生活中常遇到这样的现象:切开的苹果、久存的荔枝等表面会变色,原因是植物细胞中的多酚氧化酶(PPO)催化多酚类底物(无色)生成了褐色物质,此过程称为褐变,不仅会影响外观,还会导致营养损失。请回答下列问题:
(1)自然状态下果蔬并没有发生褐变,是因为细胞内具有______ 系统,使多酚氧化酶与酚类底物分别储存在细胞的不同结构中而不能相遇。
(2)研究发现pH和温度都是影响PPO活性的重要因素,且具有叠加效应,荔枝果皮褐变作用机理如图一。一些商贩对荔枝用二氧化硫处理后冷藏,贮藏期可长达40-50天左右。推测其原理是:________________________ 。
(3)熏硫处理的水果存在食品安全隐患,科学家已利用基因工程技术得到了耐褐变转基因苹果,耐褐变机制如图二。要想获得该目的基因,可从苹果细胞中提取总RNA,以其中的mRNA为模板,经________________________ 合成DNA(即cDNA)。通过PCR技术可在cDNA分子中专一性扩增出目的基因,其原因是________________________ 。
(4)培养耐褐变转基因苹果过程中,下列导入目的基因的方法,可行的是______ 。
A.将耐褐变蛋白注射到苹果受精卵中
B.将苹果花序直接浸没在目的基因溶液中一段时间
C.将目的基因的DNA序列与质粒重组后导入农杆菌,并侵染苹果叶肉细胞
D.将含目的基因的DNA溶液直接注入苹果子房中
(5)研究人员利用了图二的RNA沉默技术。沉默机制是使目的基因的表达序列和多酚氧化酶基因的表达序列必须是______ 的,且要同时在同一细胞内表达,从而阻断苹果细胞内多酚氧化酶基因的______ 过程(数字),降低多酚氧化酶基因的表达水平。欲探究RNA沉默干扰是否成功,可检测苹果细胞中______ 或将苹果切开暴露在空气中观察是否褐变。
(1)自然状态下果蔬并没有发生褐变,是因为细胞内具有
(2)研究发现pH和温度都是影响PPO活性的重要因素,且具有叠加效应,荔枝果皮褐变作用机理如图一。一些商贩对荔枝用二氧化硫处理后冷藏,贮藏期可长达40-50天左右。推测其原理是:
(3)熏硫处理的水果存在食品安全隐患,科学家已利用基因工程技术得到了耐褐变转基因苹果,耐褐变机制如图二。要想获得该目的基因,可从苹果细胞中提取总RNA,以其中的mRNA为模板,经
图一
图二
(4)培养耐褐变转基因苹果过程中,下列导入目的基因的方法,可行的是
A.将耐褐变蛋白注射到苹果受精卵中
B.将苹果花序直接浸没在目的基因溶液中一段时间
C.将目的基因的DNA序列与质粒重组后导入农杆菌,并侵染苹果叶肉细胞
D.将含目的基因的DNA溶液直接注入苹果子房中
(5)研究人员利用了图二的RNA沉默技术。沉默机制是使目的基因的表达序列和多酚氧化酶基因的表达序列必须是
更新时间:2021/07/22 21:54:02
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【推荐1】同源重组是指发生在非姐妹染色单体之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。科研人员以结核分枝杆菌为材料,构建了用潮霉索抗性基因替代Rv2779c基因的突变株,通过对比野生株和突变株在不同条件下的表型,研究Rv2779c基因在结核分枝杆菌中的功能。图1为构建含有上游和下游同源序列的潮霉素抗性基因的过程,潮霉素抗性基因两端各有一小段分别与上游同源序列和下游同源序列相同的片段;图2为同源重组过程的示意图,其中P1-P8处为引物。
(1)利用PCR技术获取Rv2779c基因的上游、下游同源序列时,分别加入P7、P2和P5、P8引物对,同时加入结核分枝杆菌DNA模板、原料、缓冲液、____ 、Mg2+等,其中Mg2+的作用是____ 。
(2)图1中,利用PCR技术将三段DNA片段构建含潮霉素抗性基因的重组片段时,不需要引物的原因是____ 。
(3)将构建成功的重组片段导入结核分枝杆菌(受体菌),检测其是否成功导入并将Rv2779c基因敲除,需将受体菌放在含有____ 培养基培养,一段时间后挑取平板上生长的菌落,使用PCR技术扩增并电泳,观察结果。扩增时添加的引物对是____ ,其原因是____ 。
(4)将突变株ARv2779c和野生株WT在含有不同浓度抗生素RIF培养基中培养,结果如图。
据图分析,Rv2779e 基因的功能之一是____ 。
(1)利用PCR技术获取Rv2779c基因的上游、下游同源序列时,分别加入P7、P2和P5、P8引物对,同时加入结核分枝杆菌DNA模板、原料、缓冲液、
(2)图1中,利用PCR技术将三段DNA片段构建含潮霉素抗性基因的重组片段时,不需要引物的原因是
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据图分析,Rv2779e 基因的功能之一是
