【題目】(一)新一代基因編輯工具由 Cas9(一種限制性核酸內切酶)和向導 RNA 構成。該復合體能與 DNA 分子上的特定序列結合,并在合適位點切斷 DNA 雙鏈(如下圖所示)。DNA 被切斷后,細胞會啟動 DNA 損傷修復機制,在此基礎上如果為細胞提供一個修復模板,細胞就會按照提供的模板在修復過程中引入片段插入或定點突變,從而實現(xiàn)基因編輯。
請回答:
(1)在將編碼Cas9的基因導入真核細胞的轉基因操作中,若控制合成 Cas9 的基因序列已知,可用_______方法合成目的基因,再構建________導入真核細胞,該過程中需要使用的酶是________ (A.限制性核酸內切酶 B.DNA 連接酶 C.限制性核酸內切酶和 DNA 連接酶 D.DNA 聚合酶)。上述轉基因操作成功的標志________。
(2)如圖所示,基因編輯工具發(fā)揮作用時,向導 RNA 分子的序列與基因組 DNA 中特定堿基序列因為_______所以能結合在一起,然后由 Cas9 催化________鍵斷裂,從而使 DNA 分子斷裂。
(3)一般來說,在使用基因編輯工具對不同基因進行編輯時,應使用 Cas9 和__(填“相同”或“不同”)的向導 RNA 進行基因的相關編輯。
(二)“白菜—甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種,它具有生長期短、耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點。下圖是“白菜—甘藍”的雜交過程示意圖,回答以下有關問題:
(1)為了得到白菜和甘藍的原生質體需在0.5—0.6mol/L的_____環(huán)境中用_____來處理白菜細胞和甘藍細胞。
(2)原生質體融合形成的雜種細胞經(jīng)培養(yǎng)基中成分的誘導,可以從單細胞依次到細胞團,球形胚、_____和胚狀體,最后再生出完整的植株。 要實現(xiàn)上述過程,主要是通過_____來進行調控。
(3)若欲定向的培育抗蟲的“白菜—甘藍”,可借助_____的技術,將抗蟲基因和載體用DNA連接酶連接后,形成_____導入受體細胞中,經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株。
【答案】 化學 含目的基因的重組DNA分子 C 控制Cas9基因的成功表達 堿基互補序列 磷酸二酯 不同 甘露醇 纖維素酶、果膠酶 心形胚 營養(yǎng)物質和生長調節(jié)劑的適當配比 基因工程 重組DNA分子
【解析】試題解析:本題以圖文結合的形式綜合考查學生對基因工程、植物體細胞雜交技術等相關知識的識記和理解能力。解答本題需熟記并理解基因工程的基本操作程序、植物體細胞雜交過程及其影響因素等并形成清晰的知識網(wǎng)絡。在此基礎上,結合問題情境,從題圖中提取有效信息進行相關問題的解答。
(一)(1) 若控制合成 Cas9 的基因(目的基因)序列已知,可用化學方法合成目的基因,再構建含目的基因的重組DNA分子,將其導入真核細胞。在構建基因表達載體(含目的基因的重組DNA分子)時,需要使用的酶是C選項所示的限制性核酸內切酶和 DNA 連接酶。上述轉基因操作成功的標志控制Cas9基因的成功表達。
(2) 向導 RNA 分子的序列與基因組 DNA 中特定堿基序列能結合,需要二者的堿基序列能互補配對;Cas9是一種限制性核酸內切酶,作用于磷酸二酯鍵。
(3)基因具有特異性。在使用基因編輯工具對不同基因進行編輯時,應使用 Cas9 和不同的向導 RNA 進行基因的相關編輯。
(二)(1)為了使得到的原生質體保持活性,需用適宜濃度的甘露醇溶液維持細胞內外滲透壓。所以在制備原生質體時,需在0.5—0.6mol/L的甘露醇環(huán)境中用纖維素酶、果膠酶來處理白菜細胞和甘藍細胞。
(2)原生質體融合形成的雜種細胞經(jīng)培養(yǎng)基中成分的誘導,可以從單細胞依次到細胞團,球形胚、心形胚和胚狀體,最后再生出完整的植株。要實現(xiàn)上述過程,主要是通過營養(yǎng)物質和生長調節(jié)劑的適當配比來進行調控。
(3)若欲定向的培育抗蟲的“白菜—甘藍”,可借助基因工程的技術,將抗蟲基因和載體用DNA連接酶連接后,形成重組DNA分子導入受體細胞中,經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株。
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【題目】下列有關孟德爾一對相對性狀的遺傳實驗的敘述,正確的是
