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【題目】閱讀下面的材料,完成(1)~(5)題。
科研人員建立了一種新的靶向基因敲除技術——TALEN技術(原理見下圖)。TALEN技術使用的基因敲除工具是由DNA識別域和核酸內切酶兩個部分組成的蛋白質。科學家發(fā)現(xiàn)了一種細菌蛋白質(TALE),它的二連氨基酸(NI、NG、HD、NN,其中字母N、I、G、H、D分別代表了一種氨基酸)與四種堿基(A、G、C、T)有恒定的對應關系:NI識別A,NG識別T,HD識別C,NN識別G。FokⅠ是一種形成二聚體后具有核酸內切酶活性的蛋白單體。因此,可以利用TALE作為DNA識別域,用FokⅠ二聚體定點切斷DNA。
科學家發(fā)現(xiàn)水稻植株無論是否具有光周期敏感蛋白基因P,在短日照條件下均表現(xiàn)為雄性可育。在長日照條件下,具有光周期敏感蛋白的水稻才能雄性可育;P只在單倍體花粉細胞中表達,使其能夠合成淀粉。科研人員使用TALEN技術對水稻基因P進行靶向敲除,以得到光敏雄性不育水稻新品種。
(1)在TALEN技術的設計中,選擇使用FokⅠ單體而不直接使用FokⅠ二聚體,這樣能減少對DNA的__________切割,保證了基因敲除的靶向性。為了讓TALEN技術能用于各種不同生物、不同基因的敲除,沒有與TALE蛋白結合的FokⅠ二聚體對DNA的切割應__________(選填“具有”或“不具有”)類似于限制酶的“限制性”。
(2)若TALE蛋白左臂所識別的基因P的序列為“-TGACC-” ,則TALE蛋白左臂對應的二連氨基酸序列應為__________。用這種方法,可以確定TALE蛋白的氨基酸序列,進而人工合成TALE蛋白基因。然后將TALE蛋白基因與__________基因進行融合,得到融合基因。
(3)科研人員用圖2所示的質粒為載體,其中的潮霉素抗性作為標記基因,作用是__________。應選用__________酶將該質粒與融合基因構建為重組質粒,并將融合基因設法導入到水稻愈傷組織中,再利用__________技術獲得T0代植株。
(4)由于基因靶向敲除成功的概率比較低,所以科研人員培育T0代植株時應保證__________日照條件,待其自花受粉得到T1代,再將T1代植株__________,并在開花期隨機選擇一部分植株的花粉進行鑒定,鑒定方法是__________。若觀察到某植株的花粉全部未被染成藍色,則該植株為所需的純合光敏雄性不育新品種。
(5)與傳統(tǒng)的雄性不育水稻品種相比,光敏雄性不育新品種的優(yōu)勢在于它能實現(xiàn)自交繁殖并保留雄性不育特性,這是因為__________。
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【題目】為了解不同害蟲防治策略對梨園土壤線蟲的影響,科研人員將某梨園劃分為三個區(qū)進行一年的實驗研究。實驗處理如下:
常規(guī)區(qū):頻繁化學防治,噴施化學殺蟲藥劑9次;
實驗1區(qū):農藥減施防治,噴施化學殺蟲藥劑4次;
實驗2區(qū):植物源藥物減施防治,噴施藥劑4次。
(1)為調查土壤線蟲數(shù)量以及種類,科研人員在梨園中__________選擇若干取樣點,采用__________法進行調查。
(2)三個區(qū)線蟲數(shù)量統(tǒng)計結果如圖所示。該實驗結果說明__________。
(3)科研人員又根據(jù)線蟲的生活習性和取食特點,將土壤線蟲劃分為4個營養(yǎng)類群,再根據(jù)調查得到的線蟲種類,計算得到各營養(yǎng)類群的相對豐度如下表。
相對豐度 營養(yǎng)類群 | 0~20 cm | >20 cm | ||||
常規(guī)區(qū) | 實驗1區(qū) | 實驗2區(qū) | 常規(guī)區(qū) | 實驗1區(qū) | 實驗2區(qū) | |
食細菌線蟲 | 79.92 | 80.05 | 79.71 | 77.45 | 60.94 | 66.39 |
食真菌線蟲 | 6.54 | 6.33 | 7.45 | 2.69 | 2.56 | 2.59 |
雜食-捕食線蟲 | 5.77 | 5.68 | 5.52 | 4.45 | 4.42 | 4.20 |
植物寄生線蟲 | 7.77 | 7.94 | 7.32 | 15.41 | 32.08 | 26.82 |
①梨園中的細菌、真菌、線蟲和植物等各種生物共同構成了__________,各種線蟲在土壤中的分層現(xiàn)象,體現(xiàn)了群落的__________結構。