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【推荐2】环境DNA(eDNA)技术是指从环境中提取DNA片段,结合PCR和DNA测序等分子生物学技术来定性或定量检测目标生物,从而确定其分布状况等,是一种新型生物资源调查手段。科研人员利用eDNA 技术对某段长江流域的江豚分布进行了调查。
(1)江豚是我国现存的唯一水生哺乳动物,国家一级濒危物种,不宜用传统的_____ 法进行种群数量调查。江豚在生态系统中属于_______ 。
(2)水样中提取的eDNA来源很丰富,可能来自水中动植物死亡后的组织细胞及各种排泄物,以及水中的________ ,甚至可能来自陆生动植物遗留在水中或由于人类活动进入到水体中的DNA。
(3)设置10 个检测点,采集水样并提取_____ 。检测点包括观测到江豚出现的水域,以及未观测到但适宜江豚生存的水域(疑似点)。
(4)eDNA分析
首先根据江豚线粒体的特有基因设计_________ ,然后进行荧光定量PCR。每一个循环包括_______ 、复性和延伸三步,需要的酶是___________ 。每个DNA样品重复测定3次。结果如下表所示:
注:“-”表示未检出。
测定结果显示,观测到江豚的4个水域结果都呈阳性,其他6个疑似点中_____ 的检测结果也呈阳性,说明这些疑似点也是江豚活动的水域。
(5)eDNA技术具有高灵敏、低成本、无损伤、快捷方便等优点,应用前景广泛,但不能用于__________ 。
A.物种多样性的研究 B.某种鱼类的食性分析
C.濒危物种的调查 D.准确判断物种的实时存在情况
(6)目前鱼类资源的减少被认为是造成长江江豚数量下降的主要原因之一。研究者用eDNA技术测定了该流域内浮游动物的生物量,可进一步根据营养级之间的____ 估算出鱼类资源量,进而评价该流域江豚的生存状况。
(1)江豚是我国现存的唯一水生哺乳动物,国家一级濒危物种,不宜用传统的
(2)水样中提取的eDNA来源很丰富,可能来自水中动植物死亡后的组织细胞及各种排泄物,以及水中的
(3)设置10 个检测点,采集水样并提取
(4)eDNA分析
首先根据江豚线粒体的特有基因设计
检测点 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 | S8 | S9 | S10 |
观测到的江豚数量(头) | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 0 | 8 | 3 | 2 | 0 |
eDNA平均浓度(拷贝数/升) | - | 14996 | 5194 | 2820 | - | - | 35588 | 3027 | 1105 | - |
注:“-”表示未检出。
测定结果显示,观测到江豚的4个水域结果都呈阳性,其他6个疑似点中
(5)eDNA技术具有高灵敏、低成本、无损伤、快捷方便等优点,应用前景广泛,但不能用于
A.物种多样性的研究 B.某种鱼类的食性分析
C.濒危物种的调查 D.准确判断物种的实时存在情况
(6)目前鱼类资源的减少被认为是造成长江江豚数量下降的主要原因之一。研究者用eDNA技术测定了该流域内浮游动物的生物量,可进一步根据营养级之间的
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【推荐3】猪表皮细胞特异性表达E基因,经过处理的猪皮可在人身上存活3周左右,起到保护创面免受感染的作用。为了使移植的猪皮存活时间更长,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪。但克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。其简单流程如图所示:
(1)要使P基因在特定细胞表达,过程①中构建的重组DNA分子上还应具有________ 。
(2)过程②中,如何处理皮肤组织块,使其分散成单个成纤维细胞?________ 。
(3)将重组细胞经③培养至卵裂期,合理的变化是( )
(4)图中X表示________ 过程,Bcl-2cDNA与Bcl-2基因在结构上的区别是________ 。
(5)从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成________ 用于PCR扩增,PCR扩增过程第一轮循环的模板是________ ,所使用的酶经80℃处理后,酶活性________ 。PCR扩增了五轮,共需要加入的引物对的数为________ 。
(6)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2CDNA的分子数,进而计算________ 的分子数,从而反映出Bc1-2基因的转录水平。
(1)要使P基因在特定细胞表达,过程①中构建的重组DNA分子上还应具有
(2)过程②中,如何处理皮肤组织块,使其分散成单个成纤维细胞?
