人类遗传病发病率逐年增高,相关遗传学研究备受关注。以往研究表明某些水果如番茄等所含成分对病人症状有缓解作用。根据以下信息回答问题:
Ⅰ.(1)上图为两种遗传病系谱图,甲病基因用A、a表示,乙病基因用B、b表示,Ⅱ-4无致病基因。甲病的遗传方式为___________乙病的遗传方式为____________。
(2)Ⅱ-2的基因型为__________,如果Ⅲ-2与Ⅲ-3婚配,生出正常孩子的概率为____________。
Ⅱ.番茄植株有无茸毛(A、a)和果实的颜色(B、b)由位于两对常染色体上的等位基因控制。已知在茸毛的遗传中,某种纯合基因型的合子具有致死效应,不能完成胚的发育。有人做了如下三个番茄杂交实验:
实验1:有茸毛红果×有茸毛红果→有茸毛红果:无茸毛红果=2:1
实验2:有茸毛红果×无茸毛红果→有茸毛红果:有茸毛黄果:无茸毛红果:无茸毛黄果=3:1:3:1
实验3:甲番茄植株x乙番茄植株→有茸毛红果:有茸毛黄果:无茸毛红果:无茸毛黄果=2:2:1:1
(1)番茄植株中,致死合子的基因型是______________。欲进一步确认实验1子代中的有茸毛红果番茄的基因型有最简便的方法是______________
(2)实验三两亲本的表现型分别是______________和______________
基因工程中涉及多种工具酶:
(1)限制性内切酶是一类能识别特定核苷酸序列并在特定位点切割双链DNA的“基因剪刀”。被限制酶识别的序列往往正反读顺序相同,断裂的位置交错,但又是围绕着一个轴线(对称轴)对称排列,如下左图。PstI和EcoRI都是限制酶。请补全下右图中的互补链,画出对称轴以及切割后的产物。
(2)DNA连接酶是基因操作的“针线”,其作用是把基于能力而粘贴在一起但存在的切口封闭,进而才可能形成有意义的。
(3)逆转录酶也常被用于基因工程,其存在于(生物)中,催化以为模板合成DNA的过程。
基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的,并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图,请据图分析回答:
(1)图中A是 ;在基因工程中,需要在 酶的作用下才能完成剪接过程。
(2)在上述基因工程的操作过程中,可以遵循碱基互补配对原则的步骤有 。(用图解中序号表示)
(3)不同种生物之间的基因移植成功,从分子水平分析,进行基因工程的主要理论依据是 ,也说明了生物共用一套 。
(4)研究中发现,番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,导致害虫无法消化食物而被杀死,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,玉米这种变异的来源是 。
(5)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上,经培养长成的植株具备了抗病性,这说明 。如果把该基因导入叶绿体DNA中,将来产生的配子中 (填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。
资料显示,近十年来,PCR技术(DNA聚合酶链式反应技术)成为分子生物实验的一种常规手段,其原理是利用DNA半保留复制的特性,在试管中进行DNA的人工复制(如下图),在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答:
(1)加热至94℃的目的是使DNA样品的 键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过
酶的作用来完成的。通过分析得出新合成的DNA分子中,A=T,C=G,这个事实说明DNA分子的合成遵循 。
(2)新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是 和
。
(3)通过PCR技术使DNA分子大量复制时,若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制到第五代时,含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为 。
(4)PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利,而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒,你认为可以用PCR扩增血液中的()
A.白细胞DNA | B.病毒蛋白质 | C.血浆抗体 | D.病毒核酸 |
某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过基因工程将a转移到马铃薯植物中。经检测,Amy在成熟块茎细胞的细胞间隙中发现。请回答:
(1)在基因工程中,a叫______________,提取它的一个必要步骤是__________________。它与基因运载工具_________结合前还必须经过的处理步骤是_____ ____。
(2)Amy在成熟块茎细胞间隙中的发现,说明细菌的基因a已整合到上图中的[]_________或[]_________结构中。
(3)合成Amy的过程分为转录和翻译两大步骤,Amy合成并分泌到细胞外,定位在细胞间隙中,参与该过程的细胞器有[]____________________________, (4)Amy的基本组成单位是_________,各组成单位间靠_________相连。
(5)以本图比作马铃薯块茎的缺陷细胞是该图多画了[]_________。
请完成以下实验设计:
(1)实验假设:______________________________
(2)实验步骤:
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株正常生长的盆栽植物和一杯NaOH溶液,密封不漏气;
②将上述植物及装置放在暗室中饥饿,消耗掉叶片贮藏的有机物;
③饥饿一定时间后,自暗室中取出,光照若干小时,使其充分进行光合作用;
④取一叶片,放入盛有酒精的烧杯中,水浴加热,使叶绿素溶于酒精中;
⑤将已脱绿的叶片取出,平铺在一个培养皿内,用碘—碘化钾溶液检测有无_____(化合物)的特异颜色反应出现。
(3)对比实验:____________________________________________________________________
(4)预期结果:_________________________
(5)结论:CO2是光合作用合成有机物的必需原料。