母源因子是初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期的后段开始产生并积累的mRNA和蛋白质,其对于调控动物早期胚胎的发育十分重要。为研究不同母源因子的功能,相应母源突变体的培育显得尤为重要。
(1)母源因子由母源效应基因通过基因______ 过程产生,其产生并积累的时期由于同源染色体未分离,因此只有纯合突变的雌性个体的后代才是母源突变体。
(2)获得母源突变体的传统方法是反复交配与筛选。以母源效应基因A为例,科学家利用基因编辑技术将斑马鱼的一个A基因敲除后获得杂合子,记作(+/-)。如图1是获得母源突变体的杂交方案,请补全下图______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/4/27/3225696909590528/3226447244918784/STEM/2d79b76768dd4c3995c1f91070f91dff.png?resizew=384)
(3)传统交配筛选的方法存在耗时长、纯合的合子突变体的致死率高等缺陷。为了解决上述问题,科学家在CRISPR/Cas9基因编辑系统的基础上进行了改进。
①sgRNA编码序列能与相应靶基因序列发生碱基互补配对。为构建含有sgRNA编码序列的重组质粒,需对含有特定sgRNA编码序列的DNA用______ 处理,然后将其插入到经相同酶处理过的质粒上。斑马鱼的卵母细胞与精子受精前停滞在减数分裂Ⅰ前期,此时还未开始合成母源因子,在此阶段前对卵母细胞进行基因敲除可避免母源因子的积累。
②为了实现卵母细胞中基因的特异性敲除,如图2所示,科学家将含有3个不同的但靶向相同基因的sgRNA编码基因的重组质粒组装到具有特殊元件的载体上,形成新的重组质粒后导入卵母细胞。
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注:eflap—能够驱动基因广泛表达的启动子;EGFP—增强型绿色荧光蛋白基因;I-SecI一归位内切酶,可将质粒随机插入到斑马鱼的基因组中。
从理论上分析,一个sgRNA便能实现靶基因的敲除,请分析3个sgRNA串联有何优势,请答出2点_____ 。
(4)I-SecI介导的基因插入率并不能达到100%,请根据上述研究分析如何在斑马鱼早期胚胎中筛选出突变体,并说明理由_____ 。
(1)母源因子由母源效应基因通过基因
(2)获得母源突变体的传统方法是反复交配与筛选。以母源效应基因A为例,科学家利用基因编辑技术将斑马鱼的一个A基因敲除后获得杂合子,记作(+/-)。如图1是获得母源突变体的杂交方案,请补全下图
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(3)传统交配筛选的方法存在耗时长、纯合的合子突变体的致死率高等缺陷。为了解决上述问题,科学家在CRISPR/Cas9基因编辑系统的基础上进行了改进。
①sgRNA编码序列能与相应靶基因序列发生碱基互补配对。为构建含有sgRNA编码序列的重组质粒,需对含有特定sgRNA编码序列的DNA用
②为了实现卵母细胞中基因的特异性敲除,如图2所示,科学家将含有3个不同的但靶向相同基因的sgRNA编码基因的重组质粒组装到具有特殊元件的载体上,形成新的重组质粒后导入卵母细胞。
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注:eflap—能够驱动基因广泛表达的启动子;EGFP—增强型绿色荧光蛋白基因;I-SecI一归位内切酶,可将质粒随机插入到斑马鱼的基因组中。
从理论上分析,一个sgRNA便能实现靶基因的敲除,请分析3个sgRNA串联有何优势,请答出2点
(4)I-SecI介导的基因插入率并不能达到100%,请根据上述研究分析如何在斑马鱼早期胚胎中筛选出突变体,并说明理由
更新时间:2023-04-28 21:26:38
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【推荐1】阅读以下材料回答问题:
染色体外DNA:癌基因的载体
人类DNA通常形成长而扭曲的双螺旋结构,其中大约30亿个碱基对组成了23对染色体,并奇迹般地挤进每个平均直径只有6微米的细胞核中。在真核生物中,正常的DNA被紧紧包裹在蛋白质复合物中。为了读取DNA的遗传指令,细胞依靠酶和复杂的“机械”来切割和移动碎片,一次只能读取一部分,就像是阅读一个半开的卷轴。过去,科学家们大多是依靠基因测序,来研究肿瘤细胞DNA里的癌基因。最近在《Nature》杂志上发表的一篇新研究表明,在人类肿瘤细胞中发现大量如“甜甜圈”般的环状染色体外DNA(ecDNA,如图中黑色箭头所指位置)。科学家们指出,ecDNA是一种特殊的环状结构,看起来有点像细菌里的质粒DNA。这类独立于染色体存在的环状DNA在表达上并不怎么受限,很容易就能启动转录和翻译程序。在人类健康的细胞中几乎看不到ecDNA的痕迹,而在将近一半的人类癌细胞中,都可以观察到它,且其上普遍带有癌基因。ecDNA上的癌基因和染色体DNA上的癌基因都会被转录,从而推动癌症病情的发展。但由于两类癌基因所在的位置不同,发挥的作用也无法等同。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/9/2437938232377344/2442782829355008/STEM/ea91c09107594d1e8c06c20890b46057.png?resizew=211)