①F1產生配子類型的比例為1∶1
②F1自交后代的性狀分離比為1∶1
③F1自交后代的性狀分離比為3∶1
④F1自交后代的基因組成比例為1∶1
A. ①③ B. ①④
C. ②③ D. ②④
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【題目】下列有關生態(tài)學問題的敘述不正確的是:
A. 大力植樹造林、開發(fā)新能源是緩解溫室效應的有效途徑
B. 生物圈有多層次的自我調節(jié)能力,其基礎是負反饋調節(jié)機制
C. 低碳生活方式有助于維持生物圈中碳循環(huán)的平衡
D. 濕地的蓄洪防旱、調節(jié)氣候功能體現(xiàn)了生物多樣性的直接價值
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【題目】下列有關蛋白質的敘述,錯誤的是( )
A. 有些蛋白質具有催化功能
B. 胚胎發(fā)育過程中,細胞會產生新的蛋白質
C. 氨基酸的種類和數(shù)目相同的蛋白質是同一種蛋白質
D. 肽鍵在堿性條件下與Cu2+結合生成紫色化合物
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【題目】下列關于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是( )
A. 卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加
B. 胚胎分割時需將原腸胚的內細胞團均等分割
C. 胚胎干細胞在形態(tài)上,表現(xiàn)為體積大、細胞核大、核仁小
D. 胚胎干細胞是一類未分化細胞,可從早期胚胎中分離獲取
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【題目】(13分)下圖是某DNA分子的局部結構示意圖,請據(jù)圖回答:
(1)寫出下列圖中序號代表的結構的中文名稱:①________,⑦________,⑧__________,⑨_________。
(2)圖中DNA片段中堿基對有________對,該DNA分子應有________個游離的磷酸基。
(3)如果將14N標記的細胞培養(yǎng)在含15N標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中,此圖所示的________(填圖中序號)中可測到15N。若細胞在該培養(yǎng)液中分裂四次,該DNA分子也復制四次,則得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例為________。
(4)若該DNA分子共有a個堿基,其中腺嘌呤有m個,則該DNA分子復制4次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為________個。
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【題目】綠色熒光蛋白簡稱GFP,最初是從某發(fā)光水母中分離出來的結構蛋白。其組成結構的相關數(shù)據(jù)如圖所示,下列有關敘述正確的是
A.據(jù)圖可推測該蛋白質含有2條肽鏈,R基上的氨基有15個
B.該肽鏈水解時,參與反應的水中氫的去向是形成氨基
C.控制該蛋白質合成的mRNA中至少含有378個密碼子
D.GFP由核糖體合成、經(jīng)內質網(wǎng)加工并由高爾基體進一步加工和分泌
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【題目】下列有關基因的敘述,不正確的是
A. 基因是有遺傳效應的DNA片段
B. 是4種堿基對的隨機排列
C. 能夠存儲遺傳信息
D. DNA分子上分布著多個基因
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【題目】生命活動離不開細胞,不包括下列內容中的( )
A.生長發(fā)育是以細胞的增殖、分化為基礎
B.生物與環(huán)境的物質和能量交換以細胞代謝為基礎
C.遺傳和變異以細胞內基因的傳遞和變化為基礎
D.龜?shù)膯蝹細胞就能完成各種生命活動
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