2008年诺贝尔化学奖授予了下村脩、马丁•沙尔菲、钱永健三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家,他们代表了绿色荧光蛋白研究上的三个里程碑。请结合所学知识分析回答:
材料一 下村脩1962年在普林斯顿大学做研究的时候从一种水母身上分离出绿色荧光蛋白(GFP)。当时知道在蓝光或紫外光的激发下,它会发出绿色荧光。
材料二 科学家1992年克隆出了GFP基因,随后马丁•沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达成功。之后,会发光的鼠、猪、猫、兔、蝌蚪、鱼也相继问世。下图是转基因绿色荧光鼠的培育过程:
材料三 钱永健通过改造GFP基因,相继制造出了蓝色(BFP)和黃色(YFP)的荧光蛋白。
(1)为了提高实验成功率,需要通过PCR技术获得目的基因的大量拷贝。与体内DNA复制相比,PCR反应体系需加入 种引物和 。
(2)将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因,再将该融合基因转入真核生物细胞内,表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是_______。
A.追踪目的基因在细胞内的复制过程 |
B.追踪目的基因插入到染色体上的位置 |
C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 |
D.追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 |
(3)材料二中,过程①构建的基因表达载体的组成必需含有启动子、终止子、复制原点、___________、 。过程④选择代孕母鼠的条件是____________________。
(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因 。
(5)材料三中,钱永健制造出蓝色荧光蛋白,黄色荧光蛋白,这种现代生物工程技术称为 。
下图表示以某种农作物①和②两个品种分别培育出不同品种的过程。请回答:
(1)用①和②经过程Ⅰ、Ⅱ培育成⑤,属于育种,其原理是。
(2)用③和④培育成⑤的过程属于育种,过程Ⅲ常用的方法是。
(3)过程Ⅳ常用的方法是,品种⑥是倍体。
(4)③导入外源基因C后培育成⑦,应用的原理是,该过程需用到、和3种工具。利用这种方法育种最大的优点是。
(5)②经射线处理培育成⑧的原理是。该方法的成功率相对较低,其原因是。
在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性;而实验的实际最终结果显示:在离心上层液体中,也具有一定的放射性,而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验方法是。
(2)在理论上,上清液中放射性应该为0,其原因是:理论上讲,噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌体内,上清液中只含噬菌体的。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析:
a.在实验中,从噬菌体和大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性含量升高,其原因是:噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来,经离心后。
b.在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,将(填“是”或“不是”)误差的来源,理由是:没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中,使上清液。
以下是基因型为AaBb的雌性高等动物细胞分裂图像及细胞分裂过程小染色体数目变化曲线,请回答相关问题:
(1)甲细胞内有个染色体组,分裂产生的子细胞的基因型是。不具有同源染色体的细胞有。
(2)丙图所示细胞名称为,其染色体变化对应丁图的段。
(3)若用光学显微镜观察到图中细胞所示的染色体,需用染色;若鉴定染色体的主要成分时,需用到试剂和试剂。
(4)若乙图细胞分裂完成后形成了基因型为AaB的子细胞,其原因最可能是。
(5)若丙图中一条染色体上的B基因变为b基因,则产生这种情况的原因可能是。
某家畜的耳朵的形状由两对基因(A和a,B和b)控制,这两对基因的遗传符合基因的自由组合定律,但与性别无关。据表回答问题。
项目 |
基因 组合 |
A、B同时存在 (A_B_型) |
A存在、B不存在 (A_bb型) |
B存在、A不存在 (aaB_型) |
A和B都不存在 (aabb)型 |
耳朵形状 |
尖状 |
圆状 |
椭圆状 |
倒扇状 |
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杂 交 组 合 |
甲:尖状×倒扇状→F1:尖状、圆状、椭圆状、倒扇状 |
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乙:圆状×圆状→F1:圆状、倒扇状 |
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丙:椭圆状×圆状→F1:全是尖状 |
(1)甲组杂交方式在遗传学上称为;甲组杂交F1中四种表现型比例是。
(2)除了上述的3种组合,如果进行尖状×倒扇状,得到的后代表现型只有圆状和尖状,则该圆状的基因型是。
(3)让乙组后代F1中圆状的家畜与另一纯合椭圆状的家畜杂交,杂交后代表现型及比例在理论上是。
(4)让丙组F1中的雌雄个体交配,后代表现为圆状的有150只,那么表现为椭圆状的杂合子理论上有只。
(5)基因型为AaBb与Aabb的个体杂交,它们的后代基因型的种类有种,后代中纯合子比例占。
某植物种群,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%,据此回答下面的问题。
(1)该植物的A、a基因频率分别是、。
(2)若该植物自交,后代中AA、aa基因型个体分别占、。这时,A和a的基因频率分别是、。
(3)依现代生物进化理论,这种植物在两年中是否发生了进化?。
(4)生物进化的单位是,进化的原材料由提供,_______________决定生物进化方向。