油菜为可自花授粉也可异花授粉的二倍体植物(正常株)。我国科研人员获得了油菜的雄性不育突变株N(该性状受一对等位基因B、b控制),并利用突变株N进行了下列杂交实验:
实验一:将突变株N与正常株油菜杂交,F1全为正常株,F1自交,F2中正常株:雄性不育突变株=3:1。
实验二:将一个Bt抗虫基因转入雄性不育突变株N的染色体中,获得具有抗虫性状的转基因雄性不育植株。有抗虫基因用A+表示,无抗虫基因用A⁻表示,将不抗虫的正常株油菜与转基因雄性不育突变株N油菜杂交,F1表型及比例为抗虫正常株:非抗虫正常株=1:1,选取F1中抗虫正常株自交,统计F2的表型及比例。依据上述实验分析并回答下列问题:
(1)实验一作为母本的基因型是__________ ,将实验一的F2随机授粉,F3中正常株所占的比例为__________ 。
(2)在实验二中,若F2表型及比例为抗虫正常株:抗虫突变株:非抗虫正常株=2:1:1,则其F1的抗虫正常株中上述两对基因在染色体上的分布情况是__________ 。若F2表型及比例为__________ ,则说明转基因油菜中插入的抗虫基因A⁺与B、b基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
(3)若将两个Bt抗虫基因转入雄性不育突变株N的染色体中,再将获得具有抗虫性状的转基因雄性不育植株N与不抗虫的纯合正常株油菜杂交,F1表型及比例为__________ (请写出所有可能的类型),选取F1中全部抗虫正常株自交,就油菜的抗虫性状分析F2的表型及比例为__________ (不考虑染色体互换)。
(4)实验二F2的表型及比例若为抗虫正常株:抗虫突变株:非抗虫正常株:非抗虫突变株=3:1:3:1,科研人员猜测其原因是含抗虫基因的雄配子不育。请从上述实验中选择合适的实验材料验证该假设,简要写出实验思路和预期结果:__________ 。
实验一:将突变株N与正常株油菜杂交,F1全为正常株,F1自交,F2中正常株:雄性不育突变株=3:1。
实验二:将一个Bt抗虫基因转入雄性不育突变株N的染色体中,获得具有抗虫性状的转基因雄性不育植株。有抗虫基因用A+表示,无抗虫基因用A⁻表示,将不抗虫的正常株油菜与转基因雄性不育突变株N油菜杂交,F1表型及比例为抗虫正常株:非抗虫正常株=1:1,选取F1中抗虫正常株自交,统计F2的表型及比例。依据上述实验分析并回答下列问题:
(1)实验一作为母本的基因型是
(2)在实验二中,若F2表型及比例为抗虫正常株:抗虫突变株:非抗虫正常株=2:1:1,则其F1的抗虫正常株中上述两对基因在染色体上的分布情况是
(3)若将两个Bt抗虫基因转入雄性不育突变株N的染色体中,再将获得具有抗虫性状的转基因雄性不育植株N与不抗虫的纯合正常株油菜杂交,F1表型及比例为
(4)实验二F2的表型及比例若为抗虫正常株:抗虫突变株:非抗虫正常株:非抗虫突变株=3:1:3:1,科研人员猜测其原因是含抗虫基因的雄配子不育。请从上述实验中选择合适的实验材料验证该假设,简要写出实验思路和预期结果:
更新时间:2023-11-11 14:34:09
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【推荐1】亚洲棉的光籽(无短绒)和毛籽(有短绒)是一对相对性状,为探究棉绒的遗传规律并揭示其发育的分子机制,研究者进行了系列实验(已知不同类型碱基对相对分子量基本相同)。
(1)利用表型为光籽的不同突变体与野生型毛籽棉进行杂交,统计F1自交结果如下表:
据表可知,突变体乙光籽性状的遗传遵循________________ 定律;②组F2光籽棉中的纯合子所占比例为________________ ;推测③组F1测交后代表型及比例为_______________ 。综合三组杂交实验结果,表明基因与性状之间的数量关系是________________ 。
(2)研究发现,8号染色体的~880kb至~903kb区间与突变体甲的光籽表型相关。根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物,提取________________ 进行PCR,产物扩增结果如下图。
据图推测8号染色体上第_______________ 对引物对应的区间(简称M)内碱基对的_______________ 是突变体甲光籽出现的根本原因。
(3)研究者对杂交组合①的F2进行扩增,证实甲的光籽表型与区间M密切相关。得出此结论的具体扩增结果应该是:F2中光籽个体中_______________ ,而所有毛籽个体只能扩增出分子量较小的产物。
(1)利用表型为光籽的不同突变体与野生型毛籽棉进行杂交,统计F1自交结果如下表:
组别 | 亲本 | F2表型及比例 |
① | 突变体甲×毛籽棉 | 光籽:毛籽=3:1 |
② | 突变体乙×毛籽棉 | 光籽:毛籽=9:7 |
③ | 突变体丙×毛籽棉 | 光籽:毛籽=13:3 |
据表可知,突变体乙光籽性状的遗传遵循
