[现代生物科技专题]
2007年诺贝尔生理学或医学奖授予在“基因靶向”技术方面作出突出贡献的三位科学家。借助这一技术,科学家可以用小鼠进行实验,使其体内的某项特定基因丧失功能,以帮助人们找到治疗疾病的有效方法。下面是该实验的基本过程,请回答有关问题。
(1)获得胚胎干细胞(ES细胞)。实验一般采用ES细胞(或受精卵)作为目的基因的受体细胞,这是因为ES细胞易表现出______________。举出一例获取Es细胞的常用方法: 。
(2)获取目的基因。为了提高实验成功率,还需要通过PCR技术扩增目的基因。与体内DNA复制相比,PCR反应体系需加入哪两种特别的物质?
(3)将基因表达载体导入ES细胞,从中筛选出成功发生了同源重组的ES细胞,然后培育出小鼠。由ES细胞培育出小鼠的过程中,需要用到早期胚胎培养技术和 技术。(4)通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品,可以确定该小鼠体内是否成功发生了基因的同源重组。这种检测方法是 。
卡罗琳斯卡医学院2012年10月8日宣布,将2012年诺贝尔生理学或医学奖授予约翰格登和山中伸弥,以表彰他在“体细胞重编程技术”领域作出的革命性贡献。请回答下列问题:
(1)约翰格登于1962年通过实验把蝌蚪已分化体细胞的细胞核移植进入卵母细胞质中,并成功培育出“克隆青蛙”。由于动物细胞的全能性会随着动物细胞______程度的提高而逐渐受到限制,直到今天也还不能用类似______(某种植物细胞工程的技术手段)的方法获得完整的动物个体。“克隆青蛙”的培育成功,说明了。
(2)山中伸弥于2006年把4个关键基因通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞,使其变成多功能干细胞。在该技术中,逆转录病毒是这4个关键基因进入成纤维细胞的_______(基因工程的工具),它能够携带外源基因进入受体细胞,并整合到其染色体的DNA上。
(3)所谓“体细胞重编程技术”即将成年体细胞重新诱导同早期干细胞状态,即获得iPS细胞,iPS细胞与胚胎干细胞一样,具有发育的_______,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
如图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下面的问题。
(1)在图1中注射到小鼠体内的物质是__________。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞,此类细胞的特点是__________。该过程所用的生物技术有____________________。
(2)图3中过程①是植物细胞形成__________的阶段,该阶段所用的酶是___ ____。
果蝇的眼色和翅长分别由A、a和B、b两对等位基因控制。红眼长翅的雌、雄果蝇相互交配,产生的F1代表现型及比例如下。
F1表现型 |
红眼长翅 |
红眼残翅 |
白眼长翅 |
白眼残翅 |
雌蝇 |
3 |
1 |
0 |
0 |
雄蝇 |
3 |
1 |
3 |
1 |
请回答:
(1)亲本果蝇的基因型是________________。
(2)F1代的红眼长翅雌果蝇的基因型有______种,其中纯合子占_______;红眼长翅雄果蝇中纯合子占_____。
(3)若F1代的红眼长翅雌、雄果蝇相互交配,则F2代果蝇的基因型有______种,表现型有_______种。
(4)选择基因型分别为____________(只写出与本小题有关的即可)的亲本果蝇杂交,则子代根据_______(眼色/翅长)的性状可以辨别果蝇的性别。
如图所示,科研小组用60Co照射棉花种子,分别获得棕色(纤维颜色)和低酚(棉酚含量)两个新性状的品种。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制,棉酚含量由另一对基因(B、b)控制,两对基因独立遗传。回答下列问题:
(1)两个新性状中,棕色是__________,低酚是__________性状。诱变当代中,棕色、高酚的棉花植株基因型是__________;白色、高酚的棉花植株基因型是_________。
(2)棕色棉抗虫能力强,低酚棉产量高。为尽快获得抗虫高产棉花新品种,研究人员将诱变Ⅰ代中棕色、高酚植株自交,每株自交后代种植在一个单独的区域,从后代__________(出现/不出现)性状分离的区域中得到纯合棕色、高酚植株;再将该纯合体与图中表现型为_________的植株杂交后,取其子代花粉进行_______________成幼苗后,用____________处理可获得纯合的抗虫高产棉花新品种。
(每空2分,共10分)2009年在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会上,中国政府作出了降 低国内单位生产总值二氧化碳排放量的承诺,到2020年中国国内单位生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40%~50%,低碳经济与绿色生活方式引起人们重视。根据上图回答问题。
(1)碳从无机环境中进入生物群落的途径①表示的是________过程。
(2)垃圾资源化、无害化是绿色城市的重要标志之一,可将回收后无法直接利用的有机废物进行发酵处理,该过程所利用的生物属于生态系统的________(成分)。
(3)煤是“高碳”能源,通过燃烧,碳主要以________的形式进入大气圈。根据上图提出一项实现“低碳”承诺、缓解温室效应的关键措施________________________。
(4)若下图虚线框中的种群及相互间的关系如下图所示,假设D种群中的能量是5.8×109 kJ;B种群中的能量为1.3×108 kJ。若能量的传递效率为10%~20%,则A种群中的能量至少是________kJ。