②在0~20 cm土層,各營養(yǎng)類群線蟲相對豐度在3個區(qū)之間均無顯著性差異,而在>20 cm土層,實驗區(qū)__________,其余均無顯著性差異,群落結構發(fā)生了改變。
③土壤線蟲食性多樣化,使土壤生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構更加復雜,這對提高生態(tài)系統(tǒng)的__________具有重要意義。
(4)綜合上述實驗結果,在農藥脅迫較重的土壤淺層,土壤線蟲各營養(yǎng)類群均受到影響,導致不同處理間差異主要體現(xiàn)在土壤線蟲__________上,而在農藥脅迫相對較輕的土壤深層,由于__________線蟲可能對農藥更敏感,導致不同處理間差異主要體現(xiàn)線蟲的相對豐度上。
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【題目】植物在機械損傷或受到病蟲侵害時,會表達一種防御蛋白——蛋白P。為研究一種新的植物激素茉莉酸對蛋白P基因表達的影響,科研人員用番茄植株進行實驗。
(1)茉莉酸是在植物生命活動中傳遞__________,有顯著調節(jié)作用的微量有機物。
(2)科研人員設計了下圖所示裝置,將番茄葉片C1和J1置于封口的玻璃瓶中,其內分別放置含清水或含茉莉酸(具有揮發(fā)性)的海綿,葉片M緊貼在玻璃瓶的封口外。4小時后,測定各葉片中蛋白P的mRNA量,結果如下表。
①本實驗中,C1葉片的結果排除了__________(寫出兩點)的影響。
②本實驗中, M葉片的結果說明,J2葉片蛋白P的mRNA量變化不是由__________引起的。
③本實驗可以得出的兩個結論有__________。
(3)依據(jù)上述實驗結果,請?zhí)岢鲆粋清晰的、解釋J2葉片數(shù)據(jù)的科學假設:__________。
(4)其他研究結果表明,模擬葉片機械損傷可以誘導蛋白P的表達和脫落酸(ABA)含量增加。科研人員推測,葉片受到機械損傷后內源茉莉酸增加,誘導ABA合成增加,ABA進而促進蛋白P的表達。為驗證上述推測,需要在上述已知事實的基礎上,進一步補充下列實驗中的__________(選填下列字母),以完善證據(jù)鏈。
a. 給葉片單獨施加ABA,檢測蛋白P含量
b. 給葉片同時施加ABA和茉莉酸,檢測蛋白P含量
c. 機械損傷葉片后,檢測損傷葉片的茉莉酸含量
d. 給葉片單獨施加茉莉酸,檢測ABA含量
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【題目】在社會主義新農村建設中,四川某地通過新建沼氣池和植樹造林,構建了新型農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(如圖所示),下列有關敘述不正確的是( )。
A. 該生態(tài)系統(tǒng)中,處于第二營養(yǎng)級的生物有人和家禽家畜
B. 該生態(tài)系統(tǒng)中,人的作用非常關鍵,植物是主要成分
C. 該生態(tài)系統(tǒng)的建立,提高了各營養(yǎng)級間的能量傳遞效率
D. 沼氣池的建造和植樹造林,提高了該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
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【題目】如圖為目的基因導入胚胎干細胞的過程。下列有關敘述錯誤的是 ( )
A.過程Ⅰ的研究利用了胚胎干細胞具有全能性的特點
B.過程Ⅰ中,囊胚的后一個階段形成了內、中、外三個胚層及兩個囊胚腔
C.過程Ⅱ需要用到的工具酶有限制酶、DNA連接酶
D.過程Ⅱ還涉及胚胎工程的技術手段
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【題目】亨廷頓舞蹈癥(HD)患者是由于編碼亨廷頓蛋白的基因(H基因)序列中的三個核苷酸(CAG)發(fā)生多次重復所致。
(1)某HD家系圖(圖1)及每個個體CAG重復序列擴增后,電泳結果如圖2。
①據(jù)圖1判斷HD是一種__________染色體遺傳病。
②據(jù)圖推測,當個體的所有H基因中CAG重復次數(shù)__________25次時才可能不患病。與Ⅰ-1比較,Ⅱ-1并未患病,推測該病會伴隨__________呈漸進性發(fā)病。
