2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪在东北农业大学的种猪场自然分娩产出,这标志着我国在转基因克隆猪技术领域已达到世界领先水平。下图为我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图,请据图回答:
(1)图中通过过程①、②形成重组质粒,需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。若限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是一G↓GATCC一,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC一。在质粒上有酶I的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
①请画出质粒被限制酶I切割后所形成的黏性末端。
②在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来? _____。理由是_____________________________________。
(2)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达,也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性作用,因此GFP基因可以运用作为基因表达载体上的______。
(3)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是____________。然后还要通过____________技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上。
(4)为了获得更多的猪卵母细胞,可通过对母猪注射____________的方法,做超数排卵处理,并将所采集到的卵母细胞在体外培养到____________期即可通过显微操作将其细胞核去除。
(5)早期胚胎的培养液成分较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、__________________等物质。
(6)绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程属于______生殖。目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白,黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是:______(用数字表示)。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计
③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)
④表达出蓝色荧光蛋白
二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性,控制该相对性状的两对等位基因(A.a和B.b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交实验的统计数据:
亲本组合 |
F1株数 |
F2株数 |
||
紫色叶 |
绿色叶 |
紫色叶 |
绿色叶 |
|
①紫色叶×绿色叶 |
121 |
0 |
451 |
30 |
②紫色叶×绿色叶 |
89 |
0 |
242 |
81 |
请回答:
(1)结球甘蓝叶色性状的遗传遵循________定律。
(2)表中组合①的两个亲本基因型为________,理论上组合①的F2紫色叶植株中,纯合子所占的比例为________。
(3)表中组合②的亲本中,紫色叶植株的基因型为________。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交,理论上后代的表现型及比例为________。
(4)请用竖线(|)表示相关染色体,用点(·)表示相关基因位置,在下图圆圈中画出组合①的F1体细胞的基因型示意图。
基因可以通过控制酶来控制生物体的性状,请回答下列关于基因控制性状的两个问题:
(一)以酒待客是我国的传统习俗,有些人喝了一点酒就脸红,我们称为“红脸人”,有人喝了很多酒,脸色却没有多少改变,我们称为“白脸人”。乙醇进入人体后的代谢途径如下,回答:
(1)“红脸人”体内只有乙醇脱氢酶,饮酒后血液中________含量较高,毛细血管扩张而引起脸红。
(2)“白脸人”两种酶都没有,其基因型是________;
(3)若A对A.B对b基因完全显性,“红脸人”的基因型有________种。若“红脸人”各种基因型出现的比例相等,“白脸人”各种基因型出现的比例也相等,则“红脸人”与“白脸人”婚配产生的后代中不产乙醇脱氢酶,产乙醛脱氢酶的个体的比例是________。
(二)兔子皮下脂肪的颜色受一对等位基因(A和a)的控制。研究人员选择纯种亲本进行了如下两组杂交实验,请分析回答:
(4)显性性状是________,F2性状表现说明____________________。
下面为某家族白化病(皮肤中无黑色素)的遗传系谱,请据图回答(相关的遗传基因用A.a表示)
(1)该病是由性基因控制的。
(2)Ⅰ3和Ⅰ4都是正常,但他们有一个女儿为白化病患者,这种现象在遗传学上称为。
(3)Ⅱ3的可能基因型是,他是杂合子的机率是。
(4)Ⅲ个体是白化病的概率是。
根据下面细胞分裂图回答下列问题:
(1)A图所示细胞处于分裂的期,细胞内DNA数与染色单体数的比例是。
(2)B图所示细胞的名称是。
(3)C图所示细胞分裂产生的子细胞名称是,每个子细胞中有对同源染色体。
2012年诺贝尔生理学或医学奖授予两位在细胞核重编程领域有重大贡献的科学家。科学家把c–Myc等4个关键基因通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞,使其变成诱导多能干细胞——iPS细胞,这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。
(1)基因工程中经常用的载体除了动植物病毒外还有________和_____ _。
(2)若想增强载体病毒颗粒的感染性,可利用__________技术改造病毒外壳蛋白,直接对__________进行操作。
(3)应用__________技术得到重组细胞,激活重组细胞发育成早期胚胎。使用从__________中获得的胚胎干细胞,在培养中根据需要加入以诱导其分化得到各种组织器官,用于治疗某些疾病,这种技术称为____________________。
(4)iPS细胞的获得不使用胚胎细胞或卵细胞,也不诱导发育成个体,因此不会像生殖性克隆一样引发__________问题。
(5)iPS细胞在体外已成功地被诱导分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等,究其本质原因是基因____________________的结果。