(3)将重组细胞经③培养至卵裂期,合理的变化是( )
A. | B. |
C. | D. |
(5)从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成
(6)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2CDNA的分子数,进而计算
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【推荐1】图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三种限制性内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体示意图(载体上的EcoR I、Sau3A I的切点是唯一的)。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制酶和DNA连接酶作用的化学键分别是____________ 和____________ 。
(2)限制酶对DNA分子的切割位点是否有特异性?_______ ;DNA连接酶是否有特异性?_______ 。
(3)经BamH I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____________ 酶切后的产物连接,理由是____________ 。
(4)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有__________ ,不能表达的原因是____________ 。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制酶和DNA连接酶作用的化学键分别是
(2)限制酶对DNA分子的切割位点是否有特异性?
(3)经BamH I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被
(4)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有
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【推荐2】青蒿素是最有效的抗疟药之一,但野生黄花蒿青蒿素产量低。研究人员利用基因工程技术培育出高产的转基因黄花蒿。回答下列问题:
(1)从1953年沃森和克里克揭示出____________ 结构,到这种物质能在体外拼接,仅用了20年时间。
(2)青蒿素合成途径存在两种关键酶——紫穗槐二烯合酶和青蒿酸合成酶。研究人员从黄花蒿的cDNA文库中获取了这两种关键酶的基因,在对它们进行PCR扩增时,向反应体系中加入的物质中,除了模板不同,_____________ 也应不同。
(3) 要使从cDNA 文库中获取的目的基因在受体细胞中稳定的表达,需要构建___________ ,而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是获取的目的基因没有其表达所需要的_______________ 和终止子。要通过蛋白质工程获得活性更高的酶,需根据设计蛋白质的结构推测_______________ 序列,确定相对应的脱氧核苷酸序列后再经基因合成或_______________ 获得所需的基因。
(4)有科学家成功培育出能生产青蒿素的转基因酵母菌。利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势主要有_______________
(1)从1953年沃森和克里克揭示出
(2)青蒿素合成途径存在两种关键酶——紫穗槐二烯合酶和青蒿酸合成酶。研究人员从黄花蒿的cDNA文库中获取了这两种关键酶的基因,在对它们进行PCR扩增时,向反应体系中加入的物质中,除了模板不同,
(3) 要使从cDNA 文库中获取的目的基因在受体细胞中稳定的表达,需要构建
(4)有科学家成功培育出能生产青蒿素的转基因酵母菌。利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势主要有
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【推荐3】下图是利用工程菌(大肠杆菌)生产人生长激素的实验流程。所用的pBR322质粒含有限制酶Pst I、EcoR I和Hind III的切点各一个,且三种酶切割形成的末端各不相同,而Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因。请回答以下相关问题:
(1)目的基因主要是指编码蛋白质的基因,也可以是一些具有_________ 的因子。过程①所用到的组织细胞是________ ,③过程的目的是____________ ,⑤过程常用_________ 溶液处理大肠杆菌。
(2)如果用限制酶Pst I、EcoRI和Hind III对图中质粒进行切割,形成的DNA片段种类有_________ 种,这些种类的DNA片段中含有完整氨苄青霉素抗性基因的DNA片段和四环素抗性基因的DNA片段分别有_________ 种和_________ 种。
(3)如果只用限制酶Pst I切割目的基因和质粒,完成过程④、⑤后(受体大肠杆菌不含Ampr、Tetr,将三角瓶内的大肠杆菌先接种到甲培养基上,形成菌落后用无菌牙签挑取培养基甲上的单个菌落,分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如图乙、丙所示。接种到甲培养基上的目的是筛选_________ 的大肠杆菌;接种到培养基乙上的大肠杆菌菌落,能存活的大肠杆菌体内导入的是_________ 。含有目的基因的大肠杆菌在培养基乙和丙上的生存情况是____________ 。