(2)研究发现,8号染色体的~880kb至~903kb区间与突变体甲的光籽表型相关。根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物,提取
据图推测8号染色体上第
(3)研究者对杂交组合①的F2进行扩增,证实甲的光籽表型与区间M密切相关。得出此结论的具体扩增结果应该是:F2中光籽个体中
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【推荐2】油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。
回答下列问题:
(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是________________________ ,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有____________ 种结合方式,且每种结合方式机率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是____________ 。
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ,F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为_______________ 。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为_______________ (用A、a;B、b;C、c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律?__________ 。为什么?________________________ 。
回答下列问题:
(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ,F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为
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名校
【推荐3】某雌雄同株作物的花色(紫色、粉色、白色)由两对等位基因(A与a、B与b)控制,叶片的宽度由一对等位基因(D与d)控制。如表是某校研究小组所做的杂交实验结果,请分析回答下列问题:
(1)据表判断叶的宽度这一性状中_____________________ 为显性性状,控制花色的两对等位基因遵循孟德尔__________ 定律。
(2)甲杂交组合亲本的基因型是_____________ ,让其子一代(表中F1)中的粉花植株自交,则子二代花色的表现型及其比例为_________________ 。
(3)现欲鉴定一株粉花宽叶植株是否为纯合子,请简要描述鉴定方法及预测结果和结论:
方法:____________________________________ 。
预测结果和结论:________________________ 。
(1)据表判断叶的宽度这一性状中
(2)甲杂交组合亲本的基因型是
(3)现欲鉴定一株粉花宽叶植株是否为纯合子,请简要描述鉴定方法及预测结果和结论:
方法:
预测结果和结论:
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名校
【推荐1】萤火虫曾被视为七夕的浪漫礼物。如今却由于人们的大量采集与买卖而导致数量锐减,拯救萤火虫,刻不容缓。回答下列问题:
(1)萤火虫的体色由位于2号染色体上的一组复等位基因A+(红色)、A(黄色)、a(棕色)控制,且A+A+个体在胚胎期致死;只有当基因B存在时,上述体色才能表现,否则表现为黑色。现有红色萤火虫(甲)与黑色萤火虫(乙)杂交,F1中红色:棕色=2:1,则亲本的基因型为_____________ ,F1中棕色个体交配产生的F2中棕色个体所占比例为_________ 。
(2)欲判断B、b基因是否位于2号染色体上,现利用F1萤火虫设计如下实验,请预测实验结果(不考虑交叉互换):
①实验方案:取Fl中一只红色雄性萤火虫与F1中多只棕色雌性萤火虫进行交配,统计子代的表现型及比例。
②结果预测及结论:
a.若子代表现型及比例为___________________________ ,则B、b基因不在2号染色体上。
b.若子代表现型及比例为____________________________ ,则B、b基因在2号染色体上。
(1)萤火虫的体色由位于2号染色体上的一组复等位基因A+(红色)、A(黄色)、a(棕色)控制,且A+A+个体在胚胎期致死;只有当基因B存在时,上述体色才能表现,否则表现为黑色。现有红色萤火虫(甲)与黑色萤火虫(乙)杂交,F1中红色:棕色=2:1,则亲本的基因型为
(2)欲判断B、b基因是否位于2号染色体上,现利用F1萤火虫设计如下实验,请预测实验结果(不考虑交叉互换):