当癌细胞发生分裂时,这些ecDNA被随机分配到子细胞中。这导致某些子代癌细胞中可能有许多ecDNA,细胞中的癌基因也就更多,这样的细胞也会更具危害;而另一些子代癌细胞中可能没有 ecDNA。癌细胞能够熟练地使用ecDNA,启动大量癌基因表达,帮助它们快速生长,并对环境快速做出反应,产生耐药性。研究还发现,ecDNA改变了与癌症相关基因的表达方式,从而促进了癌细胞的侵袭性,并在肿瘤快速变异和抵御威胁(如化疗、放疗和其他治疗)的能力中发挥了关键作用。相比起染色体上的癌基因,ecDNA上的癌基因有更强的力量,推动癌症病情进一步发展。
(1)请写出构成DNA的4种基本结构单位的名称_____________ 。
(2)真核细胞依靠酶来读取DNA上的遗传指令,此时需要酶的是_______________ 。(填写以下选项前字母)
a.解旋酶 b.DNA聚合酶 c.DNA连接酶 d.RNA聚合酶
(3)依据所学知识和本文信息,指出人类正常细胞和癌细胞内DNA的异同_________________ 。
(4)根据文中信息,解释同一个肿瘤细胞群体中,不同细胞携带ecDNA的数量不同的原 因_________ 。
(5)依据所学知识和本文信息,提出1种治疗癌症的可能的方法___________________ 。
染色体外DNA:癌基因的载体
人类DNA通常形成长而扭曲的双螺旋结构,其中大约30亿个碱基对组成了23对染色体,并奇迹般地挤进每个平均直径只有6微米的细胞核中。在真核生物中,正常的DNA被紧紧包裹在蛋白质复合物中。为了读取DNA的遗传指令,细胞依靠酶和复杂的“机械”来切割和移动碎片,一次只能读取一部分,就像是阅读一个半开的卷轴。过去,科学家们大多是依靠基因测序,来研究肿瘤细胞DNA里的癌基因。最近在《Nature》杂志上发表的一篇新研究表明,在人类肿瘤细胞中发现大量如“甜甜圈”般的环状染色体外DNA(ecDNA,如图中黑色箭头所指位置)。科学家们指出,ecDNA是一种特殊的环状结构,看起来有点像细菌里的质粒DNA。这类独立于染色体存在的环状DNA在表达上并不怎么受限,很容易就能启动转录和翻译程序。在人类健康的细胞中几乎看不到ecDNA的痕迹,而在将近一半的人类癌细胞中,都可以观察到它,且其上普遍带有癌基因。ecDNA上的癌基因和染色体DNA上的癌基因都会被转录,从而推动癌症病情的发展。但由于两类癌基因所在的位置不同,发挥的作用也无法等同。
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当癌细胞发生分裂时,这些ecDNA被随机分配到子细胞中。这导致某些子代癌细胞中可能有许多ecDNA,细胞中的癌基因也就更多,这样的细胞也会更具危害;而另一些子代癌细胞中可能没有 ecDNA。癌细胞能够熟练地使用ecDNA,启动大量癌基因表达,帮助它们快速生长,并对环境快速做出反应,产生耐药性。研究还发现,ecDNA改变了与癌症相关基因的表达方式,从而促进了癌细胞的侵袭性,并在肿瘤快速变异和抵御威胁(如化疗、放疗和其他治疗)的能力中发挥了关键作用。相比起染色体上的癌基因,ecDNA上的癌基因有更强的力量,推动癌症病情进一步发展。
(1)请写出构成DNA的4种基本结构单位的名称
(2)真核细胞依靠酶来读取DNA上的遗传指令,此时需要酶的是
a.解旋酶 b.DNA聚合酶 c.DNA连接酶 d.RNA聚合酶
(3)依据所学知识和本文信息,指出人类正常细胞和癌细胞内DNA的异同
(4)根据文中信息,解释同一个肿瘤细胞群体中,不同细胞携带ecDNA的数量不同的原 因
(5)依据所学知识和本文信息,提出1种治疗癌症的可能的方法
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【推荐2】处在有丝分裂分裂期的细胞染色体高度螺旋化,通常认为不发生转录过程。研究人员用两种活性荧光染料对细胞进行染色,再用荧光显微镜观察不同波长激发光下的细胞,有了新的发现(结果如图)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/22/2425171772948480/2425252249223169/STEM/b4cbf472abdb4a79a62e633553a5a1b6.png?resizew=455)
(1)实验中,用蓝色荧光染料对DNA进行染色后,用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞,使新合成的_________ 专一性地带有绿色荧光标记。
(2)在分析实验结果时,需要将不同波长激发光下拍摄的荧光定位细胞图象做叠加处理(图中蓝、绿色荧光叠加),图象完全重叠,这样处理的目的是________________________ 。
(3)上述实验结果表明,分裂期细胞也在进行转录,论证的依据是________________ 。
