回答下列关于基因工程的问题。
草甘膦是一种广谱除草剂,其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成,最终导致植物死亡。但是,它的使用有时也会影响到植物的正常生长。目前,已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因,若将该基因转入植物细胞内,从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦。
下图A-F表示6株植物,其中,植物A和D对草甘膦敏感,B和E对草甘膦天然具有抗性,C和F则经过了转基因处理,但是是否成功还未知。图1和2分别表示两段DNA序列。表格中1-4分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点。据图回答下列问题:.
(1)若A-C浇清水,D-F浇的水中含有草甘膦,上述植物中,肯定能健康成长的是_________。
(2)若要从大肠杆菌中筛选出含EPSPS基因的突变菌株甲,在大肠杆菌培养基中还必须加入 ___________。
(3)假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列均如图I所示,则应选择表中酶__________进行酶切;若位于EPSPS基因两侧的DNA序列分别如图I和II所示,则应选择表中酶__________ 进行酶切。
(4)假设大肠杆菌突变菌株甲中EPSPS基因的右侧序列如图II所示,请在方框内画出经酶切后产生的两个末端的碱基序列。
(5)假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中,但植物F仍没有表现出抗性,分析可能的原因_______________________________________________________________。
下图甲是某目的基因(4.0kb,1kb=1000对碱基)与大肠杆菌pUC18质粒(2.7kb)重组的示意图。图中Ap′是抗氨苄青霉素基因,lacZ是显色基因,其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧,其控制合成的物质能使菌落呈现蓝色。(图乙中深色圆点即为蓝色菌落)
(6)图乙的培养基中含有氨苄青霉素,请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中,何种会含有重组质粒。___________。
(7)现用EcoRI酶切质粒,酶切后进行电泳观察,若出现长度为_________kb和 kb的片段,则可以判断该质粒已与目的基因重组成功。(重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计)
玉米子粒颜色的黄色(T)和白色(t)基因位于9号染色体上(只含异常9号染色体的花粉不能参与受精作用)。现有基因型为Tt的黄色子粒植株甲,其细胞中9号染色体有一条异常。请回答问题:
(1)为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,最简便的方法是让其________产生F1。
如果___________,则说明T基因位于正常染色体上;如果___________,则说明T基因位于异常染色体上。
(2)以植株甲为父本,正常的白色子粒植株为母本杂交产生的F1中,发现了一株黄色子粒植株乙,其9号染色体上基因组成为Ttt,且T位于异常染色体上。该植株的出现可能是由于__________造成的。
(3)若(2)中的植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子,形成配子的基因型及比例是____________,以植株乙为父本进行测交,后代中得到的含异常染色体的植株占________。
Micro RNA(mi RNA)是存在于动植物体内的大约由22个核苷酸组成的短RNA分子,其虽然在细胞内不参与蛋白质的编码,但作为基因调控因子发挥作用,却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程。最近美国加州大学的一个遗传研究小组以拟南芥为研究对象,发现了miRNA对靶基因的抑制位置。如图为发生在拟南芥植株体内的相应变化,请据图回答下列问题:
(1)图甲中主要在细胞核中进行的过程是________(填序号)。
(2)图乙对应图甲中的过程____(填序号),参与该过程的RNA分子主要是_______。RNA适于用作DNA的信使,原因是__________,而且能穿过核孔进入细胞质。
(3)由miRNA的功能可推测,其调控基因表达的方式可能是使mRNA水解,导致其________;或者不影响靶RNA的稳定性,但可阻止它们翻译成蛋白质,即发挥翻译抑制作用。
(4)图丙所示的DNA若部分碱基发生了变化,但其编码的氨基酸可能不变,其原因是____________。
(5)若在体外研究miRNA的功能,需先提取拟南芥的DNA,图丙所示为拟南芥的部分DNA,若对其进行体外扩增技术(PCR)共得到128个相同的DNA片段,则至少要向试管中加入________个鸟嘌呤脱氧核苷酸。
如图是某高等植物叶绿体进行光合作用的图解,请据图完成下列问题:
(1)图中A表示的结构是由_______堆叠而成的。若f为高能化合物,则b、c代表的物质名称依次是:___________。
(2)h与i反应生成j的过程称为____________,j与f、e反应称为_____________。
(3)依据图分析,影响光合作用的外界条件有水分的供应、环境中的CO2的浓度、光照和________等。
(4)若g用于细胞的有氧呼吸,则相关反应式为________。
阿尔茨海默病患者体内的β-淀粉样蛋白(Aβ)会引起神经小胶质细胞活化并分泌某些物质,导致病情加重。为探究Aβ和药物X的作用机理,科研人员进行了如下实验。
(1)科研人员测定不同处理条件下神经小胶质细胞中IL-1基因的表达情况,结果如图1所示。
①据图1分析,实验的自变量是________。1和2组结果比较可确定药物X_____________。
②3组与1组结果比较,说明____________。通过比较2、____这三组实验结果分析,药物X能够缓解Aβ的作用,3、4、5、6组的结果说明________________。
(2)NF蛋白是促进IL-1基因转录的转录因子。科研人员检测下列不同处理条件下神经小胶质细胞的细胞核内NF蛋白的含量,结果如图2所示,据图2分析,Aβ可促进NF蛋白____________。
(3)正常细胞中,大部分NF蛋白与IK蛋白在细胞质中形成复合物稳定存在,Aβ促进IK蛋白的降解,释放出NF蛋白。为探究药物X的作用,实验组用__________处理,若细胞质中IK蛋白的含量_________对照组,则说明药物X可以抑制Aβ的作用。
果蝇3号常染色体上有裂翅基因。为培育果蝇新品系,研究人员进行如下杂交实验(以下均不考虑交叉互换)。
(1)将某裂翅果蝇与非裂翅果蝇杂交,F1表现型比例为裂翅:非裂翅=1:1,F1非裂翅果蝇自交,F2均为非裂翅,由此可推测出裂翅性状由 性基因控制。F1裂翅果蝇自交后代中,裂翅与非裂翅比例接近2:1的原因最可能是 。
(2)将裂翅品系的果蝇自交,后代均为裂翅而无非裂翅,这是因为在__________(裂翅/非裂翅)基因所在的染色体上,还存在另一基因(b),且隐性纯合致死,所以此裂翅品系的果蝇虽然均为 ,但自交后代不出现性状分离,因此裂翅基因能一直保留下来。
(3)果蝇的2号染色体上有卷翅基因D和另一基因E(纯合致死)。卷翅品系的果蝇自交后代均为卷翅,与上述裂翅品系果蝇遗传特点相似。利用裂翅品系和卷翅品系杂交培育裂卷翅果蝇品系,F1基因型及表现型如下图甲所示。
欲培育出图乙所示的裂卷翅果蝇,可从图甲所示F1中选择合适的果蝇进行杂交。若从F1中选 与裂卷翅果蝇杂交,理论上应产生四种表现型的子代,但实际上没有裂卷翅果蝇。推测可能是F1裂卷翅果蝇产生的含有 基因的配子死亡,无法产生相应的后代。若从F1中选表现型为 与 的果蝇杂交,子代裂卷翅果蝇有 种基因型,其中包含图乙所示裂卷翅果蝇,进而培养出新品系。
(4)分析可知,欲保留果蝇某致死基因且自交后代该基因频率一直不变,还需保留与该基因在 上的另一致死基因。