③與Ⅰ-1比較,Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5的H基因中CAG重復次數(shù)均有增加,這表明患者Ⅰ-1__________過程中異常H基因的重復次數(shù)會增加。
(2)由于缺乏合適的動物模型用于藥物篩選,HD患者目前尚無有效的治療方法。我國科學家利用基因編輯技術和體細胞核移植技術成功培育出世界首例含人類突變H基因的模型豬,操作過程如圖3。
①從可遺傳變異類型來看,模型豬發(fā)生的變異是__________。
②篩選含有目的基因的體細胞,將細胞核移植到__________中,構建重組細胞,再將重組細胞發(fā)育來的早期胚胎移植到代孕母豬體內,獲得子代F0,此過程體現(xiàn)出動物細胞核具有__________。
③將F0與野生型雜交得到F1,F1再與野生型雜交得到F2。在F0、F1、F2中,更適合作為模型豬的是F2個體,理由是__________。
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【題目】他莫昔芬(Tam)是一種治療乳腺癌的藥物,患者長期使用后藥效降低,科研人員對此進行研究。
(1)患乳腺癌的病人幾乎都是女性,雌激素能刺激乳腺癌細胞生長和抑制凋亡。雌激素的化學本質是__________,主要是由女性的__________分泌的。臨床研究發(fā)現(xiàn),雌激素受體正常的患者使用Tam治療效果較好,受體異;颊忒熜л^差,這是由于Tam在靶細胞內與雌激素__________雌激素受體,降低了雌激素的作用。
(2)科研人員測定了初次使用Tam乳腺癌患者的癌細胞(細胞系C)和長期使用Tam乳腺癌患者的癌細胞(細胞系R)在不同Tam濃度下的死亡率,結果如圖1。該實驗結果表明,長期使用Tam的患者癌細胞對Tam產生了__________性。
(3)為研究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因,科研人員進一步測定細胞系C和R的氧氣消耗速率及葡萄糖攝取速率,結果如圖2。
①由該實驗結果推測,由于細胞系R的細胞呼吸發(fā)生了__________的變化,從而使葡萄糖攝取速率明顯提高。
②一種驗證上述推測的方法是檢測并比較__________產生量。
(4)根據(jù)以上研究,長期服用Tam的乳腺癌患者,可以同時服用__________的藥物,使Tam的抗癌效果更好。
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【題目】新疆野生油菜(P1)具有低芥酸、抗病蟲等特性,為了改良甘藍型油菜(P2),研究人員將兩種植物的體細胞進行融合獲得了屬間雜種F1,然后加入1對引物進行PCR鑒定,結果如圖所示。下列敘述不正確的是
A.用纖維素酶和果膠酶處理親本的體細胞
B.用電擊可促進兩個親本的原生質體融合
C.引物能與DNA上多個不同位點結合
D.電泳結果表明F1-1具有P1、P2的全部遺傳信息
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【題目】下列有關生物工程技術圖解的敘述錯誤的是 ( )
A.基因工程除了需要包括圖一所示的工具外,還需兩種工具酶
B.圖二中2、3、4可分別表示受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植
C.圖三中將原腸胚分割有利于胚胎的恢復和進一步發(fā)育
D.圖四中動物細胞A和B到細胞C的過程中,可用滅活的病毒作為誘導劑
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【題目】下圖為某人工魚塘食物網及其能量傳遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值,單位是J·m-2·a-1)。下列敘述正確的是
A.該食物網中最高營養(yǎng)級為第四營養(yǎng)級
B.該食物網中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%
C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357 J·m-2·a-1
D.該食物網中的能量在不同營養(yǎng)級之間循環(huán)流動
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