【題目】科學家從某細菌中提取抗鹽基因,轉入煙草并培育成轉基因抗鹽煙草。下圖是轉基因抗鹽煙草的培育過程,虛線箭頭表示轉錄的方向。請分析回答下列問題:
(1)在該過程中,研究人員首先獲取了抗鹽基因(目的基因),并采用PCR技術(中文名稱_____________)對目的基因進行擴增,該技術所用的酶是__酶,引物的設計依據(jù)是_____________。
(2)圖中①②過程為防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化,以及提高實驗的成功率。應選用_______________兩種酶對外源DNA和質粒進行切割。
(3)為篩選出成功導入重組質粒的農(nóng)桿菌,④過程中培養(yǎng)基中需加入_________。
(4)通過農(nóng)桿菌轉化作用,可以使目的基因進入植物細胞,插入到________________,使其遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。
(5)為了確定抗鹽煙草是否培育成功,需要進一步做檢測,進行如下圖所示的操作。
①使用___________________________作探針進行分子雜交;
②將薄膜曝光在顯影膠片上,放射自顯影的結果表明____________________,繼而對提供該細胞的轉基因植株用_____________________的方法從個體水平鑒定煙草植株的耐鹽性。
(6)將抗鹽基因導入煙草細胞內(nèi),使煙草植株產(chǎn)生抗鹽性狀,這種新性狀(變異)的來源屬于__________________。
(7)若一個抗鹽基因隨機整合的一條染色體上,則其自交,子代抗鹽與不抗鹽個體的比例約為___________。
【答案】多聚酶鏈式反應 Taq酶 目的基因核苷酸序列 BamHⅠ和Hind Ⅲ M抗生素 植物細胞染色體DNA上 放射性同位素標記的抗鹽基因(或目的基因) 目的基因成功導入受體細胞 一定濃度的鹽水澆灌(栽培于含有一定鹽的土壤中,觀察該煙草植株的生長狀態(tài)) 基因重組 3:1
【解析】
分析題圖:圖示是轉基因抗鹽煙草的培育過程,其中①表示含有目的基因的外源DNA分子;②表示質粒;③表示基因表達載體的構建過程;④表示采用農(nóng)桿菌轉化法將目的基因導入受體細胞;⑤表示脫分化過程;⑥表示再分化過程。
(1)在植物基因工程操作過程中,研究人員首先獲取了抗鹽基因(目的基因),并可以采用PCR(多聚酶鏈式反應)技術對目的基因進行擴增,該技術需要的條件有:兩種引物、酶(熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶或Taq酶)、原料(4種脫氧核苷酸)、模板(目的基因的兩條脫氧核苷酸鏈);引物是依據(jù)目的基因核苷酸序列設計的。
(2)由圖可知,使用Smal酶切割,將會破壞質粒的抗性基因(標記基因),同時也會破壞目的基因片段,因此用圖中的質粒和目的基因構建重組DNA分子時,不能使用SmaI酶切割。標記基因和外源DNA目的基因中均含有ECoRI酶切位點,用該酶切割,再在DNA連接酶的作用下,可形成3種環(huán)狀產(chǎn)物,即外源DNA自身連接、質粒自身連接、外源DNA和質粒連接,因此為了防止目的基因的外源DNA片段和質粒自身環(huán)化,應選用BamHI和HindⅢ酶對外源DNA和質粒進行切割,這樣使目的基因兩端的黏性未端不同,可以防止自身環(huán)化。
(3)該重組質粒中的標記基因是M抗生素抗性基因,故培養(yǎng)基中需加入M抗生素來篩選出成功導入重組質粒的農(nóng)桿菌。
(4)通過農(nóng)桿菌轉化作用,可以使目的基因插入到植物細胞染色體DNA上,使其遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。
(5)為確定轉基因抗鹽煙草是否培育成功,有分子水平的檢測,也有個體水平的鑒定。分子水平的檢測中,利用放射性同位素標記的抗鹽基因(或目的基因)作探針進行分子雜交檢測,將薄膜曝光在顯影膠片上,圖中放射自顯影的結果表明目的基因成功導入受體細胞;個體水平上鑒定中,將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中(或用一定濃度的鹽水澆灌),觀察該煙草植株的生長狀態(tài)。
(6)將抗鹽基因導入煙草細胞內(nèi),使煙草植株產(chǎn)生抗鹽性狀,這種新性狀(變異)的來源轉基因技術,轉基因技術的原理是基因重組。
(7)若一個抗鹽基因隨機整合的一條染色體上,類似與雜合子,故讓其自交,子代抗鹽與不抗鹽個體的比例約為3:1。
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【題目】氣孔是植物進行氣體交換的主要通道,其開放程度直接影響植物的蒸騰、光合和呼吸作用。為探究光照、CO2濃度和溫度對氣孔開閉的影響,科研人員做了如下實驗:剪取同一株鳶尾植株上長勢一致的葉片,利用恒溫培養(yǎng)箱設置光照20000lx/23℃、黑暗/23℃、光照20000lx/4℃等3個處理;同時,在光照2001x/12℃的環(huán)境下,用系列濃度為0g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L的NaHCO3溶液進行CO2處理;處理時間均為1h,每個處理重復至少3次,統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)如下。據(jù)圖回答下列問題。
