2008年诺贝尔化学奖授予了下村脩、马丁·沙尔菲、钱永健三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家,他们代表了绿色荧光蛋白研究上的三个里程碑。请结合所学知识分析回答:
材料一 下村脩1962年在普林斯顿大学做研究的时候从一种水母身上分离出绿色荧光蛋白(GFP)。当时知道在蓝光或紫外光的激发下,它会发出绿色荧光。
材料二 科学家1992年克隆出了GFP基因,随后马丁·沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达成功。之后,会发光的鼠、猪、猫、兔、蝌蚪、鱼也相继问世。下图是转基因绿色荧光鼠的培育过程:
材料三 钱永健通过改造GFP基因,相继制造出了蓝色(BFP)和黄色(YFP)的荧光蛋白。
(1)为了提高实验成功率,需要通过PCR技术获得目的基因的大量拷贝。与体内DNA复制相比,PCR反应体系需加入__________种引物和__________。
(2)将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因,再将该融合基因转入真核生物细胞内,表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是__________。
A.追踪目的基因在细胞内的复制过程 |
B.追踪目的基因插入到染色体上的位置 |
C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 |
D.追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 |
(3)材料二中,过程①构建的基因表达载体的组成必需含有启动子、终止子、复制原点、_____________、_________________。
(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因__________。
(5)材料三中,钱永健制造出蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白,这种现代生物工程技术称为__________。
共下图表示人类镰刀细胞贫血症的病因,据图回答:
(1)过程③称为,发生的场所是。
(2)④表示的碱基序列是,这是编码缬氨酸的一个 ,转运该缬氨酸的转运 RNA一端的三个碱基是。
镰刀型细胞贫血症十分罕见,这是因为基因突变具有 的特点。
胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,已知这些细胞膜上的载体转运葡萄糖的过程不消耗ATP。回答下列问题:
(1)胰岛素从胰岛B细胞释放到细胞外的运输方式是,葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式是。
(2)当血糖浓度上升时,胰岛素分泌,引起骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加,其意义是。
(3)脂肪细胞(填“是”或“不是”)胰岛素作用的靶细胞。
(4)健康人进餐后,血糖浓度有小幅度增加。然后恢复到餐前水平。在此过程中,血液中胰岛素浓度的相应变化是。
植物叶片表皮上分布有大量气孔,下图为气孔结构示意图,气孔两侧的细胞称为保卫细胞,决定着气孔的开闭。有人提出气孔的开闭与保卫细胞的吸水和失水有关。
请你根据所给的材料和用具设计一个实验,探究保卫细胞吸水和失水与气孔开闭之间的关系,并得出相应的结论。
(1)实验原理:___________________________________________________。
(2)材料用具:显微镜,镊子,刀片,吸管,载玻片,盖玻片,吸水纸,蒸馏水,质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,蚕豆叶片。
(3)实验步骤
①取载玻片2片,分别在中央滴加蒸馏水和蔗糖溶液各一滴。
②__________________________________________________________。
③___________________________________________________________。
(4)实验结果预测及结论:
①_________________________________________________________。
②_________________________________________________________。
(5分)下图是细胞结构模式图。请据图回答下列问题:
(1)图甲、乙可能是下列哪种细胞?()
A.玉米的叶肉细胞 | B.酵母菌 | C.蓝藻 | D.洋葱根的分生区 |
(2)图丙中动物细胞吸水膨胀时,A的厚度变小,说明A具有。
(3)图丙能将分泌物从细胞内排出到细胞外,体现了其具有的功能是。
(4)细胞作为一个生命系统,其内部的各种结构及其功能既相对独立又彼此联系。若图甲是某哺乳动物的乳腺细胞,用35S标记一定量的氨基酸,来培养乳腺细胞,测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线如图丁所示,以及在此过程中高尔基体、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线如图戊所示。请结合图示回答下列问题。
①丁图中的a、b、c曲线所指代的细胞器依次分别是:
②戊图中的d、e、f曲线所指代的生物膜所属的细胞结构依次分别是:
已知大豆种子萌发过程中有氧呼吸和无氧呼吸过程均能产生CO2,如图所示为测定萌发的大豆种子呼吸作用类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖),请分析回答下列问题。
(1)请写出有氧呼吸的总反应式,该反应式中的酶指的是(填“一种酶”或“一系列酶”),理由是。
(2)为了更准确地检测萌发的大豆种子的呼吸类型,在图示装置基础上设置了另一套装置,请问图示装置应如何改进?。
(3)假设图示装置为A装置,(2)中设计的装置为B装置,假设反应以葡萄糖为底物。
如果A装置液滴,B装置液滴,则说明萌发的大豆种子有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。以V(CO2)代表CO2释放量,V(O2)代表O2消耗量,则V(CO2)/V(O2)为时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。