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的F1中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:
_________________________________________________________________________ _
_________________________________________________________________________ _
_________________________________________________________________________ _
_____________________________________________________________________________。
目前各种媒体的补钙广告成了老百姓的热门话题,正常人体内钙的总量约1~1.2千克。其中99%以上是在骨组织中,只有极少数在血浆中。
根据下面材料完成问题:
血液中钙过多,会造成神经传导和肌肉反应的减弱,使人对任何刺激都无反应,但血液中钙过少,又会造成神经传导和肌肉的超应激性,在这种极度兴奋的情况下,微小的刺激,如一个响声、咳嗽就可能使人陷入痉挛性抽搐。血钙在血浆中的存在如下表(mmol/L):
可弥散 |
钙 |
1.18 |
钙复合物如CaHPO4 |
0.16 |
|
不可弥散 |
与血浆蛋白结合 |
1.16 |
食物中的钙是以________状态被小肠绒毛的上皮细胞吸收,再通过________运输到全身各处。正常血钙平均浓度为________,哺乳动物血钙浓度过低时会出现________,此时将由骨骼中的钙补充,从而使成年人患________、________等疾病。血钙浓度过高时出现________, 由此说明________________________________。
以下各图分别表示几种不同的育种方法。请根据图完成问题。
(1)A图所示过程称为克隆技术,新个体丙的基因型与亲本中的________相同。
(2)在B图中,由于物种P突变为物种P1,在指导蛋白质合成时,③处氨基酸由物种P的________改变为________(缬氨酸GUC;谷氨酰氨CAG;天门冬氨酸GAC)
(3)C图所示的育种方法叫________,该方法最常用的做法是在①处________________________________。
(4)D图表示的育种方法是________,若要在F2中选出最符合生产要求的新品种,最简便的方法是________________________________。
(5)E图中过程②常用的方法是________,与D方法相比较,E的突出优点是________。
某校生物研究性学习小组在对某森林生态系统进行种群密度调查后,得到如下统计数据:
第一年 |
第二年 |
第五年 |
第八年 |
|
甲种群 |
4490 |
4120 |
67 |
10 |
乙种群 |
0 |
120 |
3210 |
4500 |
请根据以上调查结果回答下列问题:
(1)甲种群与乙种群之间存在着___________________关系,可能是导致甲种群密度变化的重要因素。而影响甲种群密度变化的其他生物因素可能还有____________________。
(2)甲种群和乙种群作为生态系统的生产者,为其他生物的生存提供所需的___________________________________。
(3)从甲、乙两个种群的演潜过程,可以说明生态系统具有__________________能力。
(4)甲种群逐渐减少,甚至可能灭绝的情况,给该生态系统可能造成的影响是_________________________________________。
(5)甲种群植物可能灭绝的内在因素是________________________。
水的污染,一类是自然因素造成的,如某些地区的地下水溶解地层中的矿物,使水体中盐分、微量元素含量偏高,生物腐烂产生有毒物质影响水质;另一类是人为因素造成的,如工业污水、生活污水的排放,农药、化肥的流失等也会影响水质。
(1)水中N、P元素含量过高,开始可能引起________大量繁殖,不久便大量死亡,最终导致水生动植物的大量死亡,使水质恶化。在这种环境条件下,水中动植物尸体在微生物作用下分解能产生硫化氢、氨等气体,它们主要来自生物体内的哪类有机物?________。
(2)这些微生物大多数属于哪一代谢类型?
某校高三年级研究性学习小组调查了人的眼皮遗传情况,他们以年级为单位,对统计的数据进行汇总和整理,见下表。
双亲全为双眼皮(①) |
仅父亲为双眼皮(②) |
仅母亲为双眼皮(③) |
双亲全为单眼皮(④) |
|||||
性别 |
男 |
女 |
男 |
女 |
男 |
女 |
男 |
女 |
双眼皮人数 |
59 |
61 |
31 |
29 |
30 |
30 |
0 |
0 |
单眼皮人数 |
38 |
36 |
28 |
28 |
27 |
29 |
56 |
53 |
请分析表中情况,完成下列问题:
(1)根据表中________组调查情况,你就能判断出显性性状为________。
(2)根据表中________组调查情况,能判断人的眼皮遗传是________染色体遗传。
(3)第①组双亲基因型的所有组合是________。
(4)下图是张同学(5号个体)所在家庭的眼皮遗传图谱,请推测张的哥哥(4号)与她嫂子生一个双眼皮孩子的概率是________。
(5)表中①的数据为双眼皮∶单眼皮=120∶74,这个统计数据为何与理论上的推论有较大误差?
________________________________。
(6)某单眼皮女生到美容所做了双眼皮,该双眼皮性状能否遗传,为什么?________________________________
________________________________。