①实验方案:取Fl中一只红色雄性萤火虫与F1中多只棕色雌性萤火虫进行交配,统计子代的表现型及比例。
②结果预测及结论:
a.若子代表现型及比例为
b.若子代表现型及比例为
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【推荐2】在对果蝇的遗传学研究中,科学家常采用不同的方法构建并保存能稳定遗传特定基因的品系。请回答下列问题:
(1)现有黑身果蝇雌雄若干,置于适宜环境中繁殖数代,在某一代繁殖后,科学家发现极少量灰身雌雄果蝇。让这些灰身果蝇自由交配,后代中有1/4的果蝇体色为黑身,且雌雄数量相等。
①出现极少量灰身果蝇的原因最可能是位于____________ (填“常”或“性”)染色体上的控制体色的基因发生了____________ (填“显性”或“隐性”)突变。
②为了保存控制灰身的基因,科学家尝试构建并保存灰身果蝇品系:将发现的灰身果蝇作为亲本进行自由交配,子代去除黑身果蝇,让灰身果蝇自由交配数代,每次交配后都去除黑身果蝇,自由交配_____________ 代后控制灰身的基因的频率达到75%。
(2)已知果蝇的展翅是由III号染色体上的显性基因D控制,且D基因具有纯合致死效应,现有展翅果蝇雌雄若干。
①不能通过(1)中②的方法来构建并保存展翅果蝇品系,原因是________ 。
②为了构建并保存展翅果蝇品系,科学家引入Ⅲ号染色体上的另一具有纯合致死效应的粘胶眼基因G。将粘胶眼正常翅果蝇和正常眼展翅果蝇交配,选取子代中的粘胶眼展翅果蝇相互交配,后代只有粘胶眼展翅果蝇,称为粘胶眼展翅平衡致死系。请在图中画出粘胶眼展翅平衡致死系个体G/g基因和D/d基因在Ⅲ号染色体上的位置_____ (图中染色体上的黑色横线代表基因的位置)。
(3)平衡致死系可用于基因定位。为研究控制体色的基因是否位于Ⅲ号染色体上,科学家选取粘胶眼展翅平衡致死系黑身雄果蝇与纯合正常眼正常翅灰身雌果蝇作为亲本杂交获得子一代,选取子一代中的____________ (填“雌”或“雄”)果蝇与亲本杂交。不考虑变异的情况下,若后代中灰身:黑身=____________ ,则控制体色的基因位于Ⅲ号染色体上;若后代中灰身:黑身=_____________ ,则控制体色的基因不位于Ⅲ号染色体上。
(1)现有黑身果蝇雌雄若干,置于适宜环境中繁殖数代,在某一代繁殖后,科学家发现极少量灰身雌雄果蝇。让这些灰身果蝇自由交配,后代中有1/4的果蝇体色为黑身,且雌雄数量相等。
①出现极少量灰身果蝇的原因最可能是位于
②为了保存控制灰身的基因,科学家尝试构建并保存灰身果蝇品系:将发现的灰身果蝇作为亲本进行自由交配,子代去除黑身果蝇,让灰身果蝇自由交配数代,每次交配后都去除黑身果蝇,自由交配
(2)已知果蝇的展翅是由III号染色体上的显性基因D控制,且D基因具有纯合致死效应,现有展翅果蝇雌雄若干。
①不能通过(1)中②的方法来构建并保存展翅果蝇品系,原因是
②为了构建并保存展翅果蝇品系,科学家引入Ⅲ号染色体上的另一具有纯合致死效应的粘胶眼基因G。将粘胶眼正常翅果蝇和正常眼展翅果蝇交配,选取子代中的粘胶眼展翅果蝇相互交配,后代只有粘胶眼展翅果蝇,称为粘胶眼展翅平衡致死系。请在图中画出粘胶眼展翅平衡致死系个体G/g基因和D/d基因在Ⅲ号染色体上的位置
(3)平衡致死系可用于基因定位。为研究控制体色的基因是否位于Ⅲ号染色体上,科学家选取粘胶眼展翅平衡致死系黑身雄果蝇与纯合正常眼正常翅灰身雌果蝇作为亲本杂交获得子一代,选取子一代中的
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【推荐3】现有翅型为裂翅的果蝇新品系,裂翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图1。
(1)上述亲本中,裂翅果蝇为______________ (纯合子/杂合子)。
(2)某同学依据上述实验结果,认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验,以遗传图解的方式说明该等位基因可能位于X染色体上。_________
(3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交试验,以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型:_________ (♀)×_________ (♂)。
(4)实验得知,等位基因(A、a)与(D、d)位于同一对常染色体上,基因型为AA 的个体胚胎致死。这两对等位基因______________ (遵循/不遵循)自由组合定律。以基因型如图2的裂翅果蝇进行自交则后代中裂翅:非裂翅=____________ 。
(1)上述亲本中,裂翅果蝇为
(2)某同学依据上述实验结果,认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验,以遗传图解的方式说明该等位基因可能位于X染色体上。
