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【題目】Hedgehog基因(H)廣泛存在于無脊椎動物和脊椎動物中,在胚胎發(fā)育中起重 要作用。我國科研工作者利用基因敲除和核酸分子雜交技術,研究了H基因在文昌魚 胚胎發(fā)育中的作用。

1)研究者使用了兩種TALE蛋白對文昌魚的H基因進行敲除。TALE蛋白的結構是人工 設計的,蛋白質的中央區(qū)能夠結合H基因上特定的序列,F區(qū)則能在該序列處將DNA雙鏈切開如圖1所示。

①根據_______設計出其氨基酸序列,再根據氨基酸序列對應的密碼子序列推測岀編碼 TALE蛋白的DNA序列,人工合成DNA序列之后,再以其為模板進行轉錄生成 mRNA。

②將兩種mRNA _______法導入文昌魚的卵細胞中,然后滴加精液使卵受精,此受精 卵發(fā)育成的個體為F0代。

F0代個體細胞內被兩種TALE蛋白處理過的DNA,經________催化重新連接后,H 基因很可能因發(fā)生堿基對的_______而喪失功能,基因喪失功能則被稱為“敲除”。

2)提取F0代胚胎細胞DNA,通過________體外擴增H基因,用________進行切割,電 泳后用______為探針進行DNA分子雜交,實驗結果如圖2所示。圖中樣品________代表的F0個體中部分H基因己被敲除。研究者發(fā)現(xiàn),在F0個體產生的所有配子中,通常只有部分配子的H基因被敲除,可能的原因是__________。

【答案】TALE蛋白的功能 顯微注射 DNA連接酶 缺失 PCR技術 BsrGⅠ酶 放射性同位素(或熒光)標記的目的基因片段 2 F0受精卵中成對的H基因中僅一個被敲除(F0胚胎中僅部分細胞的H基因被敲除、細胞中H基因未被敲除)

【解析】

分析圖1:被兩種TALE蛋白處理過的DNA重新連接后,缺失了BsrGⅠ識別位點。

分析圖2H基因中含有一個BsrGⅠ識別位點,能被BsrGⅠ切割形成兩種不同長度的DNA片段,而H基因被敲除后會缺失BsrGⅠ識別位點,不能被BsrGⅠ識別和切割。樣品1中有兩種長度不同的DNA,說明其代表的個體中H基因沒有被敲除,樣品2中含有3種長度不同的DNA片段,說明其代表的F0個體中部分H基因已被敲除。

1蛋白質工程的基本程序:預期蛋白質功能設計預期的蛋白質結構推測應有氨基酸序列找到對應的脫氧核苷酸序列(基因)。因此人工設計TALE蛋白時,應該先根據TALE蛋白的功能設計出其氨基酸序列,再根據氨基酸序列對應的密碼子(mRNA)序列推測出編碼TALE蛋白的DNA序列,人工合成DNA序列之后,再以其為模板進行轉錄生成mRNA。

將兩種mRNA導入動物細胞(文昌魚的卵細胞)最有效的方法是顯微注射法。

由圖可知,被兩種TALE蛋白處理過的DNA經過DNA連接酶重新連接后,缺失了BsrGⅠ識別位點,即發(fā)生堿基對的缺失,H基因很有可能因此而喪失功能,基因喪失功能則被稱為敲除

2)體外擴增目的基因可采用PCR技術;H基因中含有一個BsrGⅠ識別位點,因此可用BsrGⅠ酶切割H基因;探針是指放射性同位素(或熒光)標記的目的基因片段;樣品1中有兩種長度不同的DNA,說明其代表的個體中H基因沒有被敲除,樣品2中含有3種長度不同的DNA片段,說明其代表的F0個體中部分H基因已被敲除。在F0個體產生的所有配子中,通常只有部分配子的H基因被敲除,可能的原因是F0受精卵中成對的H基因中僅一個被敲除(F0胚胎中僅部分細胞的H基因被敲除、細胞中H基因未被敲除)。

練習冊系列答案
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【題目】下圖表示反射弧和神經纖維局部放大的示意圖,相關說法不正確的是( )

A.靜息時,膜外Na+濃度高于膜內K+濃度,因而表現(xiàn)出膜外正電位

B.給予適宜剌激后,受刺激部位的Na+大量內流,該過程不消耗ATP

C.在甲圖中,②所示的結構屬于反射弧的效應器

D.根據乙圖膜內外電荷的分布情況,可判斷a、c為未興奮部位

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【題目】作物M的F1基因雜合,具有優(yōu)良性狀。F1自交形成自交胚的過程見途徑1(以兩對同源染色體為例)。改造F1相關基因,獲得具有與F1優(yōu)良性狀一致的N植株,該植株在形成配子時,有絲分裂替代減數分裂,其卵細胞不能受精,直接發(fā)育成克隆胚,過程見途徑2。據圖回答:

