【題目】蜘蛛絲中強度最好的牽引絲由主壺腹腺蛛絲蛋白(MaSp)組成。MaSp包括MaSp1、MaSp2兩個組分。完整的MaSp1蛋白可分NT、RP、CT三個部分。研究者以大腹園蛛MaSp1的NT等為研究對象做了相關實驗,以期了解大腹園蛛MaSp1的結(jié)構(gòu)和成絲機理。實驗流程圖如圖所示。請回答問題:
(1)蜘蛛凍存之前通常要用滅菌蒸餾水清洗、饑餓等處理,其目的是______________;取凍存大腹園蛛的胸部組織搗碎,提取該蜘蛛的______________。
(2)在僅知黑寡婦蜘蛛和摩鹿加云斑蛛MaSp1基因編碼序列的情況下,研究者對比兩者NT中的氨基酸序列,根據(jù)其中共有的一段含有7個氨基酸的保守序列,推測對應的DNA序列,據(jù)此設計出長度為________個堿基的引物1。獲取該引物常用________方法。
(3)利用PCR技術擴增目的基因時,經(jīng)25~30輪擴增循環(huán)后,由于模板的增多,________的數(shù)量會逐漸成為制約反應持續(xù)進行的主要限制性因素。
(4)流程圖中的空白處指構(gòu)建________,然后將該結(jié)構(gòu)導入________態(tài)的大腸桿菌。
(5)分離、純化NT蛋白時,為何不直接從培養(yǎng)液中提取,而是將表達該蛋白的工程菌破碎?_______________________________________
【答案】減少外源DNA的干擾 基因組DNA 21 化學方法(人工)合成 熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶) 基因表達載體( 或重組質(zhì)粒) 感受 大腸桿菌(缺少信號肽、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等)不分泌NT蛋白
【解析】
1、PCR技術的基本原理利用DNA體外雙鏈復制的原理,其特異性依賴于與靶序列兩端互補的引物。
PCR由變性-退火-延伸三個基本反應步驟構(gòu)成:①模板DNA的變性:模板DNA經(jīng)加熱至93℃左右一定時間后,使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴增形成的雙鏈DNA解離,使之成為單鏈,以便它與引物結(jié)合,為下輪反應作準備;②模板DNA與引物的退火(復性):模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后,溫度降至55℃左右,引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結(jié)合;③引物的延伸:DNA模板-引物結(jié)合物在72℃、DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶)的作用下,以dNTP為反應原料,靶序列為模板,按堿基互補配對與半保留復制原理,合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈,重復循環(huán)變性-退火-延伸三過程就可獲得更多的“半保留復制鏈”,而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板。
2、基因工程的操作步驟:提取目的基因、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定。
(1)蜘蛛凍存之前通常要用滅菌蒸餾水清洗、饑餓等處理,其目的是減少外源DNA的干擾,獲取目的基因的方法包括從自然界已有的物種中分離和人工合成法,因此取凍存大腹園蛛的胸部組織搗碎,可以從中提取該蜘蛛的基因組DNA。
(2)根據(jù)題意可知,研究者對比兩者NT中的氨基酸序列,根據(jù)其中共有的一段含有7個氨基酸的保守序列,推測對應的DNA序列,根據(jù)氨基酸與密碼子的對應關系可知,則設計出引物的長度為7×3=21個堿基的引物1,常用化學合成法合成引物。
(3)根據(jù)以上分析可知,PCR擴增過程中需要的條件為:模板、引物、熱穩(wěn)定的DNA聚合酶、dNTP為反應原料等,因此經(jīng)25~30輪擴增循環(huán)后,由于模板的增多,熱穩(wěn)定DNA聚合酶的數(shù)量會逐漸成為制約反應持續(xù)進行的主要限制性因素。
(4)識圖分析可知,圖紙空白處為基因表達載體的構(gòu)建,基因表達載體構(gòu)建完成后導入受體細胞,大腸桿菌為微生物,可以用鈣離子轉(zhuǎn)化法處理,使大腸桿菌處于感受態(tài),便于吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。
(5)由于大腸桿菌為原核生物,沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器,不能對分泌蛋白進行加工和分泌,因此大腸桿菌不能分泌NT蛋白,故分離、純化NT蛋白時,不直接從培養(yǎng)液中提取,而是將表達該蛋白的工程菌破碎處理后提取。
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【題目】圖A和圖B分別為監(jiān)測到甲、乙兩位患者和正常人用餐后180min內(nèi)血糖濃度和血液中胰島素濃度的變化情況,但乙的胰島素監(jiān)測數(shù)據(jù)不慎丟失。據(jù)圖回答下列問題。
(1)在血糖平衡調(diào)節(jié)過程中,胰島B細胞接受_____________、_____________等信號分子的作用后分泌胰島素。已知乙為高血脂患者,其血漿中過多的脂肪酸會使胰島素受體的敏感性降低,據(jù)此推測乙患者與正常人相比血漿中胰島素濃度會_____________(填“偏高”“基本相同”或“偏低”)。