(4)进一步研究发现,分裂期转录的基因都是维持细胞正常功能所需要的基因(管家基因),而不是细胞分化中差异性表达的基因(奢侈基因)。请写出研究人员运用分子生物学技术得到上述结果的实验思路。______
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(1)实验中,用蓝色荧光染料对DNA进行染色后,用带有绿色荧光标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养细胞,使新合成的
(2)在分析实验结果时,需要将不同波长激发光下拍摄的荧光定位细胞图象做叠加处理(图中蓝、绿色荧光叠加),图象完全重叠,这样处理的目的是
(3)上述实验结果表明,分裂期细胞也在进行转录,论证的依据是
(4)进一步研究发现,分裂期转录的基因都是维持细胞正常功能所需要的基因(管家基因),而不是细胞分化中差异性表达的基因(奢侈基因)。请写出研究人员运用分子生物学技术得到上述结果的实验思路。
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真题
名校
【推荐3】某种类型的白血病由蛋白P引发,蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解,药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理,需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG-P和FLAG-P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P,FLAG是一种短肽,连接在P或P△的氨基端,使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合,但不影响P或P△的功能。
(1)为构建重组载体,需先设计引物,通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是_______ 、为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物上添加相应的限制酶识别序列,该限制酶识别序列应添加在引物的______ (填“3'端”或“5'端”)。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后,与编码FLAG的序列形成一个融合基因,如图甲所示,其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后,融合基因转录出的mRNA序列正确,翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确,但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析,出现该问题的原因是______ 。修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题,具体修改方案是______ 。
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(3)融合蛋白表达成功后,将FLAG-P、FLAG-P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质,分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测,检测结果如图丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P△不能降解UBC,由①②③组结果的差异推测,药物A的作用是______ ;由②④组或③⑤组的差异推测,P△中缺失的特定序列的作用是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/23/8e80eba8-089c-4c05-a06a-3e81355c097d.png?resizew=522)
(4)根据以上结果推测,药物A治疗该病的机理是______ 。
(1)为构建重组载体,需先设计引物,通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后,与编码FLAG的序列形成一个融合基因,如图甲所示,其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后,融合基因转录出的mRNA序列正确,翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确,但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析,出现该问题的原因是
