系中;对照组2:将正常人血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入到细胞系W的培养体系中。 7. DNA序列D能在基因A表达的转移酶作用下,从序列D所在染色体的某个位置转移到其他位置,或随机转移到其他染色体上。科研人员利用这一原理来构建稳定遗传的大豆突变体库。
(1)科研人员分别将序列D和基因A作为____________,插入含卡那霉素抗性基因的T-DNA上,利用农杆菌转化植物,筛选得到转D植株和转A植株。
(2)将得到的转D植株或转A植株自交,若某植株所结种子中具有卡那霉素抗性的占_________,则判断该植株为T-DNA单拷贝插入。继续种植具有卡那霉素抗性的种子,长成植株后进行自交,若某植株所结种子_________,可获得纯合的转D植株或转A植株。
(3)科研人员将纯合的转D植株与转A植株杂交,并根据转入两种植株中的DNA序列的差异,用PCR方法确定杂交是否成功,结果如下图所示。
据图可知,F1植株编号为______的杂交组是杂交成功的,分析其他杂交组杂交不成功的原因是_______。 (4)对杂交成功的所有F1植株进行序列D检测,发现其位置均没有发生转移,推测序列D的转移只发生在_________(填“体细胞”或“配子”)中,按照这种推测,如果让杂交成功的F1植株自交,理论上F2植株中序列D发生了位置转移的最多可占_________。
(5)序列D随机转移会导致被插入基因发生突变,从而可以在F2植株中筛选得到多种突变体。让F2植株自交,应在F3中筛选出序列D和基因A为_________的植株用作构建突变体库,原因是这种植株_________。 【答案】 (1). 目的基因 (2). 3/4 (3). 全部具有卡那霉素抗性 (4). 3~5、7~9、11 (5). 作为母本的花在去雄前就已经完成了自花受粉 (6). 配子 (7). 7/16 (8). 没有基因A且序列D纯合 (9). 没有基因A不会发生新的序列D位置转移,序列D纯合使突变性状能稳定遗传 【试题分析】 【解析】
本题以构建稳定遗传的大豆突变体库为媒介设置新的情境,考查基因工程、基因分离定律和基因自由组合定律的应用等相关知识。需要考生熟练掌握所学知识,根据从题干中提取的有效信息,将转基因生物的遗传与遗传定律结合起来,对各小题进行分析作答。
(1)可分别将序列D和基因A作为目的基因,插入含卡那霉素抗性基因的T-DNA上,再利用农杆菌转化植物,筛选得到转D植株和转A植株。
(2)根据(1)小题可知,T-DNA上含有卡那霉素抗性基因,若将T-DNA单拷贝插入植物的染色体上,则
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该转D植株或转A植株相当于关于卡那霉素抗性基因的杂合子,其自交所结种子中具有卡那霉素抗性的占3/4;继续种植具有卡那霉素抗性的种子,长成植株后进行自交,若某植株所结种子全部具有卡那霉素抗性,可获得纯合的转D植株或转A植株。
(3)将纯合的转D植株与转A植株杂交,F1植株中应同时含有序列D和基因A。据图可知,F1中编号为3~5、7~9、11的植株同时含有序列D和基因A,说明这些植株的杂交组是杂交成功的;其他杂交组(6、10)或者只含序列D,或者只含基因A,杂交不成功的原因可能是作为母本的花在去雄前就已经完成了自花受粉。 (4)已知序列D能在基因A表达的转移酶作用下,从序列D所在染色体的某个位置转移到其他位置,或随机转移到其他染色体上。而对杂交成功的所有F1植株进行序列D检测,发现其位置均没有发生转移,可推测序列D的转移只发生在配子中;按照这种推测,杂交成功的F1植株(同时含有序列D和基因A)产生的配子中序列D发生了位置转移的配子(同时含有序列D和基因A)最多占1/4,则序列D没有发生位置转移的配子占3/4。如果让杂交成功的F1植株自交,理论上F2植株中序列D发生了位置转移的最多可占1-3/4×3/4=7/16。
(5)序列D随机转移会导致被插入基因发生突变,从而可以在F2植株中筛选得到多种突变体。由于没有基因A不会发生新的序列D位置转移,序列D纯合使突变性状能稳定遗传,所以让F2植株自交,应在F3中筛选出没有基因A且序列D纯合的植株用作构建突变体库。
8. 一些哺乳动物在入冬前要大量进食,这些食物可在体内转变为脂肪。
(1)脂肪是细胞内良好的_________物质,在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在,可推测包裹脂滴的是外被蛋白和_________单分子层。
(2)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有U蛋白,使得H可以通过U蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中_________能所占比例明显增大。
(3)科研人员对冬眠动物在寒冷环境中棕色脂肪组织的变化进行了实验研究,结果如下图所示。
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据上述结果分析,寒冷环境诱导棕色脂肪细胞数量_______,动物由冬眠状态转为清醒状态时,_____________________________迅速升高,_________量迅速增加,使体温迅速恢复到正常水平。 (4)机体内,棕色脂肪细胞间含有丰富的交感神经末梢,交感神经兴奋后分泌的去甲肾上腺素能提高代谢率。科研人员用大鼠进行实验研究,结果如下图所示。
结果表明,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是:________________。寒冷刺激后注射去甲肾上腺素诱导的机体产热显著强于寒冷刺激前,请你提出一种可能的作用机制解释此现象:________________________________________。
【答案】 (1). 储能 (2). 磷脂 (3). 热 (4). 增加 (5). 棕色脂肪细胞活性 (6). 产热 (7). 由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主 (8). 棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞,寒冷刺激前,动物体内棕色脂肪含量有限,寒冷刺激使棕色脂肪细胞的数量增加,寒冷刺激后再注................射去甲肾上腺素的效果明显(或寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加;寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强) 【试题分析】 【解析】
本题结合对冬眠动物在寒冷环境中棕色脂肪组织的变化进行的实验研究,考查了脂肪的作用、动物的体温调节、有氧呼吸过程中的能量变化,以及对相关实验的分析能力。需要考生从题图和题干中获取有效信息,结合题意梳理所学知识,对各小题进行分析作答。
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(1)脂肪是细胞内良好的储能物质,在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在,由于脂肪属于疏水性物质,所以可推测包裹脂滴的是由磷脂单分子层(磷脂疏水的尾部朝向内,亲水的头部朝向外侧)脂滴相关蛋白(与脂滴的生成、转运和降解有关)组成的膜。
(2)已知棕色脂肪细胞中H+可以通过U蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。而且细胞呼吸过程中氧化分解有机物释放的能量一部分以热能形式散失,另一部分用于合成ATP。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增大。
(3)据图示结果分析可知,寒冷环境诱导棕色脂肪细胞数量增加;动物由冬眠状态转为清醒状态时,棕色脂肪细胞活性迅速升高,产热量迅速增加,使体温迅速恢复到正常水平。
(4)据图示结果分析可知,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主;寒冷刺激后注射去甲肾上腺素诱导的机体产热显著强于寒冷刺激前,可能的作用机制是棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞,寒冷刺激前,动物体内棕色脂肪含量有限,寒冷刺激使棕色脂肪细胞的数量增加,寒冷刺激后再注射去甲肾上腺素的效果明显(或寒冷................刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加;寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强)。
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