(3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交试验,以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型:
(4)实验得知,等位基因(A、a)与(D、d)位于同一对常染色体上,基因型为AA 的个体胚胎致死。这两对等位基因
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(0.4)
【推荐1】某二倍体植株为雌雄异株,其花色由两对等位基因(A、a和B、b)控制,其中B、b基因位于X染色体上,A和B基因同时存在开红花,B基因存在而A基因不存在时开粉花,其他情况下开白花。请回答下列问题:
(1)为了确定A、a基因在染色体上的位置,某生物小组进行了如下杂交实验:
纯合白花♀×纯合粉花♂→1红花♀:1白花♂
根据该实验结果____________ (填“能”或“不能”)确定A、a基因是否位于X染色体上,理由是____________ 。
(2)若最终确定A、a基因位于X染色体上,则与花色有关的基因型有____________ 种。现有一开白花雌株,为确定其基因型,可选择基因型____________ 雄株与之杂交,预测实验结果及结论:____________ 。
(1)为了确定A、a基因在染色体上的位置,某生物小组进行了如下杂交实验:
纯合白花♀×纯合粉花♂→1红花♀:1白花♂
根据该实验结果
(2)若最终确定A、a基因位于X染色体上,则与花色有关的基因型有
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(0.4)
【推荐2】玉米是重要的经济作物,果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来的。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后果穗上出现干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占子代的1/4.请回答下列问题:
(1)控制籽粒正常和干瘪这一对相对性状的基因(A/a)遵循孟德尔的_____ 定律。上述果穗的正常籽粒发育成植株后进行自交,部分植株的果穗上约有1/4无发芽能力,这些植株所占的比例约为____ 。
(2)研究发现玉米植株上部适度卷叶可降低遮光系数,有利于提高产量。科研人员将控制叶片外卷的基因B导入甲品系中,获得转入单个B基因的玉米X。
若B基因整合在玉米的某条染色体上,请设计一次实验,确定B基因的位置:
实验思路:_____ ,观察并统计子代性状及比例。
若___________ ,则B基因插入A所在的染色体上;
若__________ ,则B基因插入a所在的染色体上;
若__________ ,则B基因插入了非同源染色体上。
(1)控制籽粒正常和干瘪这一对相对性状的基因(A/a)遵循孟德尔的
(2)研究发现玉米植株上部适度卷叶可降低遮光系数,有利于提高产量。科研人员将控制叶片外卷的基因B导入甲品系中,获得转入单个B基因的玉米X。
若B基因整合在玉米的某条染色体上,请设计一次实验,确定B基因的位置:
实验思路:
若
若
若
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(0.4)
【推荐3】研究人员发现了一种紫眼卷翅果蝇,用它与纯合野生型(红眼直翅果蝇)进行杂交实验,结果如下表所示。控制眼色的基因用A1/A2表示,控制翅型的基因用B1/B2表示。
请回答下列问题:
(1)根据__________ ,可以推断A1/A2和B1/B2,都是核基因,并且这两对基因都位于常染色体上。
(2)上述实验中任选一只卷翅果蝇与野生型果蝇杂交,F1中都是卷翅∶直翅=1∶1,以及__________ ,都表明卷翅基因存在纯合致死的情况。也就是说,基因B1/B2,既能控制翅型,又能决定果蝇的生活力,这说明基因与性状之间存在___________ 的关系。
(3)已知B1/B2基因位于2号染色体上,那么A1/A2是否也在2号染色体上?___________ (填“是”或“否”)。说出你判断的理由:_____________ 。为了进一步确证这一判断,请你从上述实验中再选取适当的材料进行检验,写出实验方案和预期结果_____________ 。
组别 | 亲本 | F1 | F2 |
实验一 | ♀紫眼卷翅×♂纯合野生型 | 雌雄果蝇均为红眼直翅∶红眼卷翅=1∶1 | F1代红眼直翅相互交配产生的后代为红眼直翅︰紫眼直翅=3∶1 F1代红眼卷翅相互交配产生的后代为红眼卷翅∶红眼直翅︰紫眼卷翅︰紫眼直翅=6∶3∶2∶1 |
实验二 | ♂紫眼卷翅×♀纯合野生型 | 与实验一相同 | 与实验一相同 |
请回答下列问题:
(1)根据
(2)上述实验中任选一只卷翅果蝇与野生型果蝇杂交,F1中都是卷翅∶直翅=1∶1,以及
(3)已知B1/B2基因位于2号染色体上,那么A1/A2是否也在2号染色体上?