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(3)融合蛋白表达成功后,将FLAG-P、FLAG-P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质,分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测,检测结果如图丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P△不能降解UBC,由①②③组结果的差异推测,药物A的作用是
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(4)根据以上结果推测,药物A治疗该病的机理是
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名校
【推荐1】通过雄性不育机制的研究可大幅降低杂交水稻的培育难度,对保障粮食安全具有重要意义。我国科研人员发现两个光周期依赖的雄性不育突变株,对其进行研究。
(1)A基因编码水稻花药正常发育必要的转录因子,A基因突变体(aa)表现为短日照条件下完全雄性不育,长日照条件下育性正常,AA和Aa在长日照、短日照条件下均育性正常。这体现出生物性状由_____ 共同控制,A与a基因的根本差别是_______ 。
(2)B基因编码水稻花药正常发育必要的另一种转录因子,纯合的B基因突变体(bb)在长日照条件下雄性半不育(花粉只有50%可育),短日照条件下育性正常,BB和Bb在长日照、短日照条件下均育性正常。对B和b基因的测序结果如图1
据图1分析,B基因突变体(bb)长日照条件下雄性半不育的原因是____________ 。
(3)为探索A、B基因在花粉育性中的作用,科研人员构建了双隐性突变体(aabb),检测野生型和双隐性突变体在长日照和短日照条件下的花粉育性,结果如图2结果显示,双隐性突变体的表型是____________ ,这说明在花粉发育中, A、B基因的作用关系为___________ 。
(4)育种工作中以基因型为aaBB和AAbb的亲本杂交,F1自交,得到F2则短日照条件下F2基因型、表型对应关系可能是____________ 。若F2表现型比例为____________ ,不可以证明这两对基因能独立遗传。
(5)科研人员构建了A、B基因的启动子相互交换的重组表达载体(如图3),在短日照条件下得到图4所示结果。
本实验的结论是___________ 。
(1)A基因编码水稻花药正常发育必要的转录因子,A基因突变体(aa)表现为短日照条件下完全雄性不育,长日照条件下育性正常,AA和Aa在长日照、短日照条件下均育性正常。这体现出生物性状由
(2)B基因编码水稻花药正常发育必要的另一种转录因子,纯合的B基因突变体(bb)在长日照条件下雄性半不育(花粉只有50%可育),短日照条件下育性正常,BB和Bb在长日照、短日照条件下均育性正常。对B和b基因的测序结果如图1
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据图1分析,B基因突变体(bb)长日照条件下雄性半不育的原因是
(3)为探索A、B基因在花粉育性中的作用,科研人员构建了双隐性突变体(aabb),检测野生型和双隐性突变体在长日照和短日照条件下的花粉育性,结果如图2结果显示,双隐性突变体的表型是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/24/bd4664e7-b1c5-406e-8c61-186fad8edc47.png?resizew=166)
(4)育种工作中以基因型为aaBB和AAbb的亲本杂交,F1自交,得到F2则短日照条件下F2基因型、表型对应关系可能是
(5)科研人员构建了A、B基因的启动子相互交换的重组表达载体(如图3),在短日照条件下得到图4所示结果。
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本实验的结论是
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【推荐2】某雌雄同株植物花的颜色由两对基因(A和a,B和b)控制,A基因控制色素的合成(A:出现色素,AA和Aa的效应相同),B为修饰基因,淡化颜色的深度(B:修饰效应出现,BB和Bb的效应不同)。其基因型与表现型的对应关系见下表,请回答下列问题:
(1)由于A 基因模板链的互补链部分序列“CTCCGA”中的一个C被T替换,突变为决定终止密码(UAA或UGA或UAG)的序列,导致翻译提前终止。突变后的序列是_________ 。
若A基因在解旋后,其中一条母链上的碱基G会被碱基T所替代,而另一条链正常,则该基因再连续复制n次后,突变成的基因A'与基因A的比例为__________ 。
(2)为探究两对基因(A和a,B和b)是在同一对同源染色体上,还是在两对同源染色体上,某研究小组选用AaBb粉色植株自交进行探究。
①实验假设:这两对基因在染色体上的位置存在三种类型,请你在下表中补充画出其它两种类型(用横线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点)。
②实验方法:粉色植株自交。
③实验步骤:第一步:粉色植株自交。
第二步:观察并统计子代植株花的颜色和比例。
