【題目】上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所的覃重軍,薛小莉幾位研究員在國際上首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細胞,完成了將單細胞真核生物釀酒酵母天然的十六條染色體人工創(chuàng)建為具有完整功能的單條染色體。為了創(chuàng)建一個只具有單一染色體的活酵母細胞,重軍等人利用基因編輯工具CRISPR--Cas9切割端粒結(jié)構(gòu)(每條染色體末端的重復(fù)核苷酸序列區(qū)域),將兩條染色體組合在起博士研究生邵洋洋從2013年開始嘗試并發(fā)展高效的染色體操作方法,歷經(jīng)4年時間,通過15輪染色體融合,最終成功創(chuàng)建了只有一條線型染色體的釀酒酵母菌株SY14(去除了染色體中多余的著絲粒,只保留其中一個)。研究發(fā)現(xiàn),雖然人工創(chuàng)建的單條線型染色體的三維結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化,但SY14酵母具有正常的細胞功能,基因表達只發(fā)生了微小變化,這顛覆了染色體三維結(jié)構(gòu)決定基因時空達的傳統(tǒng)觀念,揭示了染色體三維結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)細胞生命功能的全新關(guān)系。

1左圖為覃重軍等科學(xué)家獲得的釀酒酵母菌株SY14的落,獲得該圖菌落的微生物接種方法是______,若希望大量繁殖SY14菌株,可使用___________(液體/半固體/固體)培養(yǎng)基對其進行后續(xù)培養(yǎng)。

2根據(jù)上述材料,基因編輯工具 CRISPR-C-Cas9在功能上接近(

A.限制酶B.DNA鏈接酶C.RNA聚合酶D.DA聚合酶

3請將下列關(guān)于釀酒酵母菌株SY14構(gòu)建過程進行排序(

A.篩選導(dǎo)入成功的釀酒酵母菌株SY14

B.將重組的染色體導(dǎo)入去核酵母細胞中

C.利用CRISPR--cas9等技術(shù)重組酵母染色體

D.獲取原始酵母染色體

4關(guān)于釀酒酵母菌株SY14的敘述正確的是(

A.SY14與野生型釀酒酵母相比,發(fā)生了染色體畸變

B.SY14DNA并非雙螺旋結(jié)構(gòu)

C.SY14的代謝類型為異養(yǎng)兼氣型

D.SY14去除染色體中多余的著絲粒的目的是為了避免染色體在細胞分裂時發(fā)生斷裂

5根據(jù)材料分析釀酒酵母菌株SY14能否應(yīng)用于大規(guī)模釀酒生產(chǎn)?為什么?____

【答案】

1 平板劃線法 液體

2A

3DCBA

4ACD

5能,釀酒酵母菌株SY14的所有基因均為原始的釀酒酵母基因,未嵌入其他基因或不能,染色體三維結(jié)構(gòu)的改變可能對釀酒酵母菌株SY14產(chǎn)生未知影響,還需要論證其安全性后才能大規(guī)模生產(chǎn)

【解析】

微生物常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法,兩者都可以用于菌種的分離,后者還可以用于菌種的計數(shù);據(jù)圖分析,左圖微生物的接種方法為平板劃線法;微生物培養(yǎng)基按物理性質(zhì)可以分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)及和液體培養(yǎng)基;基因工程的基本步驟包括目的基因的獲取、構(gòu)建基因表達載體、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定。

1根據(jù)以上分析已知,左圖接種方法為平板劃線法;若希望大量繁殖SY14菌株,應(yīng)該使用液體培養(yǎng)基對其進行后續(xù)培養(yǎng)。

2根據(jù)題干信息分析,重軍等人利用基因編輯工具CRISPR--Cas9切割端粒結(jié)構(gòu),而端粒是每條染色體末端的重復(fù)核苷酸序列區(qū)域,說明CRISPR--Cas9能夠切割DNA,類似于基因工程中的限制酶。

故選A

3根據(jù)基因工程的基本步驟分析,釀酒酵母菌株SY14構(gòu)建過程為:獲取原始酵母染色體(D)→利用CRISPR--cas9等技術(shù)重組酵母染色體(C)→將重組的染色體導(dǎo)入去核酵母細胞中(B)→篩選導(dǎo)入成功的釀酒酵母菌株SY14A)。