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(0.4)
解题方法
【推荐1】某农作物为雌雄同株异花的二倍体植物,利用转基因技术将抗虫基因和抗草甘膦(一种除草剂,对人有毒性)基因导入该植物,选育出甲、乙两株抗虫抗草甘膦植物。取甲、乙自交,F₁结果如下表。已知外源基因能1次或多次插入并整合到受体细胞染色体上。
回答下列问题:
(1)根据数据可知抗草甘膦和不抗草甘膦这一相对性状中显性性状为___________ 。取该植物自交,___________ (填“需要”或“不需要”)进行套袋操作。
(2)甲的F1中抗虫不抗草甘膦及不抗虫抗草甘膦植株混合种植,随机传粉所得子代中,不抗虫不抗草甘膦植株所占比例为___________ 。从甲的F1中筛选稳定遗传的抗虫抗草甘膦植株,最简便的杂交方法是___________ 。
(3)根据乙自交后代可推测乙中抗虫基因和抗草甘膦基因的位置关系是___________ 。
(4)中国科学家发现一种新型抗草甘膦基因GAT基因,该基因能编码草甘膦降解酶,利用GAT基因培育抗草甘膦农作物的优点是___________ 。为降低土壤中残留草甘膦浓度,请提出可能的解决办法:___________ 。
亲本 | F1的表型及数量(株) | |||
抗虫抗草甘膦 | 抗虫不抗草甘膦 | 不抗虫抗草甘膦 | 不抗虫不抗草甘膦 | |
甲 | 182 | 58 | 61 | 22 |
乙 | 179 | 89 | 92 | 0 |
(1)根据数据可知抗草甘膦和不抗草甘膦这一相对性状中显性性状为
(2)甲的F1中抗虫不抗草甘膦及不抗虫抗草甘膦植株混合种植,随机传粉所得子代中,不抗虫不抗草甘膦植株所占比例为
(3)根据乙自交后代可推测乙中抗虫基因和抗草甘膦基因的位置关系是
(4)中国科学家发现一种新型抗草甘膦基因GAT基因,该基因能编码草甘膦降解酶,利用GAT基因培育抗草甘膦农作物的优点是
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解题方法
【推荐2】学习以下材料,回答(1)~(4)题。
构建抗病毒感染和防基因污染的工程菌
基因工程问世以来,人们构建出不同种类的工程菌用于生产各种药物、工业产品和生物材料等。但是自然界有很多病毒可侵染这些工程菌,导致发酵失败并造成大量经济损失。此外,工程菌还可能将其基因传播给自然界中其他微生物,造成基因污染。为了解决上述问题,科研人员尝试构建抗病毒感染和防基因污染的工程菌。
科研人员首先通过重构遗传密码构建了一种大肠杆菌S。生物体中有六种密码子对应丝氨酸,科研人员对大肠杆菌基因组进行改造,将丝氨酸密码子UCG、UCA对应的基因序列变为其他四种丝氨酸密码子所对应的 DNA碱基序列,同时敲除上述两种密码子所对应tRNA的编码序列,得到大肠杆菌S。但随后科研人员发现仍有一些病毒可以感染大肠杆菌S,可见仅重构几组密码子是不够的,有些病毒能够绕过这些缺失的密码子。
近日,科研人员在大肠杆菌S的基础上, 向其基因组中添加了两种编码诱骗tRNA的基因,并进行一系列改造,构建出了一种不会被任何已知病毒感染的大肠杆菌L。L菌诱骗病毒的机理如下图所示,图中显示了L菌中携带亮氨酸的两种诱骗tRNA。因为亮氨酸和丝氨酸在物理和化学性质上差别很大,导致所合成的病毒蛋白质丧失正常的结构功能,从而使病毒无法完成复制。虽然某些病毒自身可携带正确的tRNA基因,转录出少量正确的tRNA, 但在大肠杆菌L中诱骗tRNA占比很高,可有效抑制病毒的自我复制。
此外,通过基因组改造,L菌的亮氨酸密码子也被替换为UCG或 UCA,并且L菌只能在含有人工添加的特殊物质的培养基中生存,保证其基因在自然界中不会传播给其他微生物。
目前,很多医用、工业生产等所需材料主要通过化学方法合成,成本高昂。上述研究为在未来使用改造后的微生物大量合成这些材料降低成本提供了研究基础。
(1)密码子是指_______ 分子上三个相邻的碱基,决定一个氨基酸。图中Ⅱ处正在进行的过程称为_______ 。
(2)据文中信息,推测大肠杆菌S仍会被某些病毒感染裂解的原因:________ 。
(3)下列关于大肠杆菌S和L的叙述,正确的是_______ (选填下列字母)。
a. 大肠杆菌S中不存在编码丝氨酸的密码子
b. 大肠杆菌L仍可以正确合成自身蛋白质
c. 病毒不能吸附在大肠杆菌S和L上
d. 病毒进入S菌后,诱发病毒基因突变从而完成复制
(4)据文中信息,分析此项研究中大肠杆菌L的特性:
①L菌抗病毒感染的机理是_______ 。
②L菌的自身基因不会传播给其他微生物而造成基因污染的原因是_______ 。
构建抗病毒感染和防基因污染的工程菌
基因工程问世以来,人们构建出不同种类的工程菌用于生产各种药物、工业产品和生物材料等。但是自然界有很多病毒可侵染这些工程菌,导致发酵失败并造成大量经济损失。此外,工程菌还可能将其基因传播给自然界中其他微生物,造成基因污染。为了解决上述问题,科研人员尝试构建抗病毒感染和防基因污染的工程菌。
科研人员首先通过重构遗传密码构建了一种大肠杆菌S。生物体中有六种密码子对应丝氨酸,科研人员对大肠杆菌基因组进行改造,将丝氨酸密码子UCG、UCA对应的基因序列变为其他四种丝氨酸密码子所对应的 DNA碱基序列,同时敲除上述两种密码子所对应tRNA的编码序列,得到大肠杆菌S。但随后科研人员发现仍有一些病毒可以感染大肠杆菌S,可见仅重构几组密码子是不够的,有些病毒能够绕过这些缺失的密码子。
近日,科研人员在大肠杆菌S的基础上, 向其基因组中添加了两种编码诱骗tRNA的基因,并进行一系列改造,构建出了一种不会被任何已知病毒感染的大肠杆菌L。L菌诱骗病毒的机理如下图所示,图中显示了L菌中携带亮氨酸的两种诱骗tRNA。因为亮氨酸和丝氨酸在物理和化学性质上差别很大,导致所合成的病毒蛋白质丧失正常的结构功能,从而使病毒无法完成复制。虽然某些病毒自身可携带正确的tRNA基因,转录出少量正确的tRNA, 但在大肠杆菌L中诱骗tRNA占比很高,可有效抑制病毒的自我复制。
