题目内容
【题目】qRT-PCR又称实时荧光定量PCR,是一种在DNA扩增反应中,以荧光化学物质测定每次聚合酶链式反应(PCR)循环后产物的总量,间接对待测样品中特定DNA序列进行定量分析的方法。qRT-PCR实验步骤:反转录→扩增→检测。qRT-PCR目前主要应用于基因表达水平的检测。请回答下列有关问题:
(1)反转录:在___________酶的作用下,mRNA反转录形成cDNA分子;cDNA与原基因相比,在结构上的不同点有_________________________________。
(2)扩增:用PCR扩增cDNA,首先要制备___________种引物,以便为___________酶提供结合位点,并从引物的___________(填“5′”或“3′”)端开始拼接单个的脱氧核苷酸。
(3)检测:利用荧光标记的化学物质是____________________,随着PCR反应的进行荧光信号强度也等比例增加。
(4)qRT-PCR对基因表达的检测仅限于___________水平,而对于翻译水平的检测常用的方法是___________。
【答案】逆转录(或反转录) cDNA中不具有启动子和终止子等调控因子 2 热稳定DNA聚合(或Taq) 3′ 4种脱氧核苷酸(或dNTP) 转录 抗原一抗体杂交实验
【解析】
1、PCR技术:
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
(1)由于该技术是在逆转录酶的作用下,由mRNA反转录产生的双链cDNA片段,因此只包含该种生物的部分基因。与原基因相比,缺少原基因结构中的启动子和终止子等调控因子以及编码区的内含子等,因此获得的cDNA与原基因的碱基序列不同。
(2)利用PCR反应扩增核酸片段,首先要有一段已知的该核酸片段的核苷酸序列,以便以这一核苷酸序列为模板合成引物,因为DNA是双链,引物需制备两种,为热稳定DNA聚合(或Taq)提供结合位点。由于DNA聚合酶只能从核苷酸链的3'端开始延伸DNA链,故引物是从3'端开始拼接单个的脱氧核苷酸进行PCR扩增。除引物外,PCR反应体系中还包含缓冲液、模板DNA、dNTP和Taq 酶等成分。
(3)检测PCR产物用到的荧光探针指的是荧光标记的4种脱氧核苷酸(或dNTP)。随着DNA扩增次数的增加,荧光的强度会逐渐增大,荧光信号的变化与PCR产物的形成完全同步。
(4)qRT-PCR是以荧光化学物质测定每次聚合酶链式反应(PCR)循环后产物的总量,qRT-PCR对基因表达的检测仅限于转录水平。翻译的产物是蛋白质,从分子水平检测基因是否翻译成蛋白质的常用方法是抗原-抗体杂交法。
【题目】民间谚语“玉米带大豆,十年九不漏”的意思是:玉米与大豆间作种植,十年中有九年不至于欠收。研究表明,出现这一现象的原因是大豆根部有根瘤菌,根瘤菌与豆科植物的共生体系具有很强的固氮作用,能固定空气中的气态氮为植物所用。某科研小组计划在玉米大豆间作套种地块分离土壤中的根瘤菌,以研究生物固氮的相关问题。
(1)科研小组的同学通过查阅资料得知多菌灵和五氯硝基苯都有抑制真菌的作用,且查到部分实验数据如下表:含抑菌剂的培养基对土壤真菌数量的影响(个/克干土)
供试土壤 | 培养基 | ||||||
基础培养基 | 含多菌灵的培养基 | 含五氧硝基苯的培养基 | |||||
0.1克* | 0.2克* | 0.3克* | 0.1克* | 0.2克* | 0.3克* | ||
水稻土(无锡) | 201.5 | 0.11 | 0.11 | 0.25 | 4.21 | 5.00 | 3.68 |
黄棕壤(南京) | 10.52 | 0.14 | 0.16 | 0.23 | 9.32 | 15.68 | 8.64 |
红壤(江西) | 25.38 | 0 | 0 | 0 | 0.05 | 0.50 | 0 |
*300毫升基培养基加入的抑菌剂量
分离根瘤菌的过程中,用含___________(填“五氯硝基苯”或“多菌灵”)的培养基抑制真菌的效果会更明显;在含五氯硝基苯的300ml基础培养基中,加入五氯硝基苯的量与抑制真菌效果的关系是________(填“呈正相关”或“呈负相关”或“无法判断”)。