4A、釀酒酵母菌株SY14構(gòu)建過程中,將16條染色體重組成了1條染色體,發(fā)生了染色體畸變,A正確;

B、SY14DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu),B錯誤;

CSY144酵母具有正常的細胞功能,其代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型,C正確;

D、SY14去除染色體中多余的著絲粒的目的是為了避免染色體在細胞分裂時發(fā)生斷裂,D正確。

故選ACD。

5根據(jù)題意分析,釀酒酵母菌株SY14的所有基因均為原始的釀酒酵母基因,未嵌入其他基因或不能,且其具有正常的細胞功能,因此其可以應(yīng)用于大規(guī)模釀酒生產(chǎn),但是染色體三維結(jié)構(gòu)的改變可能對釀酒酵母菌株SY14產(chǎn)生未知影響,還需要論證其安全性后才能大規(guī)模生產(chǎn)。

解答本題的關(guān)鍵是掌握微生物的接種方法、培養(yǎng)基的種類和功能、基因工程的工具和步驟等知識點,了解不同的接種方法的過程和相關(guān)圖形,進而準確判斷左圖接種方法的名稱,并能夠結(jié)合基因工程的相關(guān)知識點分析CRISPR-C-Cas9的功能。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下列對圖所示生物學(xué)實驗的敘述,正確的是(

A.若用高倍顯微鏡觀察圖中正在發(fā)生質(zhì)壁分離的紫色洋蔥表皮細胞,可見其液泡體積逐漸變小,顏色逐漸變淺

B.若用低倍顯微鏡觀察圖視野中的洋蔥根尖圖像,要看清處于分裂期的細胞,應(yīng)將裝片適當向左移動

C.若按圖所示,將顯微鏡鏡頭由甲轉(zhuǎn)換成乙,則視野中觀察到的細胞數(shù)目增多

D.若圖是利用樣方調(diào)查雙子葉草本植物苦荬菜的種群密度(圓圈表示個體), 則該樣方內(nèi)苦荬菜的數(shù)量為12

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖表示人體基因型為AaBb的卵原細胞形成卵細胞的過程示意圖。圖中①、②、③表示生理過程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示細胞;卮饐栴}:

1)①過程的主要特征是__________(答2點)。Ⅳ、V細胞染色體數(shù)目是Ⅰ細胞的一般,原因是在減數(shù)分裂過程中__________________。

2)在②過程中細胞內(nèi)染色體組數(shù)目的變化過程是___________(用“→”和數(shù)字表示)。③過程中細胞內(nèi)X染色體的數(shù)目是___________條。

3)若Ⅴ細胞的基因組成是Ab,則細胞Ⅳ的基因組成是aB,判斷依據(jù)是___________。

4)研究表明絕大多數(shù)21三體綜合征都是母親卵細胞形成過程中的異常導(dǎo)致的。請據(jù)圖分析21三體綜合征產(chǎn)生的可能原因是______________________(答1點)。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】某植物光合作用過程如左圖所示,其光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和35℃,將其放入25℃恒溫密閉的玻璃容器中,置于戶外一晝夜,測得容器中CO2含量變化如右圖所示。

1左圖反應(yīng)Ⅰ過程在____________結(jié)構(gòu)中進行,反應(yīng)Ⅱ的名稱為____________。

2左圖中H物質(zhì)可以來源于____________。

3左圖中的C物質(zhì)可代表(

A.ATPB.PiC.ADPD.NADP+E.NADPH

4右圖曲線中,該植物光合速率和呼吸速率等的點是(

A.AB.BC.CD.D

5一晝夜后,該植物有機物的含量____________(選填“增加”或“減少”或“不變”),理由是____________________________________。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】某二倍體高等動物(2n=6),圖為其雄性動物體內(nèi)某細胞處于細胞分裂某時期的示意圖。下列敘述正確的是

A.圖示細胞中有4條性染色體

B.圖示細胞中有4對姐妹染色單體

C.染色體①②③④可表示一個染色體組

D.該細胞正發(fā)生非同源染色體的自由組合

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】圖甲表示麥芽糖酶催化麥芽糖水解的模型,圖乙表示在最適溫度下,麥芽糖酶的催化速率與麥芽糖量的關(guān)系。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