(1)目的基因主要是指编码蛋白质的基因,也可以是一些具有
(2)如果用限制酶Pst I、EcoRI和Hind III对图中质粒进行切割,形成的DNA片段种类有
(3)如果只用限制酶Pst I切割目的基因和质粒,完成过程④、⑤后(受体大肠杆菌不含Ampr、Tetr,将三角瓶内的大肠杆菌先接种到甲培养基上,形成菌落后用无菌牙签挑取培养基甲上的单个菌落,分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如图乙、丙所示。接种到甲培养基上的目的是筛选
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【推荐1】多酶片是一种可以治疗消化不良的药片。它含有胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰淀粉酶和 胰脂肪酶,是用特殊工艺制成的双层结构的糖衣片。主动运输作为一种重要的跨膜运输方式,可以 按照生命所需吸收营养物质,排除代谢废物,体现了生命活动的“主动性”。据此回答下列问题:
(1)多酶片的外层含有_____ 酶,其糖衣的作用是_____ 。
(2)为探究主动运输的特点,科研人员利用下图装置进行实验,其中HgCl2是一种可以影响 ATP水解的细胞代谢抑制剂。
①请为上述实验设置一个实验目的_____ ,此实验的自变量是_____ 。
②主动运输不同于协助扩散的特点是_____ 。
③实验结果如图2所示,比较乙组与甲组,得出的结论是_____ 。
(1)多酶片的外层含有
(2)为探究主动运输的特点,科研人员利用下图装置进行实验,其中HgCl2是一种可以影响 ATP水解的细胞代谢抑制剂。
①请为上述实验设置一个实验目的
②主动运输不同于协助扩散的特点是
③实验结果如图2所示,比较乙组与甲组,得出的结论是
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【推荐2】酶的发现经历了长期的探索历程,请阅读下列有关酶探索历程的材料,回答下列问题:
材料一: 1810年,Jaseph Gaylussac发现酵母能将糖转化为酒精;1857年,巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活动的结果,即酒精发酵离不开活细胞的作用,而李比希反对这种观点,认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。
材料二:1926年,萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的蛋白质结晶,并证实了脲酶是蛋白质,随后科学家提取出多种酶的蛋白质结晶,直到20世纪80年代,美国科学家发现少数RNA也具有生物催化功能。
(1)结合材料一和材料二,请给酶下一个定义:______________________________________ 。
(2)根据上述材料可知,酶的单体是________ ,请写出酵母菌进行酒精发酵时的化学反应式:_______ 。
(3)巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活动的结果,即酒精发酵离不开活细胞,而李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。请你设计实验证明李比希的观点是否正确,写出实验设计思路_____ 。
材料一: 1810年,Jaseph Gaylussac发现酵母能将糖转化为酒精;1857年,巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活动的结果,即酒精发酵离不开活细胞的作用,而李比希反对这种观点,认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。
材料二:1926年,萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的蛋白质结晶,并证实了脲酶是蛋白质,随后科学家提取出多种酶的蛋白质结晶,直到20世纪80年代,美国科学家发现少数RNA也具有生物催化功能。
(1)结合材料一和材料二,请给酶下一个定义:
(2)根据上述材料可知,酶的单体是
(3)巴斯德提出酒精发酵是酵母菌细胞活动的结果,即酒精发酵离不开活细胞,而李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某种物质。请你设计实验证明李比希的观点是否正确,写出实验设计思路
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解题方法
【推荐3】废食用油是造成环境破坏的废物之一,除了可将废食用油转化为生物柴油再利用外,脂肪酶催化,废食用油水解也是废物再利用的重要举措之一、下图是脂肪酶的作用机理。_____ (填小写字母)。该模型是否能作为麦芽糖分解过程的酶促反应模型? _____ (填“是”或“否”),原因是_____ 。
(2)图2显示了在酶和无机催化剂作用下的脂肪水解反应的能量变化,①②对照能够体现酶的_____ ,AB段的含义是_____ 。
(3)脂肪酶也是人体内重要的消化酶,由胰腺分泌,在小肠中催化脂肪水解。根据酶的特性分析,其不能在胃中起作用的原因是_____ 。
(1)图1的模型中表示脂肪酶的是
(2)图2显示了在酶和无机催化剂作用下的脂肪水解反应的能量变化,①②对照能够体现酶的
(3)脂肪酶也是人体内重要的消化酶,由胰腺分泌,在小肠中催化脂肪水解。根据酶的特性分析,其不能在胃中起作用的原因是
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