④实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论:
a.若子代植株的花色及比例为______ ,两对基因在两对同源染色体上符合______ 类型;
b.若子代植株的花色及比例为______ ,两对基因在一对同源染色体上,符合____ 类型;
c.若子代植株的花色及比例为粉色:红色:白色=2:1:1,两对基因在一对同源染色体上,符合丙类型。
(3)纯合白色植株和纯合红色植株杂交,产生子代植株花全是粉色。则纯合白色植株基因型可能为___________ 。
基因组合 | A_Bb | A_bb | A_BB或aa_ _ |
植物颜色 | 粉色 | 红色 | 白色 |
若A基因在解旋后,其中一条母链上的碱基G会被碱基T所替代,而另一条链正常,则该基因再连续复制n次后,突变成的基因A'与基因A的比例为
(2)为探究两对基因(A和a,B和b)是在同一对同源染色体上,还是在两对同源染色体上,某研究小组选用AaBb粉色植株自交进行探究。
①实验假设:这两对基因在染色体上的位置存在三种类型,请你在下表中补充画出其它两种类型(用横线表示染色体,黑点表示基因在染色体上的位点)。
类型编号 | 甲 | 乙 | 丙 |
基因分布位置 | ![]() |
③实验步骤:第一步:粉色植株自交。
第二步:观察并统计子代植株花的颜色和比例。
④实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论:
a.若子代植株的花色及比例为
b.若子代植株的花色及比例为
c.若子代植株的花色及比例为粉色:红色:白色=2:1:1,两对基因在一对同源染色体上,符合丙类型。
(3)纯合白色植株和纯合红色植株杂交,产生子代植株花全是粉色。则纯合白色植株基因型可能为
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【推荐3】“日出而作,日落而息”是人类的生活规律。实际上,地球上的生物都表现出一种昼夜节律。为深入了解昼夜节律,科学人员以果蝇作为实验材料进行了研究。
(1)用甲磺酸乙酯处理野生型雄果蝇以获得昼夜节律突变体, 将经过处理的雄果蝇和一种特殊的X^XY雌果蝇(两条X染色体连在一起,不能分开)进行杂交,在该杂交实验中,亲本雌果蝇可以产生 。
(2)从F1中筛选昼夜节律突变体。已知XXX和YY型果蝇死亡,则F1中没有染色体变异的个体为____ (编号选填)
①雄性 ②雌性 ③雌雄都有
(3)若F1雄蝇昼夜节律都异常,雌蝇都正常,则可推断控制果蝇昼夜节律的基因per位于_________ 染色体上。
(4)野生型果蝇的昼夜节律为24h,某科研小组筛选出昼夜节律分别为28h(长节律)、19h(短节律)和无节律3种突变体以果蝇群体每小时羽化个体数作为昼夜节律的观测指标进行研究,其结果如图所示,图A对应野生型果蝇的节律,则图 B~D中表示短节律和无节律突变体的分别是________ 、________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/afed3bf7-447e-4f93-82b0-fd92d85a473e.png?resizew=888)
(5)以上3种突变体的相关突变基因(perL(长节律)、perS(短节律)和per0(无节律))相对per都为隐性基因且均位于与per基因所在的染色体相同,但不能确定它们是否由同一个per基因突变产生(即是否互为等位基因)。科学家将长节律雄蝇和携带无节律基因的雌蝇杂交,培育双per突变杂合体:若perL和per0为等位基因,则双per突变杂合子雌蝇的基因型可表示为XperLXper0,其性状应为________ (编号选填填①“节律正常”或②“节律异常”);若为非等位基因,则相关基因在该雌蝇染色体上的分布情况为下图中的_________ ,该雌蝇性状应与第一种假设相反。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/50f7dafa-7f0c-47b8-8058-8f7b736d093b.png?resizew=658)
(6)经实验确定上述的第一种假设正确,这体现了基因突变___________ 的特点。基因测序发现perS、perL和per0基因都只有一个碱基对发生了替换,但只有per0突变体完全丧失了昼夜节律,请推测per0突变体产生的原因:_______________________________ 。
(1)用甲磺酸乙酯处理野生型雄果蝇以获得昼夜节律突变体, 将经过处理的雄果蝇和一种特殊的X^XY雌果蝇(两条X染色体连在一起,不能分开)进行杂交,在该杂交实验中,亲本雌果蝇可以产生 。
A.2种配子,比例为1:1 | B.2种配子,比例为2:1 |
C.2种配子,比例为1:2 | D.3种配子,比例为1:2:1 |
①雄性 ②雌性 ③雌雄都有
(3)若F1雄蝇昼夜节律都异常,雌蝇都正常,则可推断控制果蝇昼夜节律的基因per位于
