2007年诺贝尔生理学或医学奖授予马里奥·卡佩基等三位科学家,以表彰他们“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”。这些发现导致了“基因敲除”技术(通常叫基因打靶)的出现,利用这一技术可以准确地“敲除”DNA分子上的特定基因,从而为研究基因功能开辟了新途径。该技术的过程大致如下:
第一步:分离胚胎干细胞。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞,在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步:突变DNA的体外构建。获取与靶基因同源的DNA片断,利用基因工程技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因),使该片段上的靶基因失活。
第三步:突变DNA与靶基因互换。将体外构建的突变DNA转移入胚胎干细胞,再通过同源互换,用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个,完成对胚胎干细胞的基因改造。
第四步:将第三步处理后的胚胎干细胞,转移到添加新霉素的培养基中筛选培养。
其基本原理如下图所示:
请根据上述资料,回答下列问题:
⑴“基因敲除技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有 性。
⑵在第三步中,涉及的变异类型是 。
⑶在靶基因中插入neoR基因的目的是 。
⑷假设经过上图表示的过程,研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,并培育成一只雌性克隆小鼠,则:
①该克隆小鼠的后代是否都含有neoR基因,为什么?________,____________________________________________________________________。
②该克隆小鼠 (填“是”或“否”)已经满足研究者对靶基因进行功能研究的需要?如果是,说明理由。如果否,简述如何利用上述小鼠才能获得符合需要的小鼠。理由或简述如何才能获得符合需要的小鼠:
。
③若该克隆雌鼠与普通小鼠交配,理论上该克隆雌鼠产下抗新霉素小鼠与不抗新霉素小鼠的比例为_________。若该克隆雌鼠产下的后代小鼠足以满足实验要求,请以F1为实验材料,设计一实验方案,通过一代杂交实验,来确定新霉素抗性基因是导入到常染色体,还是导入到X染色体上。(要求写出用来杂交的F1性状及杂交后一代的性状及相应结论)。
杂交方案:____ _______________ _____________ _____;
结果和结论:
_________________________________________________________________________
胡杨树叶片的颜色与基因型之间的对应关系如下表。请回答:
黄绿叶 |
浓绿叶 |
黄叶 |
淡绿叶 |
G_Y_ (G和Y同时存在) |
G_yy (G存在,Y不存在) |
ggY_ (G不存在,Y存在) |
![]() (G、Y均不存在) |
(1)已知决定胡杨树叶片颜色的两对等位基因位于两对同源染色体上且独立遗传。则黄绿叶胡杨树的基因型有____________种,其中基因型为____________的植株自交,F1将出现4种表现型。
(2)现以浓绿叶胡杨树与黄叶胡杨树为亲本进行杂交,若亲本的基因型为____________(写出一种即可),则F1只有2种表现型,表现型及比例为____________。
(3)在黄绿叶胡杨树与浓绿叶胡杨树中,基因型为____________的植株自交均可产生淡绿叶的子代,理论上选择基因型为____________的植株自交获得淡绿叶子代的比例更高。
(4)胡杨树的春芽芽胞表皮颜色受一对等位基因控制(R、r),且R控制色素合成的效果具有累加效应。春芽芽胞表皮颜色有红色(RR)、橙色(Rr)和白色(rr)三类。现用秋水仙素处理处理橙色植株的幼苗,到性成熟后进行自交,产生的子代有________种表现型,表现型的比例为________________________________。
某山区于25年前发生森林火灾,焚毁所有林木。该地区25年间没有人类活动的干扰,经过演替形成相对稳定的森林生态系统。请回答下列问题:
(1)火灾后,群落的演替类型是____________。整个过程中,生物种类、数量及有机物含量的变化趋势是__________(填“增加”、“减少”或“不变”),生态系统的____________稳定性提高。
(2)严重的森林火灾会破坏生态平衡,但适当的“地面火”能烧掉枯枝落叶,对该生态系统是有利的,其原因是__________________________________________________________。
(3)调查人员在该地区发现了有药用价值的五味子,可食用的榛蘑、榆黄蘑,以及矮鹿、狼等多种生物。若要调查五味子的种群密度,应该采用__________法进行调查。
(4)该生态系统中的生产者合成的有机物除了供自身呼吸作用消耗外,还能够提供给____________和流入________________________。
如图为某类突触的信号传递的示意图,这类突触中特定的神经递质的释放,会刺激大脑中的“奖赏”中枢,使人产生愉悦感.请据图分析回答:
(1)图中①是___________,①的形成主要与(细胞器)有关。其中的多巴胺是从__________通过___________方式释放到突触间隙中。受体对递质的识别起着重要作用,受体的化学本质是。
(2)当多巴胺与受体结合,使突触后膜兴奋,此时膜电位的变化是___________
___________。多巴胺作用完成后正常的去路是_________________________________。
(3)可卡因是一种神经类毒品,由图可知,其进入突触间隙后会阻碍多巴胺的回收,使突触后神经元___________,导致大脑“奖赏”中枢的持续兴奋而获得愉悦感,最终造成人对可卡因产生依赖的不良后果。
下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中①~⑤表示反应过程,A~L表示细胞代谢过程中的相关物质,a、b、c表示细胞的相应结构。请据图作答:
(1)上图中,反应过程①的场所是____________,反应过程④的场所是____________。
(2)结构a中发生的能量转换过程是___________________________________。在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时,单位时间内A~L各物质中产生量与消耗量相等的有
______________________________________。
(3)叶肉细胞在③④⑤过程中,产生能量最多的过程是______________(填序号)。
(4)干旱初期,水稻光合作用速率明显下降,其主要原因是反应过程_____(填图中①~⑤)受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产,其原因是反应过程_____(填图中①~⑤)受阻。
回答下列有关问题:
(1)哺乳动物的卵子发生是在雌性动物的卵巢内完成的。卵原细胞演变为初级卵母细胞并依次经过两次分裂,减数第一次分裂是在____________前后完成的,减数第二次分裂是在____________过程中完成的。当观察到卵细胞膜与透明带之间有____________时,说明卵子已受精。________________是防止多精入卵的第一道屏障。
(2)哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在______________完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别。刚排出的精子不能立即与卵子结合,必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后,才具备受精能力,这一生理现象叫做_______________。
(3)体外受精是对体内受精的模拟操作,首先对实验动物用____________处理,使其排出更多的卵子,待精子获能后,可以在____________或者专用受精溶液小滴中完成受精。
(4)精卵体外受精后,应将受精卵移入发育培养液培养,它的成分比较复杂,除了一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸、________等物质。
(5)对于“试管动物”的正确理解是_____________。
A属于无性生殖 B属于有性生殖 C体外受精 D体内受精
E体外发育 F体内发育 G运用基因工程技术 H运用细胞工程技术