在2004年12月26日发生的印度洋地震海啸灾难中,死亡人数已达到15万,为了帮助辨别遇难者身份,我国政府派出了DNA鉴定专家组到泰国为遇难遗体做法医病理检验。下列是一组法医检验DNA时常用到的生物技术或物质:
(1)PCR技术是把某一DNA片段在体外酶的作用下,合成许多相同片段的一种方法,利用它能迅速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段;
(2)限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切,不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切以选择目的基因或DNA片段;
(3)电泳技术则是在外电场作用下,利用分子携带电荷不同,把待测分子的混合物放在一定介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术,利用它能分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质,也可用作亲子法学鉴定。
请阅读上述内容并回答下列问题:
(1)
PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,是依据什么原理?________;利用PCR技术扩增DNA片段时用到的“体外酶”通常是指什么酶?________。
(2)
电泳过程中分子的迁移率除与本身所带电荷的多少有关以外,你认为还受什么因素影响?(至少列出一种)________。
(3)
如果将含有2条多肽链共48个氨基酸的蛋白质进行彻底的水解,然后再将得到的氨基酸混合物进行电泳,结果如下图1所示。则可推知该蛋白质由________种氨基酸构成,该蛋白质水解时需要的水分子数是________。
(4)
由于每个人的DNA条带(经电泳后)分布图是独一无二的,因此“DNA指纹法”可帮助进行亲子鉴定或帮助司法部门进行案件侦破。如果取某小孩和其母亲、以及另外四位待测男性的DNA,经合适的酶处理以后得到若干DNA片段,再经电泳以后得到“DNA指纹图谱”如上图2所示,请分析:四位男性中谁最可能是该小孩的生物学父亲?________。
(5)
现以3种不同的限制性内切酶对6.2 kb大小的线状DNA进行剪切后,用凝胶电泳分离各DNA片段,实验结果图3所示。请问:3种不同的限制性内切酶在此DNA片段上相应切点的位置是________。(请从下列各项中选择)
PCR技术是一项在短时间内可将DNA分子迅速扩增的方法。它的基本原理与细胞内DNA分子的复制类似。下面是PCR的反应体系及反应条件,请据此回答:
请指出DNA分子复制所需的条件是:________、________、________和________。与细胞核中DNA分子复制相比,95℃条件下变性30 s的目的是:________。反应体系中的缓冲液相当于细胞中的________。
如果有反应体系中加入模板DNA分子100个,则经过30个循环后,DNA分子的数量将达到________个。
PCR技术是把某一DNA片段在体外酶的作用下,合成许许多多相同片段的一种方法,利用它能快速而特异的扩增任何要求的目的或DNA分子片段;电泳技术则是在外电场作用下,利用分子携带的净电荷不同,把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术,利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质和作亲子法学鉴定。下图中1~4是电泳装置及相应电泳结果。
请回答:
电泳与叶绿体色素分离采用的纸层析法比较,后者使用的介质是________。电泳过程中分子的迁移速率除与本身所带净电荷的多少有关外,你认为还受什么因素影响(至少列出一种)?________。
PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,是依据什么原理?________。
图3是把含有21个氨基酸的多肽进行水解,得到的氨基酸混合物进行电泳的结果,故可推知该多肽是由________种氨基酸构成的。
图4通过提取某小孩和其母亲,以及待测定四位男性的DNA,分别由酶处理后,生成含有若干DNA片段,并已进行扩增得到的混合物,然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱,请分析:谁是该小孩真正生物学上的父亲?为什么?