(4)野生型果蝇的昼夜节律为24h,某科研小组筛选出昼夜节律分别为28h(长节律)、19h(短节律)和无节律3种突变体以果蝇群体每小时羽化个体数作为昼夜节律的观测指标进行研究,其结果如图所示,图A对应野生型果蝇的节律,则图 B~D中表示短节律和无节律突变体的分别是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/afed3bf7-447e-4f93-82b0-fd92d85a473e.png?resizew=888)
(5)以上3种突变体的相关突变基因(perL(长节律)、perS(短节律)和per0(无节律))相对per都为隐性基因且均位于与per基因所在的染色体相同,但不能确定它们是否由同一个per基因突变产生(即是否互为等位基因)。科学家将长节律雄蝇和携带无节律基因的雌蝇杂交,培育双per突变杂合体:若perL和per0为等位基因,则双per突变杂合子雌蝇的基因型可表示为XperLXper0,其性状应为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/50f7dafa-7f0c-47b8-8058-8f7b736d093b.png?resizew=658)
(6)经实验确定上述的第一种假设正确,这体现了基因突变
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【推荐1】白细胞表面抗原2(SLA-2)在抗原呈递、机体器官移植以及免疫应答方面有着重要作用。为进一步研究SLA-2的结构与功能,科研人员以能稳定传代的猪肾上皮细胞为材料,构建了稳定高表达SLA-2基因的细胞株,过程如下图。其中,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Puror为嘌呤霉素抗性基因,BclI、NotI、XbaI、San3AI为限制酶酶切位点,括号内数值表示距复制原点的长度。请回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/28/ffba07c3-7835-4224-9caa-2d1d96fffe91.png?resizew=747)
(1)过程①需要的酶有_________ 与细胞内基因相比,过程①获得的SLA-2基因在结构上不具有_________ 。为使获得的SLA-2基因与质粒1定向连接,扩增时应选用的1对引物为_________ 。
a.5'-GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3'
b.5'-GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3
c.5'-GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3'
d.5'-GTTGCGGCCGCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3'
(2)过程②为酶切、连接后的重组质粒转化处于___________ 的大肠杆菌,转化后采用含_________ 的平板筛选。筛选获得的大肠杆菌需扩大培养,其目的是__________ 。
(3)过程⑤需将SLA-2基因插入启动子与终止子之间,目的是___________ 。为鉴定与验证重组质粒3,研究人员用NotI和Sar3AI完全酶切质粒2和重组质粒3后电泳并比较。请在答题纸相应位置画当可能得到的电泳条带。__________
(4)研究中,一般利用最小致死浓度(使某种细胞全部死亡的最小浓度)的嘌呤霉素溶液浸染细胞以筛选出转化的猪肾上皮细胞。为确定最小致死浓度,科研人员利用未转化的猪肾上皮细胞进行了相关实验.结果如下图。根据结果,应使用浓度为___________ 的嘌呤霉素溶液浸染,理由是__________ 。
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限制酶 | BclⅠ | NotⅠ | XbaⅠ | San3AⅠ |
识别序列及切割位点 | T↓GATCA | GC↓GGCCGC | T↓CTAGA | ↓GATC |
(1)过程①需要的酶有
a.5'-GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3'
b.5'-GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3
c.5'-GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3'
d.5'-GTTGCGGCCGCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3'
(2)过程②为酶切、连接后的重组质粒转化处于
(3)过程⑤需将SLA-2基因插入启动子与终止子之间,目的是
(4)研究中,一般利用最小致死浓度(使某种细胞全部死亡的最小浓度)的嘌呤霉素溶液浸染细胞以筛选出转化的猪肾上皮细胞。为确定最小致死浓度,科研人员利用未转化的猪肾上皮细胞进行了相关实验.结果如下图。根据结果,应使用浓度为