A.甲模型能解釋酶的催化具有專一性,其中a代表麥芽糖酶

B.限制fg段上升的原因是酶的數(shù)量

C.如果溫度升高或降低5℃,f點都將下移

D.可用斐林試劑鑒定麥芽糖酶是否完成對麥芽糖的催化分解

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】因長期墾殖及工業(yè)、居民生活等影響了某-濕地生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能。近年來,地方政府致力打造該濕地生態(tài)公園,以恢復(fù)其生態(tài)功能;卮鹣铝邢嚓P(guān)問題。

1)對濕地水質(zhì)調(diào)查時,調(diào)查測量的項目有溫度、pH、硝酸鹽、磷酸鹽、溶解氧、懸浮顆粒、不溶性顆粒及水中微生物的_________、數(shù)量等。

2)提高濕地生物的多樣性,并且保持每個種群一定的__________,以維護系統(tǒng)穩(wěn)定,保持生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)、__________和信息流動暢通。

3)下圖中,圖甲是該濕地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的一部分,圖乙是對應(yīng)圖甲中野鴨和烏鱧的數(shù)量變化關(guān)系(箭頭代表周期性變化方向)。

①圖甲中,有_________條捕食食物鏈,僅考慮該圖中的營養(yǎng)關(guān)系,在該生態(tài)系統(tǒng)中實施捕蝦措施,則短時間內(nèi)青蛙的數(shù)量將會__________。

②圖乙中,生物a__________,其環(huán)境容納量為__________(填圖中字母)。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】為研究生長素類似物24D對某植物插條生根的影響。某實驗小組按下表進行了實驗,請分析回答:

步驟

組別

A

B

C

D

E

F

配制溶液

蒸餾水

200mg/L

24D溶液

400mg/L

2,4D溶液

600mg/L

2,4D溶液

800mg/L

2,4D溶液

1000mg/L

2,4D溶液

選擇插條

選取該植物生長日期、帶芽數(shù)目等相同的適宜插條若干,隨機分成六等分,并編號

浸泡插條

分別用等量蒸餾水、相應(yīng)濃度2,4D溶液浸泡插條12h

扦插、培養(yǎng)

浸泡后的插條扦插在潮濕沙土中,培養(yǎng)時間及其他條件均相同

實驗結(jié)果

1)在做本實驗之前,一般要先做一個_____________,以摸索實驗條件以及檢驗實驗設(shè)計科學(xué)性和可行性。本實驗中設(shè)置A組實驗的目的是_____________。

2)該實驗結(jié)果說明2,4-D溶液對該植物插條生根的作用特點是__________________________。

3)若要進一步探究2,4-D促進該植物插條生根的最適濃度,請簡要寫出實驗的主要思路。_______。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖是果蠅的部分基因在染色體上的分布圖,其中果蠅復(fù)眼的顏色可受多個基因控制。 如某野生型紅眼果蠅中發(fā)生不同位點基因突變,則會分別出現(xiàn)為 褐眼、猩紅眼和白眼的個體。某研究小組在養(yǎng)殖的野生型紅眼果 蠅種群中,偶然發(fā)現(xiàn)了一只伊紅眼雄果蠅,并對果蠅復(fù)眼顏色的遺傳進行了相關(guān)研究。

1)用該伊紅眼雄果蠅與一只野生型紅眼雌果蠅雜交,F1均為紅眼,F1雌雄果蠅相互交配,F2中紅眼:紅眼:伊紅眼281138141.由此雜交結(jié)果分析判斷:

①控制伊紅眼基因_____性基因;

②關(guān)于伊紅眼基因位于什么染色體上可能存在的合理假說:_____

2)已知白眼果蠅是X染色體上相應(yīng)基因發(fā)生隱性突變所致。若實驗證實伊紅眼基因也位于X染色 體上,為確定伊紅眼基因與白眼基因是否為同一基因突變形成的等位基因,請設(shè)計一次雜交實驗進行探究。

①實驗思路:_____。

②預(yù)期結(jié)果及結(jié)論:

_____,則說明兩者為不同基因突變而成的非等位基因;

_____,則說明兩者為同一基因突變而成的等位基因。

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