组卷网 > 高中生物综合库 > 遗传与进化 > 遗传的分子基础 > 基因表达的调控过程
题型:非选择题-解答题 难度:0.15 引用次数:426 题号:17834572
学习以下材料,回答(1)~(4)题。
乳糖操纵子在转基因动物中的应用前景
乳糖操纵子只存在原核生物中,由调节基因(I)、启动子(P)、操纵基因(O)、结构基因(Z、Y、A)组成(如下图)。若诱导物(乳糖/半乳糖)不存在时,Ⅰ在其自身启动子的作用下编码阻遏蛋白,其分子构象能识别О序列并与之结合,阻止RNA聚合酶与Р的结合,使结构基因无法表达相应的酶;若诱导物存在时,诱导物能和阻遏蛋白结合,使其分子构象发生改变,无法识别О序列,RNA聚合酶与Р结合,Z、Y、A可以分别表达3种酶。

玉米-豆粕饲料是畜牧养殖中重要的蛋白质饲料,但饲料中含有半乳糖苷(抗营养因子)等物质,由于畜禽动物胃肠道内缺乏半乳糖苷酶,导致半乳糖苷在肠道内积聚,进而影响营养物质的吸收。半乳糖苷经肠道微生物发酵产生的NH,等气体还使动物产生胀气,甚至腹泻。因此生产能在动物肠道内表达半乳糖苷酶的转基因动物,可提高饲料中营养物质的利用率,但外源半乳糖苷酶基因在转基因动物中出现过量表达的现象,严重影响转基因动物的健康。
近期科学家结合乳糖操纵子的结构和功能,尝试将乳糖操纵子应用于转基因动物,并对其应用效果和前景进行了分析探讨。一旦乳糖操纵子成功应用于转基因动物,对降低转基因动物的健康风险,培育能有效利用半乳糖苷的动物新品种等方面都有重要的应用价值。
(1)将大肠杆菌接种到含乳糖的培养基中,乳糖与阻遏蛋白结合,导致该蛋白的___________发生改变,无法识别О序列,进而启动结构基因的___________过程。由此说明,大肠杆菌可在___________水平上调控相关基因的表达。
(2)乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶能降低转基因动物的健康风险,其原因是__________
(3)若将乳糖操纵子应用于转基因动物,可为其提供技术和理论依据的研究结果包括__________。
A.调节基因整合到动物染色体上易被甲基化而无法表达
B.操纵基因与哺乳动物的启动子整合不影响靶基因的表达
C.突变的调节基因导入小鼠细胞,无法检测到阻遏蛋白
D.半乳糖苷酶基因导入小鼠细胞,半乳糖苷酶活性显著增加
E.将操纵基因和酪氨酸酶基因整合的转基因小鼠,与表达阻遏蛋白的转基因小鼠杂交,饲喂子代小鼠含诱导物的水可调控其皮肤颜色
(4)为了将乳糖操纵子成功应用于转基因动物,科学家还准备做下列科研工作。
①修饰乳糖操纵子的I,使其甲基化程度降低。
②修饰乳糖操纵子的P,使其具有组织特异性。
请选择上述一项科研工作,分析其研究意义__________

相似题推荐

非选择题-解答题 | 困难 (0.15)
名校
【推荐1】氧化应激是体内自由基产生的一种负面作用,多细胞器协同参与的复杂生化过程,高尔基体在神经退行性疾病中参与放大应激信号,诱发细胞早期凋亡。Src蛋白分布于高尔基体膜等处,参与细胞内的信号转导;细胞骨架衔接蛋白ANLN分布于高尔基体等膜上的蛋白质,其作用是保持高尔基体及对应结构的稳定。
(1)在神经元中,高尔基体常集中神经元的突触小体处,与突触小体内的_______ 形成有关;细胞骨架在神经元中参与了轴突和树突的伸展等生理过程,其化学本质是_______;当神经元轻度受损时,高尔基体可以形成_______,修补神经元的断端细胞膜,这一功能依赖高尔基体膜具有流动性的特点。
(2)科研人员使用H2O2构建氧化应激神经元模型进行相关实验一,观察、测定并统计神经元突起数及神经元中高尔基体的平均长度,结果如下图。注:SA为Src蛋白的激活剂


该实验结果表明:氧化应激下的神经元及高尔基体的早期表现分别为________________;并推测细胞中Src蛋白的作用 _______________________
(3)科研人员又设计了特异性干扰ANLN基因表达的RNA片段(ANIi)和无关RNA片段。并利用该干扰技术,在实验一的基础上设计了实验二:探究在氧化应激状态下,Src与ANLN之间的调控关系。请结合实验一的结果填下表完善实验二。
材料及处理   a .正常神经元     b. H2O2氧化损伤神经元       c. SA        d. ANIi       e.无关RNA
组号                          

材料及处理bd be bcd____
预期
现象
神经元突起急速下降,高尔基体长度迅速增长,出现细胞凋亡现象与实验中
( ) 组一致       
现象与实验中
( ) 组一致
现象与实验中
第 (③) 组一致
实验结论:Src通过调控ANLN表达来抑制神经元的凋亡及稳定高尔基体结构。
2021-07-23更新 | 1531次组卷
共计 平均难度:一般