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【推荐2】基因工程自20世纪70年代兴起后,在农牧业、医药卫生和食品工业等方面,展示出广阔的前景。下图是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图,请结合相关知识回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/9/2975611951333376/2976159531794432/STEM/08708526-ee4c-445c-a0ab-404cbe8b5e02.png?resizew=748)
(1)转基因生物反应器是指利用基因工程技术手段将外源基因转化到受体中进行高效表达,从而获得具有重要应用价值的表达产物的生命系统,包括转基因动物、转基因植物和转基因微生物。
① 若利用图示流程构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素,应先从人体________ 细胞中获取总RNA,通过反转录获得cDNA,再PCR后获得抗利尿激素基因。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环,需要消耗________ 个引物。构建的表达载体导入的受体细胞是________ 。膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点:收集产物蛋白比较容易,不会对动物造成伤害。此外膀胱生物反应器还具有的显著优势在于不受转基因动物的________ (答2点即可)的限制,而且从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。
② 若图中的受体细胞是大肠杆菌,通常用Ca2+处理大肠杆菌,其目的是使大肠杆菌处于感受态,有利于________ 。理论上制备能分泌抗利尿激素的“工程菌株”时,酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞,从细胞结构与功能的角度分析,原因是______________________ 。
(2)全球新冠疫情形势依然非常严峻,新冠病毒疫苗的研制和新冠病毒的快速检测的研究均已有所突破。
① 目前新冠疫苗有灭活疫苗、基因疫苗、蛋白疫苗等。利用图示流程制备新冠病毒S蛋白疫苗。图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子,箭头处是限制酶的切点(NcoⅠ:5′—C↓CATGG—3′;NheⅠ:5′—G↓GATCC—3′),根据S蛋白的RNA制备的目的基因S无法与载体A连接,需要在S基因两侧加接末端,若b链处加接末端5′—GATC,则在a链处加接末端5′—________ 。由图推测,目的基因S转录的模板链是________ (填“a链”或“b链”)。
② 2022年3月11日,国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案(试行)》,增加抗原检测作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法,其原理如下图。结合垫处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体1,T处固定有抗体2,抗体1和抗体2与新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点发生特异性结合,呈红色。C处固定有抗体1的抗体,与抗体1结合也呈红色。______ 次。若待测样本中不含新冠病毒,显色结果为______ ,结果为阴性。
③ 利用单克隆抗体制备技术制备试剂盒中的抗体1。先给小鼠注射纯化的N抗原蛋白,一段时间后,从小鼠的________ (免疫器官)中获取已免疫的B淋巴细胞,将获得的细胞与骨髓瘤细胞融合,再经过选择培养基筛选、________ ,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞,再经体外培养或注射到小鼠腹腔内培养,最终获得抗N抗原蛋白的单克隆抗体。
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(1)转基因生物反应器是指利用基因工程技术手段将外源基因转化到受体中进行高效表达,从而获得具有重要应用价值的表达产物的生命系统,包括转基因动物、转基因植物和转基因微生物。
① 若利用图示流程构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素,应先从人体
② 若图中的受体细胞是大肠杆菌,通常用Ca2+处理大肠杆菌,其目的是使大肠杆菌处于感受态,有利于
(2)全球新冠疫情形势依然非常严峻,新冠病毒疫苗的研制和新冠病毒的快速检测的研究均已有所突破。
① 目前新冠疫苗有灭活疫苗、基因疫苗、蛋白疫苗等。利用图示流程制备新冠病毒S蛋白疫苗。图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子,箭头处是限制酶的切点(NcoⅠ:5′—C↓CATGG—3′;NheⅠ:5′—G↓GATCC—3′),根据S蛋白的RNA制备的目的基因S无法与载体A连接,需要在S基因两侧加接末端,若b链处加接末端5′—GATC,则在a链处加接末端5′—