此外,通过基因组改造,L菌的亮氨酸密码子也被替换为UCG或 UCA,并且L菌只能在含有人工添加的特殊物质的培养基中生存,保证其基因在自然界中不会传播给其他微生物。
目前,很多医用、工业生产等所需材料主要通过化学方法合成,成本高昂。上述研究为在未来使用改造后的微生物大量合成这些材料降低成本提供了研究基础。
(1)密码子是指
(2)据文中信息,推测大肠杆菌S仍会被某些病毒感染裂解的原因:
(3)下列关于大肠杆菌S和L的叙述,正确的是
a. 大肠杆菌S中不存在编码丝氨酸的密码子
b. 大肠杆菌L仍可以正确合成自身蛋白质
c. 病毒不能吸附在大肠杆菌S和L上
d. 病毒进入S菌后,诱发病毒基因突变从而完成复制
(4)据文中信息,分析此项研究中大肠杆菌L的特性:
①L菌抗病毒感染的机理是
②L菌的自身基因不会传播给其他微生物而造成基因污染的原因是
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真题
【推荐3】变胖过程中,胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂(途径I),也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ)。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法,研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,掺入DNA的EdU和BrdU均能与___________ 互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比(如图)。图中反映DNA复制所需时长的是从___________ 点到___________ 点。
①纯合小鼠Lx:小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列(x),但L的功能正常;②Ce酶基因:源自噬菌体,其编码的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失;③Er基因:编码的Er蛋白位于细胞质,与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定;④口服药T:小分子化合物,可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线:______________________ →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→____________ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径I的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。据此,科学家先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU饲喂,再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是_________________________ 。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,掺入DNA的EdU和BrdU均能与
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比(如图)。图中反映DNA复制所需时长的是从
(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖,需使用一批同时变胖的小鼠。为此,本实验使用诱导型基因敲除小鼠,即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除,形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK:
①纯合小鼠Lx:小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列(x),但L的功能正常;②Ce酶基因:源自噬菌体,其编码的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失;③Er基因:编码的Er蛋白位于细胞质,与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定;④口服药T:小分子化合物,可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线:
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径I的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。据此,科学家先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU饲喂,再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是
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