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题型:非选择题-解答题 难度:0.15 引用次数:962 题号:9634258
帝王蝶是世界上唯一能长距离迁徙的蝴蝶,其幼虫只摄食一种叫乳草的植物,乳草会分泌 一种名为强心甾的毒素,有资料研究显示,过量摄入强心甾对除帝王蝶幼虫以外其他的动物来说都是有 毒的,会导致死亡。
(1)钠钾泵在许多动物细胞膜上均有存在,它能通过主动转运控制细胞内外的钠、钾离子浓度, 因此从膜蛋白功能的角度看,钠钾泵还具有_____的活性。强心甾能与细胞膜表面的钠钾泵结合,抑制其主动转运功能,从而导致细胞内外________________失衡,使细胞破裂。
(2)科学家猜测:帝王蝶的钠钾泵基因可能发生了突变,使其获得了对强心甾的抗性。为研究帝 王蝶钠钾泵基因的碱基排列顺序并获得相应的蛋白产物,科学家尝试从帝王蝶基因组中获取该基因,并 通过________ 实现了对其的扩增;科学家选用合适的__________、DNA 连接酶和载体构建重组 DNA 分子,并将其导入大肠杆菌以获得大量的目的基因,再将其导入_______________ 中(A.农杆菌 B.酵母细胞 C.昆虫细胞   D.海拉细胞)获得相应的蛋白产物。
(3)为提高重组 DNA 分子导入的成功率,除了需要确保重组 DNA 分子有足够的物质的量外,还必 须采用各种方法提高大肠杆菌的_________。为了筛选成功导入重组 DNA   分子的大肠杆菌,宜用__________法将转化混合物转移至含有________的平板上。通过基因测序,发现帝王蝶钠 钾泵基因中的突变会导致其蛋白产物中有 3 处氨基酸种类与其他昆虫不同,分别是第 111、119 和 122 位氨基酸,这体现了基因突变的普遍性。
(4)为了从受体细胞中分离目的基因的蛋白产物(目的蛋白),科学家在目的蛋白的肽链末端添加 一个含有 6-10 个组氨酸的“标签”,该标签在适宜条件下可以与含有金属离子的固定化介质结合。因此, 可以提取受体细胞的______中的全部蛋白质,通过_____法将其中的目的蛋白固定在层析 柱上,再洗去不需要的杂蛋白,最后将目的蛋白从层析柱上______下来,从而获得纯度较高的 目的蛋白。通过对目的蛋白的研究发现:上述 3 个位点的突变使得帝王蝶膜结构上钠钾泵的____发生了改变,强心甾无法与其结合,由此验证了之前的猜测。
(5)为进一步研究上述突变位点的作用,科学家使用 CRISPR/Cas9 技术在果蝇中开展了相关研究。
通过该技术,研究人员可以在 DNA 分子中特定的序列处剪切 DNA 分子并进行编辑。研究人员将基因 编辑所需的各种元件同时导入果蝇____细胞中,对钠钾泵基因上的相应位点进行编辑,实验 结果如下:
突变情况神经系统功能强心甾抗性

无突变

+++

-

111

+

+

119

+++

-

122

--

++

111+119

++

++

122+119

+

+++

111+119+122

++

++++


注:“+”表示神经系统功能正常或有强心甾抗性“-”表示神经系统功能不正常或没有强心甾抗性
根据上表分析,可以推断出:_____突变对果蝇正常生存影响最小,__________突变则可能是在帝王蝶进化过程中最后出现的,3 个位置先后出现的突变使得帝王蝶在保证神经系统正常功能的 前提下,还进一步获得了对强心甾的抗性,这体现了进化论中________的思想。

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(4)欲用上述细胞获得双抗羊,需要用到的技术有___________(至少写出两项)。
2024-05-10更新 | 292次组卷
非选择题-实验题 | 困难 (0.15)
【推荐2】学习以下材料,回答(1)~(3)题。
细菌之间的基因重组
细菌之间能够通过多种方式实现基因的交流,从而增大对环境的适应。
第一种细菌的基因重组现象发现于1946年。微生物学家Lederberg筛选出两种突变细菌,A缺乏合成甲硫氨酸的能力,B缺乏合成苏氨酸的能力。A、B菌均有链霉素抗性和敏感性两种亚型。链霉素敏感细菌在含有链霉素的培养基中不会死亡,但是没有增殖能力。Lederberg发现只有链霉素敏感A菌与链霉素抗性B菌混合后的产物,在不含甲硫氨酸和苏氨酸的选择培养基上长出菌落。经研究发现,这种称为接合的现象需要细菌之间的直接接触,经由一种特殊通道将供体菌的遗传物质转入受体菌中实现基因重组(图1)。

第二种细菌的基因重组也是Lederberg发现的。他在装有DNA酶的培养液的U型管两侧分别培养合成代谢突变菌I及合成代谢突变菌Ⅱ,二者之间用只允许病毒和大分子物质透过的滤膜隔开(图2),经过抽吸后,将培养Ⅱ一侧的菌液涂布在无添加的基本培养基上,长出了野生型菌。这种现象显然不是接合的结果,在Ⅱ侧的菌液中发现的噬菌体P揭晓了答案。P能侵染细菌并将其DNA整合到细菌拟核DNA中,一定条件下合成子代噬菌体并裂解细菌。偶然情况下,P外壳错误包装宿主细菌的部分DNA片段,释放后再侵染其他细菌时,所携带的原细菌DNA片段与后者发生基因重组。这种借由病毒的细菌基因重组称为转导。
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2024-06-08更新 | 151次组卷
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2024-01-03更新 | 316次组卷
共计 平均难度:一般