下面甲图中DNA决定某一多肽链中的酪氨酸和丙氨酸过程示意图,乙图示样品DNA经PCR技术(聚合酶链式反应)扩增,可以获取大量DNA克隆分子。分析回答:
甲图中含有________种核苷酸;丙氨酸的遗传密码子是________。该图表示了DNA中遗传信息的
________过程。
有一种贫血症是血红蛋白分子的一条多肽链上,一个酪氨酸被一个苯丙氨酸所替代造成的。此种贫血症的根本原因是________,即________发生了改变。
乙图的“PCR”与人体内的DNA复制相比有何特殊之处?________。
现在要通过“PCR”得到甲图中DNA片段的1024个克隆片段,则至少要向试管中加入
________个腺嘌呤脱氧核苷酸。
聚合酶链式反应(PCR技术)是在实验室中以少量样品DNA制备大量DNA的生化技术,反应系统中包括微量样品DNA、DNA聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP等。反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板,故DNA数以指数方式扩增,其简要过程如图所示。
某个DNA样品有1000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链上碱基A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4,则经过PCR仪五次循环后,将产生________个DNA分子,其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是________个。
分别以不同生物的DNA样品为模板合成的各个新DNA之间存在差异,这些差异是________。
请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处:
①________。
②________。
③________。
将培养在完全营养液中的某观赏花卉幼苗分成两组,分别置于0℃和16℃条件下培养,然后测定其根吸收水分和矿质元素的量,结果如图所示,请根据图回答:
上述结果表明,16℃时根吸收水分增加主要是________增强引起的。
当向培养液中通入充足空气时,根吸收镁和铵的量增加。说明根吸收矿质元素与________密切相关,其主要吸收方式是________。
根据上述现象可以得出的结论是:根吸收矿质元素与吸收水分是________。
利用植物组织培养的方法可快速、大量繁殖此植物。在培养过程中,取该植物的花芽并将其分别培养在含有不同比例吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中,花芽生长状况如下表所示:
在此过程中能实现脱分化的花芽是________组。从实验结果可以看出,能诱导新的花芽形成的条件是________。上述实验结果说明,在植物组织培养过程中,诱导芽和根形成的关键是________。在生产实践中,欲快速、大量获得此植物的花芽,可选用________组的培养基进行扩大生产。
石刀板是一种名贵蔬菜,为XY型性别决定雌、雄异株植物。野生型石刀板叶窄,产量低。在某野生种群中,发现生长着少数几株阔叶石刀板(突变型),雌株、雄株均有,雄株的产量高于雌株。
要大面积扩大种植突变型石刀板,可用________来大量繁殖。有人认为阔叶突变型株是具有杂种优势或具有多倍体的特点的故。请你设计一个简单实验来鉴定突变型的出现是基因突变所致,还是染色体组加倍所致?
若已证实阔叶为基因突变所致,有两种可能:一是显性突变。二是隐性突变,请你设计一个简单实验方案加以判定(要求写出杂交组合,杂交结果,得出结论)
野生石刀板生种群历经百年,窄叶基因频率由98%变为10%,则石刀板是否已发生了生物的进化,为什么?
有科学家进行了小球藻和衣藻的细胞融合实验(图示如下),据图回答有关问题:
融合前要用________处理细胞,使小球藻和衣藻变成原生质体,融合后的原生质体在变成杂交细胞的过程中,与之直接相关的细胞器是________。
植物体细胞杂交在作物育种中的意义主要是________。
小球藻和衣藻都是单细胞绿藻,有人做了下列实验:
在相同的完全培养液中,以图中的装置(a)、(b)和(c)分别培养小球藻(开始时,B、C、F中小球藻数目相同。A、D、E中酵母菌、乳酸菌数目及糖水浓度相同),将三个装置都放在适宜条件下,一段时间后,观察其中的变化。
在一段时间内装置(b)、(c)中小球藻的数目变化情况如上图,请在图中绘出装置(a)中小球藻的数目变化的曲线,并分析原因________。
乳酸菌和酵母菌的基因结构有何差异________,小球藻和乳酸菌的代谢类型分别是________。
病毒性肝炎是世界上最流行的传染病之一,已确认的肝炎病毒有5种,其中以乙型肝炎危害最大,携带者估计达2亿人。乙肝疫苗成为研究热点。研究人员进行了如图所示工作,分别并回答下列问题:
图中的A为________
重组DNA在酵母菌和仓鼠细胞内表达出乙肝表面抗原都必须经过________两个过程。
酵母菌发酵时应注意严格控制________等发酵条件。
在培养仓鼠等动物细胞的过程中,为了使培养的细胞分散开来,那么可使用________对它进行处理。
当乙肝疫苗进入人体后,可刺激体内B细胞增殖分化为________。