② 2022年3月11日,国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案(试行)》,增加抗原检测作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法,其原理如下图。结合垫处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体1,T处固定有抗体2,抗体1和抗体2与新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点发生特异性结合,呈红色。C处固定有抗体1的抗体,与抗体1结合也呈红色。
③ 利用单克隆抗体制备技术制备试剂盒中的抗体1。先给小鼠注射纯化的N抗原蛋白,一段时间后,从小鼠的
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【推荐3】T-2毒素是一种常见的霉菌毒素,可通过污染饲料引起畜禽中毒反应。CYP3A是猪体内降解T-2毒素的关键酶,T-2毒素可诱导其表达水平升高。
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/21/97c2ee70-12a0-460e-976a-1480a02391d8.png?resizew=514)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/21/5ce35f08-aa6c-449a-9d18-be5fac8eebb0.png?resizew=244)
(1)T-2毒素是一种脂溶性小分子,以________ 方式进入细胞。
(2)CCAAT box和GC box是CYP3A基因启动子上游的两个调控序列,研究者将不同调控序列分别和CYP3A基因启动子及荧光素酶基因(LUC基因)连接构建表达载体,导入猪肝细胞,实验组培养基中加入T-2毒素,对照组的处理是________ 。24h后检测LUC酶活性,计算启动子活性相对值,结果如图1。据图1可知,这两个调控序列是CYP3A基因响应T-2毒素的核心元件,理由是________ 。
(3)NF-Y和Sp1两种蛋白均参与T-2毒素对CYP3A的诱导。已有研究表明,GC box是Sp1的结合位点。研究者推测,NF-Y通过与CCAAT box结合,与Sp1共同调控CYP3A基因的表达。
①依据CCAAT box序列,研究者制备NF-Y结合位点野生型及突变型探针,分别与猪肝细胞核蛋白提取物混合,结果如图2。结果证明CCAAT box是NF-Y的结合位点。请解释第4、5组实验现象出现的原因____ 。
②抑制猪肝细胞中NF-Y或Sp1的表达,发现CYP3A的mRNA水平显著下调,说明NF-Y和Sp1均能够________ 猪CYP3A基因的表达。CCAAT box和GC box在DNA上的位置很近,研究者改变二者的距离,并检测CYP3A基因的启动子活性,发现延长或缩短它们之间的距离都会________ ,这一结果支持了NF-Y和Sp1通过互作共同发挥调控功能的推测。
(4)N-乙酰葡萄糖胺转移酶(OGT)促进Sp1的糖基化修饰水平,抑制Sp1的转录调控功能;O-糖苷酶(OGA)可以使Sp1去糖基化修饰,增强Sp1与互作蛋白的互作。研究者用T-2毒素处理猪肝细胞,检测OGT和OGA的表达量,结果如图3。结合图3及上述系列实验结果,请阐述T-2毒素进入猪体内后的代谢调控机制_______ 。
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(1)T-2毒素是一种脂溶性小分子,以
(2)CCAAT box和GC box是CYP3A基因启动子上游的两个调控序列,研究者将不同调控序列分别和CYP3A基因启动子及荧光素酶基因(LUC基因)连接构建表达载体,导入猪肝细胞,实验组培养基中加入T-2毒素,对照组的处理是
(3)NF-Y和Sp1两种蛋白均参与T-2毒素对CYP3A的诱导。已有研究表明,GC box是Sp1的结合位点。研究者推测,NF-Y通过与CCAAT box结合,与Sp1共同调控CYP3A基因的表达。
①依据CCAAT box序列,研究者制备NF-Y结合位点野生型及突变型探针,分别与猪肝细胞核蛋白提取物混合,结果如图2。结果证明CCAAT box是NF-Y的结合位点。请解释第4、5组实验现象出现的原因
②抑制猪肝细胞中NF-Y或Sp1的表达,发现CYP3A的mRNA水平显著下调,说明NF-Y和Sp1均能够
(4)N-乙酰葡萄糖胺转移酶(OGT)促进Sp1的糖基化修饰水平,抑制Sp1的转录调控功能;O-糖苷酶(OGA)可以使Sp1去糖基化修饰,增强Sp1与互作蛋白的互作。研究者用T-2毒素处理猪肝细胞,检测OGT和OGA的表达量,结果如图3。结合图3及上述系列实验结果,请阐述T-2毒素进入猪体内后的代谢调控机制
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