(1)據(jù)圖1分析,影響氣孔開閉的主要因素是_________________,由此推斷早晨氣孔會隨光照增強而_________________(開放、關閉)。試分析原因:__________________________________。
(2)研究發(fā)現(xiàn)、鳶尾的光合作用強度隨溫度降低而下降的幅度比大多數(shù)植物小,具有較強的耐寒性,據(jù)圖分析原因可能是___________________________________________________。
(3)根據(jù)實驗分析提高鳶尾光合速率的措施有__________________________________。
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【題目】研究人員在不同季節(jié)對一小型湖泊水體進行采樣,調查浮游藻類的數(shù)量和種類,結果如下圖所示。 下列敘述符合生態(tài)學原理的是( )
A.溫度是影響該水體中藻類種群變化的重要因素
B.如果該水體發(fā)生富營養(yǎng)化,藻的種類會有所增加
C.夏季可能是該湖泊中浮游動物種類最多的季節(jié)
D.浮游藻類中的氧元素會有10%~ 20%進入浮游動物
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【題目】兩個不同生態(tài)系統(tǒng)在同時受到同等強度的干擾(a)后,其結構和功能的曲線變化情況如圖,由圖不能得出的結論是
A.同等強度的干擾下,乙生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性比甲強
B.同等強度的干擾下,若乙生態(tài)系統(tǒng)干擾提前,則B點左移
C.若甲生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度增大,則C點右移
D.乙生態(tài)系統(tǒng)B點后一定有新的物種產(chǎn)生
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【題目】人體血糖的相對穩(wěn)定是神經(jīng)系統(tǒng)和多種激素共同作用的結果。如圖為人進食后,血液中胰島素和胰高血糖素濃度的變化情況。請回答下列問題:
(1)圖中曲線a、b分別表示________、_________________。
(2)當血糖升高時,下丘腦通過分泌__________(填“神經(jīng)遞質”或“激素”)調節(jié)胰島B細胞的活動。某糖尿病患者體檢時,發(fā)現(xiàn)體內(nèi)的胰島素含量正常,但其體內(nèi)的血糖濃度卻較高,可能的原因是________________________________________________________。
(3)有一種糖尿病,是因為患者體內(nèi)某種T細胞過度激活為效應T細胞后,選擇性地與胰島B細胞密切接觸,導致胰島B細胞死亡而發(fā)病,這種糖尿病屬于_____________病。患者______(填“能”或“不能”)用定期注射胰島素的方法控制血糖。
(4)與神經(jīng)調節(jié)相比,體液調節(jié)的特點有,作用途徑是通過______________;作用范圍較為____________等。
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【題目】某生物細胞周期中的三個階段(用①、②、③表示)示意圖如下,每個階段內(nèi)繪有相應的流式細胞儀分析圖譜,據(jù)圖分析判斷下列錯誤的是( )
A. 一個細胞周期可表示為①→②→③過程B. DNA復制發(fā)生在①階段且易發(fā)生基因突變
C. 著絲點分裂和染色體加倍發(fā)生在②階段D. ③階段的細胞可能是剛剛完成分裂的細胞
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【題目】下圖為普通小麥的培育過程示意圖。以下敘述正確的是( )
A.①②過程需要用秋水仙素處理雜種一、雜種二產(chǎn)生的種子以恢復其可育性
B.由于二粒小麥可育,故一粒小麥與山羊草之間不存在生殖隔離
C.該育種方法利用的遺傳學原理主要是基因重組
D.雜種一、雜種二不育,二粒小麥、普通小麥可育
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【題目】如圖所示為DNA復制的過程圖。據(jù)圖分析,下列敘述錯誤的是( )
A.具有半保留復制特點
B.該過程中不存在A與U配對
C.復制時需要多種酶催化
D.有一條核苷酸鏈的合成不連續(xù)
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【題目】圖為反射弧的結構模式圖,有關敘述正確的是( )
A.機體內(nèi)興奮的傳導方向為⑤→④→③→②→①
B.刺激①產(chǎn)生的信號傳到③處會產(chǎn)生痛覺
C.興奮在③處的傳遞比在②處的傳導速度慢
D.刺激①或④,都會引起⑤處發(fā)生反射
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