(2)從細胞角度分析,甲患糖尿病的原因最可能是__________________________。通常,體內(nèi)高濃度的血糖會使糖尿病患者的原尿滲透壓_____________(填“升高”或“降低”),從而導致尿量增多。
(3)胰島素作為一種信息分子,需要與靶細胞表面的特異性受體結(jié)合才能發(fā)揮作用,除此之外,胰島素發(fā)揮作用時還具有____________、____________的特點。
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【題目】已知鹽酸能催化淀粉、蔗糖水解。某小組用鹽酸和淀粉酶分別處理淀粉和蔗糖,在底物起始量相同且充足的條件下,測得底物剩余量隨時間變化如圖所示。下列有關分析錯誤的是( )
A.圖中1為鹽酸處理,2為淀粉酶處理
B.實驗證明酶的催化具有專一性和高效性
C.實驗不能證明酶具有降低活化能的作用
D.實驗表明鹽酸對蔗糖的催化效率高于淀粉
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【題目】下圖是種群的社群壓力對種群數(shù)量影響的調(diào)節(jié)模式圖,下列有關敘述正確的是( )
A.社群壓力增大會導致由效應T細胞分泌的抗體數(shù)量明顯減少
B.社群壓力增大會導致機體胰島B細胞分泌的胰島素明顯減少
C.社群壓力僅通過體液調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)方式對種群數(shù)量進行調(diào)控
D.社群壓力增大引起出生率下降、死亡率上升,種群數(shù)量降低
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【題目】鐵皮石斛為藥用草本植物,喜生活在陰濕環(huán)境,已被列為“瀕危珍稀植物”。下圖為某科研小組測定其在光照和黑暗條件下的CO2吸收速率曲線,請回答:
(1)鐵皮石斛葉肉細胞可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能,參與這一過程的兩類色素為________。
(2)鐵皮石斛葉肉細胞葉綠體________上的色素吸收光能,將水分解,產(chǎn)生的O2釋放到細胞外至少需要穿過________層生物膜。
(3)據(jù)圖分析,鐵皮石斛不同于一般植物的特點是________________。研究發(fā)現(xiàn),黑暗時鐵皮石斛細胞可將CO2轉(zhuǎn)化為酸性物質(zhì)儲存起來,但不能將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等有機物,其原因是暗處缺少光反應提供的________,進而不能完成C3的________等過程。
(4)以鐵皮石斛莖段為外植體進行植物組織培養(yǎng),移栽前需將生根瓶苗打開瓶蓋,移至常溫下煉苗7天,煉苗的目的是________________。煉苗后,應洗去根部富含有機物的培養(yǎng)基,栽種在以________營養(yǎng)為主的普通基質(zhì)上。
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【題目】春天日照逐漸延長時,鳥類大多進入繁殖季節(jié)。光調(diào)節(jié)鳥類繁殖活動的圖解如下。下列相關分析不正確的是( )
A.鳥類的繁殖活動通過機體的神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)完成
B.A、B分別代表促性腺激素釋放激素和促性腺激素
C.鳥類的繁殖活動是機體對春季溫度變化的響應
D.C可通過反饋作用調(diào)節(jié)激素A和B的分泌
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【題目】圖1是某生態(tài)系統(tǒng)部分生物關系示意圖。請回答下列問題:
(1)生態(tài)系統(tǒng)最基本的生物成分是_________。圖1由喬木、草本植物、蝗蟲、蜘蛛和雜食性鳥構(gòu)成的食物網(wǎng)中,雜食性鳥分別處于第__________營養(yǎng)級。
(2)從圖1所示的營養(yǎng)關系分析,屬于分解者的有__________。有機碎屑被徹底分解產(chǎn)生的__________(至少寫出兩類)等供生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)利用。
(3)由于喬木的遮擋程度不同,導致了不同區(qū)域地表的草本植物、真菌等生物種類和數(shù)量有一定差異,地表生物的這種區(qū)域差異分布體現(xiàn)了群落具有__________結(jié)構(gòu)。
(4)下列屬于該區(qū)域東亞飛蝗種群基本特征的有__________(填序號)。
①空間分布②遷入率③互利共生④物種豐富度⑤種群密度
(5)圖2是圖1生態(tài)系統(tǒng)中某兩個營養(yǎng)級(甲、乙)的能量流動示意圖,其中a~e表示能量值。乙糞便中食物殘渣的能量包含在_________(填圖2中字母)中,乙用于生長、發(fā)育及繁殖的能量值可表示為__________(用圖2中字母和計算符號表示)。
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【題目】將去除尖端的燕麥胚芽鞘分別放在水(a組)或一定濃度的生長素溶液(b組)中培育18小時,觀察胚芽鞘的生長狀況,下列有關實驗的敘述錯誤的是( )
A.a組與b組比較可研究生長素對胚芽鞘生長的影響
B.所用胚芽鞘去除尖端的目的是便于測量胚芽鞘長度
C.兩組實驗需測定胚芽鞘的初始長度用以計算伸長量
D.結(jié)果說明該濃度生長素能夠促進胚芽鞘的伸長生長
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