题目内容
【题目】如图所示为A、B、C三种质粒和一个含目的基因D的DNA片段示意图。图中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因,EcoRⅠ、PvuⅠ为两种限制酶,质粒上限制酶括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原点的距离。请回答:
(1)据图分析质粒A、C一般不能作为运载体的理由分别是_________。若要获取目的基因,应该选用________酶切割。
(2)将图中的目的基因与质粒B进行重组。在基因工程的操作过程中,需要检查目的基因是否重组到质粒中,应使用_________酶切重组质粒,完全酶切后,进行电泳检测。若电泳图谱中出现长度为1.1kb和5.6 kb,或者_________kb和_________kb的片段,则可判断该重组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)。
(3)若选择自身不含lacZ基因并对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞,则如何筛选成功导入重组质粒的受体细胞?_________。目的基因能在大肠杆菌细胞内表达出相同的蛋白质,其遗传学基础是_________。
【答案】(质粒A)缺少标记基因、(质粒C)复制原点会被限制酶切割 PvuI EcoRI 3.1 3.6 在含有氨苄青霉素的培养基上培养经过导入处理的大肠杆菌,若能形成白色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌 自然界的生物共用一套密码子
【解析】
分析题图可知,目的基因只能用PvuⅠ进行切割,质粒A上有复制原点以及EcoRⅠ、PvuⅠ两种限制酶限制酶切位点,无标记基因,不能进行目的基因的检测;质粒B含有EcoRⅠ、PvuⅠ两种酶切位点、氨苄青霉素抗性基因和蓝色显色基因,而且相应的限制酶切割后,可以保留氨苄青霉素抗性基因的完整性;质粒C中含有氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因以及EcoRⅠ、PvuⅠ两种限制酶限制酶切位点,但是PvuⅠ的酶切位点位于复制原点,目的基因插入会导致重组质粒不能进行复制。
(1)由图可知,质粒A缺乏标记基因,质粒C中PvuⅠ识别位点位于复制原点,故不能选择质粒A、C作为运载体。由于EcoRⅠ会破坏目的基因,目的基因的两端有PvuⅠ识别位点,故要获取目的基因,应该选用PvuⅠ酶切割。
(2)将图中的目的基因与质粒B进行重组,构建基因表达载体后,要检查目的基因是否重组到质粒中,可以使用EcoRⅠ酶切重组质粒,完全酶切后,进行电泳检测。由于目的基因和载体用一种酶进行切割,重组质粒(含2个EcoRⅠ酶位点)会出现正向连接和反向连接两种类型,质粒B中EcoRⅠ酶切位点与PvuⅠ酶切位点之间的距离为0.1Kb,重组质粒中2个EcoRⅠ酶切点之间的最短距离可能是0.1+1=1.1Kb或0.1+3=3.1Kb,重组质粒长度为:2.7+4=6.7Kb,故EcoRⅠ酶切后,电泳图谱中出现长度为1.1kb和5.6kb片段或者3.1kb和3.6kb的片段,说明重组质粒构建成功。
(3)由题意可知,重组质粒中的lacZ基因会被破坏,但保留氨苄青霉素抗性基因,故若选择自身不含lacZ基因并对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞,可以在含有氨苄青霉素的培养基上培养经过导入处理的大肠杆菌,若能形成白色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌。由于自然界的生物共用一套密码子,故目的基因能在大肠杆菌细胞内表达出相同的蛋白质。
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【题目】回答下列与光合作用有关的实验问题:
(1)光合促进剂是一种植物生长调节剂,具有与生长素类似的作用,适宜浓度范围可增加产量并且存在最适浓度。某科研人员利用番茄为实验材料来探究其生理作用,其实验过程如下:实验材料:生长状况相同且长势良好的番茄若干株、适宜浓度的光合促进剂、蒸馏水、尺、天平等。
实验步骤:
步骤一:选取生长状况相同且长势良好的番茄若干株,平均分为甲、乙、丙、丁四组。
步骤二:给予甲、丙两组喷洒___________________,给予乙、丁两组喷洒等量的蒸馏水。
步骤三:将四组番茄放置于__________的条件下培养,观察四组番茄的叶片颜色,并测量计算植株的平均株高;待成熟后计算坐果数量以及单果重量。
实验结果:如下表所示。
植株生长状况、产量记录表
组别 | 平均株高(cm) | 坐果数(个) | 叶片颜色 | 平均单果重(g) |
甲组 | 220.2 | 28.2 | 深绿 | 172.5 |
乙组 | 206.6 | 26.4 | 绿 | 156 |
丙组 | 222.8 | 27.6 | 深绿 | 170 |
丁组 | 218.8 | 25.8 | 绿 | 152.5 |
若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a,则当光合促进剂的浓度小于a时,番茄产量__________(填“会”“不会”或“不一定”)降低,因为______________________________。
(2)低温寒潮会造成农作物受灾,光合作用受低温影响较显著。科研人员用黄瓜研究低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响。
①选取黄瓜叶片,沿叶脉将叶片一分为二,在相同且适宜的条件下,分别测定叶片的光合作用强度。然后进行两种预处理:一半置于低温弱光下,一半置于__________下,在培养箱内处理6小时。之后,再次置于相同且适宜的条件下,测定光合作用强度,结果如上图。该实验能得出的结论是______________________________。
②为进一步探究上述两种预处理对光合作用强度影响的原因,用ADP作为受体来测定NADPH生成速率的变化,结果如下表:
预处理 | 低温黑暗 | 低温弱光 | ||
实验前 | 实验后 | 实验前 | 实验后 | |
NADPH生成速率 | 100% | 85.1% | 100% | 55.8% |
实验结果表明,__________的预处理导致光反应减弱更显著,进一步影响暗反应中的__________过程,最终导致光合作用强度减弱较明显。