题目内容
【题目】2019年非洲猪瘟导致大量生猪死亡,造成重大经济损失,为了尽快恢复生猪养殖,加快猪仔的供应,采用了图示现代生物技术,为防止早期胚胎细胞异常凋亡,导入细胞调亡抑制基因Bcl-2,请回答下列问题:
(1)①过程需要对母猪注射____________激素,②过程体外受精前需要对精子进行____________处理,卵母细胞需要发育到____________期,才具备与精子受精的能力。⑤过程将获得的早期胚胎移植到经过____________处理的受体母猪子宫内。
(2)利用PCR技术扩增获得Bcl-2基因时,在第____________次循环结束后即可出现两条链等长的目的基因片段。④过程需要用到限制酶和DNA连接酶,两种酶作用的化学键____________(填“相同”或“不相同”)。
(3)基因表达载体导入受精卵常用____________法。用____________做探针,检测Bcl-2基因在受精卵中是否转录出mRNA。
【答案】促性腺 获能 减数第二次分裂中 同期发情 3 相同 显微注射 放射性同位素标记的含目的基因(Bcl-2基因)的DNA片段
【解析】
图示为利用转基因技术、体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术培育转基因猪仔的过程,其中①过程为卵母细胞和精子的采集,②过程为体外受精过程,③为载体,④过程为基因表达载体的构建,⑤过程为胚胎移植,⑥过程为妊娠过程。
(1)①过程包括卵母细胞的采集,需要对母猪注射促性腺激素,使其排出更多的卵子;②过程体外受精前需要对精子进行获能处理,即利用培养法或化学诱导法使其获得受精能力,卵母细胞需要发育到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力。⑤过程将获得的早期胚胎移植到经过同期发情处理的受体母猪子宫内。
(2)根据DNA的半保留复制,利用PCR技术扩增获得Bcl-2基因时,在第3次循环结束后即可出现两条链等长的目的基因片段。④过程构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶,二者都作用于磷酸二酯键。
(3)基因表达载体导入受精卵常用显微注射法,检测目的基因是否在受体细胞中表达采用分子杂交技术,可用放射性同位素标记的含目的基因(Bcl-2基因)的DNA片段做探针,检测Bcl-2基因在受精卵中是否转录出mRNA。
【题目】番茄植株不耐高温,其生长发育适宜温度及光照分别为15~32℃,500~800μmol·m-2s-1。我国北方日光温室夏季栽培生产过程中常遭遇35℃亚高温并伴有强光辐射的环境,会造成作物减产。
(1)PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,具有吸收、传递、转化光能的作用。
图1
如图1所示PSII中的色素吸收光能后,一方面将H2O分解为_________和H+,同时产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,H+_________(填写顺或逆)浓度梯度转运提供能量,促进ADP和Pi合成ATP。光反应过程实现了能量由光能转换为活跃化学能的过程。
(2)为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表。
| 温度(℃) | 光照强度(μmol·m-2s-1) | 净光合速率(μmol·m-2s-1) | 气孔导度(mmol·m-2s-1) | 胞间CO2浓度(ppm) | Rubisco活性(U·ml-1) |
对照组(CK) | 25 | 500 | 12.1 | 114.2 | 308 | 189 |
亚高温高光组(HH) | 35 | 1000 | 1.8 | 31.2 | 448 | 61 |
从表中数据可见亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,请说出理由_________。Rubisco是催化图1中过程②_________的关键酶,该酶活性的下降导致②速率下降,光反应产物NADPH([H])和ATP在细胞中的含量__________(填写增加、降低或不变),进而引起光能的转化效率降低,而此时强光下植物吸收的光能已经是过剩光能了,从而对植物产生危害。
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSII复合物的组成部分,对维持PSII的结构和功能起重要作用,已有研究表明,在高温高光下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究。
①利用番茄植株进行了三组实验,①组的处理同(2)中的CK,③组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光(HH)下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如下图:
图2
请写出②组的处理:_________。根据实验结果分析植物如何缓解亚高温高光对光合作用的抑制的。_________
②Deg蛋白酶位于类囊体腔侧,主要负责受损D1蛋白的降解,如果抑制Deg蛋白酶的活性,请你预测在亚高温高光下番茄光合作用受抑制程度并说明理由:____________。