(1)與途徑1相比,途徑2中N植株形成配子時由于有絲分裂替代減數分裂,不會發(fā)生由_______________________________________導致的基因重組,也不會發(fā)生染色體數目________________

(2)基因雜合是保持F1優(yōu)良性狀的必要條件。以n對獨立遺傳的等位基因為例,理論上,自交胚與F1基因型一致的概率是________________,克隆胚與N植株基因型一致的概率是____________。通過途徑___________獲得的后代可保持F1的優(yōu)良性狀。

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【題目】為研究赤霉素(GA3)和生長素(IAA)對植物生長的影響,切取菟絲子莖頂端25cm長的(莖芽),置于培養(yǎng)液中無菌培養(yǎng)(圖1)。實驗分為AB、C三組,分別培養(yǎng)至第18、15天,每組再用適宜濃度的激素處理30天,測量莖芽長度,結果見圖2。下列說法錯誤的是(

A.試管用濾膜封口是為了在不影響氣體通過的情況下,起到防止污染的作用

B.用激素處理時應將IAA加在莖芽尖端

C.從圖2B組數據可知,兩種激素聯(lián)合處理對莖芽伸長生長的促進作用是GA3單獨處理的2

D.A組數據未顯示出GA3IAA具有明顯的協(xié)同關系,原因可能是A組莖芽中內源IAA的量較高

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【題目】人參皂甙具有抗腫瘤等作用,科研人員設計如圖1所示流程制備人參皂甙Rg3,并研究了過程③生物反應器中人參細胞產量、人參皂甙Rg3產量隨培養(yǎng)時間的變化,結果如圖2。下列相關敘述正確的是(

A.過程①體現(xiàn)了植物細胞的全能性

B.過程②常需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理將愈傷組織分散成單個細胞

C.過程③通常采用振蕩培養(yǎng),除有利于增加溶解氧外,還能防止細胞聚集

D.由圖2可知,影響人參皂甙Rg3產量的因素是培養(yǎng)時間

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【題目】接種疫苗是目前預防微生物傳染病最有效的措施。20世紀70年代開始,現(xiàn)代生物技術的迅猛發(fā)展使疫苗的硏制進入分子水平。下圖是1986年通過基因工程制備乙肝表面抗原(HbsAg)從而獲得乙肝疫苗的過程。

1如圖所示①~⑤表示基因工程疫苗研制的步驟,其中步驟④是__________________,其中最多的大腸桿菌是_______(甲//丙);需要使用限制酶的是步驟_________。(填編號)

2如圖所示乙肝表面抗原基因最可能是乙肝病毒的_________

A.全部致病基因B.全部不致病基因C.特有致病基因D.特有不致病基因

3過程⑥表示將乙肝表面抗原通過肌肉注射進入人體,在人體內發(fā)生如圖所示的免疫反應,這個過程屬于_________。

A.細胞免疫B.人工免疫C.體液免疫D.天然免疫

4近年來,科學家將病毒引誘到沒有細胞器,也沒有細胞核的成熟紅細胞中,該方法給人類戰(zhàn)勝病毒帶來新的曙光。請根據上述信息及所學的知識分析該方法能防止病毒繁殖原因是____________________

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【題目】基因在表達過程中如有異常,mRNA就會被細胞分解,下圖是S基因的過程。下列有關敘述正確的是( )

A.異常mRNA的出現(xiàn)是基因突變的結果

B.圖中所示的①為轉錄,②為翻譯過程

C.圖中②過程使用的酶是RNA復制酶

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【題目】脂蛋白(如圖所示)是血脂在血液中的存在和運輸形式。據圖和所學知識,判斷下列描述,正確的是(

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C.c的結構特點決定它在脂蛋白和生物膜中的排列方式類似

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【題目】在草原上散養(yǎng)的某家畜種群呈“S”型增長,其增長速率隨時間的變化趨勢如圖所示,下列敘述中錯誤的是(

A.種群增長速率在甲時,該種群的年齡結構為增長型

B.種群增長速率在乙時,該種群種群密度達到最大

C.若要持續(xù)盡可能多地收獲該家畜,可以在丙點時適當捕獲

D.種群增長速率為丁時對應的種群數量可隨環(huán)境的變化而發(fā)生變化

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