将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞(命名为M细胞),再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠)体内,然后小鼠的血糖浓度,结果如图所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值)。
请回答相关问题:
(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚,取出胚胎后一般用 酶将其分散成单个细胞。
(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有 细胞的功能。说明判定的理由 。
(3)用胰岛素基因片段做探针,对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果(用“+”表示能检测到,用“-”表示不能检测到)。
用探针检测细胞的DNA |
用探针检测细胞的RNA |
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胚胎干细胞 |
M细胞 |
胚胎干细胞 |
M细胞 |
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上述实验结果表明,胚胎干细胞通过 定向分化为M细胞。
(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,重组细胞能否分化为其他类型细胞? ,请说明理由 。
甲图表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。A~d表示4种基因突变。a丢失T/A,b由T/A 变为C/G,c由T/A变为G/C,d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生,乙图表示基因组成为AaBbDd个体细胞分裂某时期图像,丙图表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线)。请回答:
注:可能用到密码子:天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),终止密码(UAG)
(1)甲图中过程①所需的酶主要有__________。
(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是____,在a突变点附近再丢失________个碱基对对氨基酸序列的影响最小。
(3)图中_______突变对性状无影响,其意义是________________________。
(4)导致乙图中染色体上B、b不同的原因属于_______(变异种类)。
(5)诱发基因突变一般处于图丙中的__________阶段,而基因重组发生于_________阶段(填图中字母)。
一种α链异常的血红蛋白叫做Hbwa,其137位以后的氨基酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白(HbA)的差异如下:
(1)Hbwa异常的直接原因是α链第______位的________(氨基酸)对应的密码子缺失了一个碱基,从而使合成的肽链的氨基酸的顺序发生改变,缺失的碱基是_________。
(2)异常血红蛋白α链发生变化的根本原因是___________
____________________。
(3)这种变异类型属于_________,一般发生的时期是在_______。这种变异与其他可遗传变异相比,最突出的特点是能产生______________。
下表是Khorana为破译密码子进行的实验结果。他用人工合成的mRNA,在细胞外的转译系统中合成多肽,然后分析合成的多肽中氨基酸的组成。请分析后回答:
说明:表中(UC)n表示UCUCUCUCUCUCUC……这样的重复mRNA顺序。
⑴细胞外的转译系统中除加入全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和______种氨基酸外,还需提供_______________和________________。
⑵通过分析实验中可能出现的密码子以及生成的多肽中氨基酸的组成的比较,得出下列氨基酸的密码子:
亮氨酸___________、___________;丝氨酸________________;苯丙氨酸__________。
科学家已经证明密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
(1)根据理论推测,mRNA上的三个相邻的碱基可以构成_______种排列方式,实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有_______种。
(2)第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子:UUU。1959年,科学家M.Nireberg和S.Ochoa用人工合成的只含U的RNA为模板,在一定的条件下合成了只有苯丙氨酸组成的多肽。继上述实验后,又有科学家用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板,检验一个密码子所含有的碱基数目(为2或3或4):
①假如一个密码子中含有两个或四个碱基,则该RNA指导合成的多肽链中应由_______种氨基酸组成。
②假如一个密码子中含有三个碱基,则该RNA指导合成的多肽链应由_________种氨基酸组成,并间隔排列。
③若环境条件都是适宜的,请从翻译过程考虑,这一实验在什么情况下才能成功?_____________________________________________________________________________。
④有人设想,在已知信使RNA翻译的起始位点处,用插入核糖核苷酸的方法,也能解决密码子中碱基数目的问题,你认为可行吗__________?如果可行,怎样判断一个密码子含有几个碱基?____________________________________________________________________。
1961年,克里克和布伦纳等科学家用噬菌体做了如下实验:用诱变剂处理噬菌体核酸,如果在一条核苷酸链的两个相邻核苷酸中间插入了一个碱基,使得野生型密码子的顺序“……AUGCAUGUUAUU……”变成“……AUGCCAUGUUAU……”,得到的肽链就会彻底错位。如果继续在“UGU”后面减去一个碱基“U”,则密码子的顺序变成“……AUGCCAUGUAUU……”,结果合成的肽链只有两个氨基酸和原来的不一样。
(1)科学家在核苷酸链中插入的碱基实际上插入的是_________:插入碱基后噬菌体的核酸中_____________________发生了改变。
(2)克里克等人的实验证明了______________________________。