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。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图,据图回答:
注: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。限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。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)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?并说出理由:
(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多的方法是 。
(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是 。获得的转基因克隆猪,可以通过对抗原表达基因的改造从而解决的医学难题是:可以避免 。
(4)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序列 ③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成) ④表达出蓝色荧光蛋白。
(26分)Ⅰ.科学家从某抗旱植物中得到抗旱基因(R),培育出抗旱转基因农作物。回答下列问题:
(1)在基因工程中,抗旱基因(R)被称为______。“分子缝合针”DNA连接酶按来源不同可分为____________和____________两类。
(2)如果用农杆菌转化法将R基因导入农作物细胞的染色体DNA上,应先将R基因插入农杆菌Ti质粒的______上,然后再让该农杆菌去感染农作物细胞。
(3)转基因农作物细胞经植物组织培养可得到转基因农作物植株,该过程的技术关键是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞先后进行____________。
(4)若得到的抗旱转基因农作物植株的基因类型有甲或乙两种(R基因的整合位点如下图,只考虑其中的两对染色体,且R基因都能正常表达),让该植株自花传粉,若子代抗旱植株所占比例为100%,则R基因的整合位点属于图______类型。
Ⅱ.图l是高等动物细胞亚显微结构模式图,图2是某雄性生物的细胞分裂示意图,图3表示图2生物细胞分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系。请据图回答问题:([ ]中填序号或字母,______填文字)
(1)若图1表示人体骨髓干细胞,则该细胞可能会发生图2中[____]细胞所示的分裂现象,星射线的形成与图1中[ ]__________有关。
(2)若图1表示浆细胞,则与抗体形成和分泌有关的单层膜细胞器是_______(填字母)。含18O的氨基酸在浆细胞内的代谢过程中产生了H218O,那么水中的18O最可能来自于氨基酸的______ (填基团)。
(3)若该个体有两对等位基因(YyRr),分别位于两对同源染色体上,则图2中A细胞相对应的基因组成可能为____________
(4)基因的自由组合发生于图3中的______时期(填罗马数字),图3由III变化为IV应于图2中的细胞变化是______。
(10分)下图是细胞融合示意图,请据图回答:
(1)过程①②应使用________________________处理细胞,以去除植物细胞壁。
(2)过程③叫做________________,该过程常用的诱导方法是_______________。
(3)过程④是细胞壁的再生过程,与此过程密切相关的细胞器是__________。
(4)⑤过程中进行的细胞分裂方式是________________,该过程先诱导细胞分裂形成______________,再由它分化形成杂种植物幼苗。
(5)若番茄细胞内含A个染色体,马铃薯细胞内舍B个染色体,则番茄—马铃薯细胞内含__________________个染色体;若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话,得到的后代应含_____________个染色体,若要得到可育的番茄一马铃薯,必须用_________________来处理幼苗。这两种方法相比,体细胞杂变方法的优点是_____________________________________。
(10分)下图甲表示反射弧中三个神经元及其联系,其中—O—(表示从树突到胞体,再到轴突及末梢(即一个完整的神经元模式);图乙表示突触的亚显微结构模式图。联系图解回答下列问题:
(1)图甲中,若①代表小腿上的感受器,则⑤(代表神经末梢及其支配的腿上肌肉)称为_________,③称为____________________。
(2)图甲中刺激d点,则除d点外,图中发生兴奋的点还有____________________(用字母表示)。
(3)图乙中二氧化碳浓度最高处在[ ]________________中,该结构的作用是为神经兴奋的传导提供___________。
(4)手术过程中,使用某种局部麻醉剂,能使乙图中[⑨]______________中释放的___________不能作用于[ ]______________,从而暂时失去兴奋传导功能。
(5)兴奋通过图乙的传递过程中,信号的变化情况是__________________________,传递方向的特点是___________________。
(14分)小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖。控制小麦高杆的基因A和控制小麦矮杆的基因a是一对等位基因。控制小麦抗病的基因B和控制小麦感病的基因b是一对等位基因,两对基因位于两对同源染色体上。
(1)若要通过杂交育种的方法选育矮杆(aa)抗病(BB)的小麦新品种,所选择亲本的基因型是_____________________;确定表现型为矮杆抗病小麦是否为理想类型的最适合的方法
是_____________________。
(2)某同学设计了培育小麦矮杆抗病新品种的另一种育种方法,过程如右图所示。其中的③表示_________________技术,乙植株中矮杆抗病个体占__________________。
(3)为探究DNA分子的半保留复制特点。某同学首先采用适当的方法使小麦根尖细胞染色体的DNA全部被3H胸腺嘧啶脱氧核苷标记,然后转移到不含3H胸腺嘧啶脱氧核苷的培养基培养,观察细胞中每条染色体的染色单体的标记情况。
①对根尖细胞的有丝分裂进行观察时,最佳选择是有丝分裂_____________期的细胞。
②转移培养基培养后,细胞第一次有丝分裂的标记特点是每条染色体的_________条染色单体被标记,细胞第二次有丝分裂的标记特点是每条染色体的__________条染色单体被标记。
科学家发现一种AGTN3基因,其等位基因R能提高运动员的短跑成绩,其另一等位基因E能提高运动员的长跑成绩。请回答:
(1)基因AGTN3变成基因R或E的现象在遗传学上称为___________________________。该现象发生的本质原因是DNA分子的基因内部发生了____________________________。
(2)在人类进化过程中,发现基因R在某个种群中出现的比例加大,而基因AGTN3在该种群中出现的比例减小。那么,该种群中具有__________基因的个体更容易在当时的环境中生存。
(3)基因通过控制蛋白质的合成米控制人的各种性状。基因R控制人体有关蛋白质的合成过程包括__________和_________两个阶段。参与该过程的核酸含有__________种核苷酸。
(4)若一个家庭中,父母都具有E基因,擅长跑;一个儿子也具有E基因,擅长跑:但另一个儿子因不具有E基因而不善于长跑。这种现象在遗传学上称为_________________。
(5)科学家把运动员注入的能改善运动员各种运动能力和耐力的基因称为基因兴奋剂。并预言,随着转基因技术的提高,在2016年里约热内卢奥运会上将出现使用基因兴奋剂这种最隐蔽的作弊行为。这是因为注入的基因存在于运动员的_____________。
A.血液中 | B.肌肉中 | C.心脏中 | D.小脑中 |
(6)若一对夫妇不含R基因,因注射了R基因都提高了短跑成绩,则他们在这以后所生子女具有R基因的概率是___________________。