

2)當光照強度為1 500 Ix時,大豆葉肉細胞中產(chǎn)生[ H]的場所為_______________.此時大 豆健康株和感病株制造有機物的速率_______________ (填相等或不相等)

3)研究發(fā)現(xiàn),大豆感病株的葉綠素含量明顯比健康株低。光照強度大于I 500 lx時.大豆植株進行光合作用所需的CO2來源有_______________;此時,健康株的光合速韋隨光照強度的增強面增大,而感病株的光合速率不再隨光照強度的增強面增大.攔題分析可能的原因是_______________

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【題目】庫布其沙漠盤踞于黃河內(nèi)蒙古段“幾”字彎南岸,經(jīng)人們幾十年治理,書寫了從“死亡之!弊?yōu)椤敖?jīng)濟綠洲”的綠色傳奇,為中國生態(tài)文明建設(shè)樹起一面旗,也為世界荒漠化治理蹚出一條新路。草方格沙障是沙漠治理中一種常見的治沙方法,先將干的麥草、稻草、蘆葦?shù)仍煞礁裥螤罟潭ㄓ谏衬,然后在方格中播撒固沙植物的種子,以此來防風固沙、涵養(yǎng)水分。請分析回答:

1)從“死亡之海”變?yōu)椤敖?jīng)濟綠洲”,此過程中發(fā)生的演替類型為________,經(jīng)人們幾十年治理,采用“草方格沙障”、“飛機播種造林”等方式控制沙漠蔓延,從群落角度分析說明了人類活動對群落產(chǎn)生的影響是________。

2)草方格沙障能蓄積降水促進固沙植物生長,提高治理地區(qū)的豐富度,豐富度指________,白沙蒿是沙地的“先鋒”植物,也能固沙改變環(huán)境,油蒿因此也能生長,并在競爭中處于優(yōu)勢。這說明生態(tài)系統(tǒng)中的________之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展。

3)沙漠中有一種神奇的植物復(fù)活草,該植物有著較強的儲水能力,科學研究發(fā)現(xiàn)復(fù)活草的儲水與其體內(nèi)的糖基海藻糖有關(guān),據(jù)此研究出的化妝品體現(xiàn)了復(fù)活草的________價值。

4)沙漠中的常見動物沙蜥主要以螞蟻等各類小昆蟲為食。下圖表示能量流向沙蜥所處的營養(yǎng)級示意圖[單位:J/cm2a],其中B表示________,若螞蟻所處的營養(yǎng)級的同化量為XJ/cm2a),兩營養(yǎng)級的傳遞效率為________ %,若研究一個月內(nèi)沙蜥所處營養(yǎng)級的能量去向,圖中缺少的能量去向為________。

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【題目】如圖1為細胞與內(nèi)環(huán)境進行物質(zhì)交換的示意圖,a、b處的箭頭表示血液流動的方向,①②③④代表不同的體液。圖2中⑤⑥表示結(jié)構(gòu),cf表示相應(yīng)的物質(zhì),甲、乙表示相應(yīng)器官;圖3是一種血糖調(diào)控模式,已知I型糖尿病患者胰島素分泌不足。據(jù)圖分析回答問題:

(1)若圖1中②為腎臟細胞,則b處的尿素濃度_______a處,③④在成分上的主要差別是__________。

(2)某同學觀看恐怖影片,受到驚嚇,此時圖2中下丘腦的_______興奮,引起⑤分泌物質(zhì)c增多,最終引起e分泌增加,在此過程中e的作用是_________;此外,通過________調(diào)節(jié),體內(nèi)的_____(激素)也會分泌增加,導致短時間內(nèi)出冷汗。

(3)圖3中A表示葡萄糖,當人體饑餓時,通過途徑⑦作用于胰腺的___________細胞,該細胞所分泌的激素通過途徑⑧促進_____________,使血糖水平升高。Ⅰ型糖尿病患者不能正常進行的過程是______(填數(shù)字)。

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【題目】為研究植物生長素的作用,設(shè)計如下實驗:將胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上并給予單側(cè)光照(如圖1),一段時間后將AB瓊脂塊分別置于相同的去尖端胚芽鞘甲和乙的一側(cè),數(shù)天后生長結(jié)果(如圖2),結(jié)合該實驗的結(jié)論下列說法不正確的是(

A.B瓊脂塊中的生長素含量多于AB.根據(jù)彎曲度可判斷,胚芽鞘甲生長速度慢于乙

C.單側(cè)光不影響生長素向下的極性運輸D.光照導致向光側(cè)生長素的分解

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【題目】圖為溫特研究某種促進生長的物質(zhì)的實驗示意圖。下列敘述正確的是(

A.溫特分離出促進生長的物質(zhì)并命名為生長素

B.分別在黑暗和光照條件下進行實驗,實驗結(jié)果不相同

C.需要設(shè)置空白對照組,以排除瓊脂塊對實驗結(jié)果的影響

D.去尖端胚芽鞘彎曲側(cè)細胞的體積和數(shù)量均明顯大于另一側(cè)

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【題目】如圖是人體縮手反射的反射弧結(jié)構(gòu),方框甲、乙代表神經(jīng)中樞。當手被尖銳的物體刺痛時,先縮手后產(chǎn)生痛覺。對此生理過程的分析正確的是( 。

A.圖中E為感受器,A為效應(yīng)器,痛覺在圖中的甲方框 處形成

B.未受刺激時,神經(jīng)纖維D處的電位分布是膜內(nèi)為正電位,膜外為負電位

C.當手被物體刺激發(fā)生縮手反射時,反射弧為A→B→C→D→E

D.由甲發(fā)出的傳出神經(jīng)末梢釋放的神經(jīng)遞質(zhì)一定能引起乙的興奮

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