(2)实验室一般采用___________法对培养基进行灭菌。分离纯化根瘤菌时,需要对土壤浸出液进行梯度稀释的原因是___________。
(3)2019年7月16日,科学家通过基因工程方法,将一种具有固氮作用的蓝细菌A的20多个固氮基因,转移到另一种不能固氮的蓝细菌B中,在人工去除氧气的环境下,让后者获得了固氮能力。科研小组的同学指出:“基因工程的诞生需要生物学理论基础,相关技术的发明使基因工程的实施成为可能。通过基因工程将固氮基因转入单子叶植物,并经过转录和翻译产生固氮酶并不难,难的是固氮酶还要有活性。”
①催生基因工程的三个最重要的生物学基础理论是______________________。
②科学家通过基因工程的方法使大田中的普通玉米合成了上述固氮酶,但该转基因玉米不能像蓝细菌B那样进行生物固氮,根据上述材料分析其原因最可能是______________________。
【题目】纳洛酮是一种有效的类吗啡拮抗剂,通过竞争受体而起作用。科学家从小鼠大脑中提取蛋白质混合物,同时逐滴加入一定量放射性标记的纳洛酮和不同类型的试剂,如下表。将混合液置于特殊介质上用缓冲液冲洗,如果纳洛酮能和蛋白质混合物中的成分结合,则会从介质上检测出稳定的放射性。下列叙述不正确的是( )
实验中加入 的试剂种类 | 试剂 类型 | 无法再检测出放射 性时的试剂浓度 |
吗啡 | 麻醉剂 | 6×10-9M |
美沙酮 | 麻醉剂 | 2×10-8M |
左啡诺 | 麻醉剂 | 2×10-9M |
苯巴比妥 | 非麻醉剂 | 10-4M,滴加试剂无显著影响 |
A.纳洛酮可能作用于突触后膜上的特异性受体
B.实验中加入非麻醉剂的目的是作为对照组
C.由表可知与纳洛酮竞争作用最明显的试剂是美沙酮
D.麻醉剂与纳洛酮竞争相同位点使实验组放射性低
【题目】受到缺钾胁迫时,植物生长发育受到影响。下表表示钾对叶绿体中ATP合成的影响。
作物 | 干物质中K2O(%) | ATP的数量(mol/h/g.叶绿素) |
蚕豆 | 3.70 | 216 |
1.00 | 143 | |
菠菜 | 5.53 | 295 |
1.14 | 185 | |
向日葵 | 4.70 | 102 |
1.60 | 68 |
(1)由表可知,钾对叶绿体中ATP合成起________(用“促进/抑制/不影响”作答)作用;进行光合作用时,叶绿体中ATP的转移方向是______;
(2)研究发现钾能使tRNA与核糖体保持协调状态,因此缺钾时, 与光合作用有关酶的合成的________(用“转录/翻译”作答)过程受阻,从而使光合作用减弱。进一步统计发现缺钾时植株叶绿素含量也降低,由此推测缺钾可影响光合作用的______阶段。
(3)实验研究发现低钾还会使叶片的气孔导度明显下降。请从该角度与正常条件中生长植株相比,低钾土壤条件中植株的长势偏小的原因是______________________ 。
【题目】垂体和下丘脑发生病变都可引起甲状腺功能异常。现有甲、乙两人都表现为甲状腺激素水平低下,通过给两人注射适量的促甲状腺激素释放激素(TRH),分别测定每个人注射前30min和注射后30min的促甲状腺激素(TSH)浓度来鉴别病变的部位是垂体还是下丘脑。测定结果如下表:
TSH浓度( Mu/l) | ||
注射前 | 注射后 | |
健康人 | 9 | 30 |
甲 | 2 | 29 |
乙 | 1 | 2 |
(1)由上述结果可以推测,甲的病变的部位是_______、乙的病变部位是_______。
(2)给小白鼠注射TSH,会使下丘脑的TRH分泌减少。基于对甲状腺激素分泌分级调节的认识,对此现象的解释有两种观点:
观点1认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。
某同学设计如下实验进行探究:
将健康小白鼠分为实验组和对照组,测量两组_________。
实验组实验的处理是_________,测量TRH浓度,对照组的处理是________,测量TRH浓度。
若实验组TRH 浓度显著________其初始值,则说明观点1 成立;
若实验组TRH浓度与初始值无显著差异,而对照组TRH 浓度显著______其初始值,则说明观点2 成立。