漂洗→卡宝品红 染色→制片 压片→镜检 拍照→核型 分析 请回答下列问题。
(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是 。 (2)实验过程中用1 mol·L-1 HCl解离的目的是 。
(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有 (填序号)。 ①双缩脲试剂 ②醋酸洋红液 ③龙胆紫溶液 ④秋水仙素溶液
(4)镜检时,应不断移动装片,以寻找处于 期且染色体 的细胞进行拍照。 (5)由上图核型分析结果,得出推论:中国水仙只开花不结实的原因是
。
(6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用 (填序号)作为实验材料进行显微观察。 ①花萼 ②花瓣 ③雌蕊 ④花药 ⑤花芽 答案:(8分)
(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛 (2)使组织细胞相互分离 (3)②③ (4)中 分散良好 (5)中国水仙是三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖细胞 (6)④
解析:本题主要考查观察植物细胞有丝分裂的实验及三倍体不育原因的相关知识。(1)新生根尖的分生区细胞分裂旺盛,所以常用来作为观察植物细胞染色体的实验材料。(2)实验中用1mol·L-1HCl解离的目的是破坏细胞之间的物质,从而使组织细胞相互分离。(3)实验中采用卡宝品红染色剂是为了使染色体着色,醋酸洋红液和龙胆紫溶液都能使染色体着色。(4)处于有丝分裂中期的细胞,其染色体形态和数目特别清晰,所以常选择该时期染色体分散良好的细胞进行观察并拍照。(5)由题图可以看出中国水仙是三倍体植物,其减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常的生殖细胞,所以只开花不结实。(6)为了验证中国水仙只开花不结实是由于减数分裂产生配子时染色体联会紊乱导致的,可直接观察中国水仙生殖细胞的染色体形态,即优先选用花药作为实验材料进行显微观察。
30.(2015江苏单科,30)(7分)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍,是一种严重的单基因遗传病,称为苯丙酮尿症(PKU),正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用A、a表示)。图1是某患者的家族系谱图,其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3及胎儿Ⅲ1(羊水细胞)的DNA经限制酶MspⅠ消化,产生不同的片段(kb表示千碱基对),经电泳后用苯丙氨酸羟化酶cDNA探针杂交,结果见图2。请回答下列问题。
(1)Ⅰ1、Ⅱ1的基因型分别为 。
(2)依据cDNA探针杂交结果,胎儿Ⅲ1的基因型是 。Ⅲ1长大后,若与正常异性婚配,生一个正常孩子的概率为 。
(3)若Ⅱ2和Ⅱ3生的第2个孩子表型正常,长大后与正常异性婚配,生下PKU患者的概率是正常人群中男女婚配生下PKU患者的 倍。
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(4)已知人类红绿色盲症是伴X染色体隐性遗传病(致病基因用b表示),Ⅱ2和Ⅱ3色觉正常,Ⅲ1是红绿色盲患者,则Ⅲ1两对基因的基因型是 。若Ⅱ2和Ⅱ3再生一正常女孩,长大后与正常男性婚配,生一个红绿色盲且为PKU患者的概率为 。 答案:(7分)
(1)Aa、aa (2)Aa 279/280 (3)46.67 (4)AaXbY 1/3 360 解析:本题考查人类遗传病的分析及检测。
(1)Ⅰ1和Ⅰ2表现正常,其女儿Ⅱ1患病,说明该病为常染色体隐性遗传。Ⅰ1的基因型为Aa,Ⅱ1的基因型为aa。
(2)从cDNA探针杂交结果可知,Ⅱ1(aa)的泳带为一条,而Ⅲ1的泳带有两条,所以胎儿Ⅲ1的基因型为Aa。Ⅲ1
与正常异性(是致病基因携带者的概率为1/70)婚配生一个正常孩子的概率为:1-1/4×1/70=279/280。
(3)若Ⅱ2和Ⅱ3生的第2个孩子表现正常,其基因型为1/3AA、2/3Aa,与正常异性(1/70Aa、69/70AA)婚配,生下PKU患者的概率为:2/3×1/70×1/4=1/420。正常人群中男女婚配生下PKU患者的概率为:1/70×1/70×1/4=1/19600。所以第2个孩子与正常异性婚配后生下PKU患者的概率是正常人群中男女婚配生下PKU患者的(1/420÷1/19600=46.67)倍。
(4)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病。Ⅱ2和Ⅱ3色觉正常,而Ⅲ1是红绿色盲患者,则Ⅲ1关于色盲的基因型为XbY,其两对基因的基因型就是AaXbY。先只考虑PKU这种病,Ⅱ2和Ⅱ3的正常女儿(1/3AA、2/3Aa)与一个正常男性(PKU致病基因携带者)婚配后,生下PKU患者的概率为:2/3×1/4×1/70=1/420;再考虑红绿色盲,Ⅱ2和Ⅱ3的正常女儿为色盲基因携带者的概率为1/2,与正常男性婚配后,生下色盲患者的概率为:1/2×1/4=1/8。所以生一个红绿色盲且为PKU患者的概率为:1/420×1/8=1/3360。
31.(2015江苏单科,31)(8分)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题。
(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是 (填序号)。 ①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水
(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是
。
(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是 。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见右图)。图中降解圈大小与纤维素酶的 有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是 (填图中序号)。
(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4,在不同温度和pH条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果见下图,推测菌株 更适合用于人工瘤胃发酵,理由是
。
答案:(8分)
(1)③ (2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果 (3)避免培养基污染棉塞 (4)量与活性 ① (5)J4 发酵过程会产热和产酸,J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高 解析:本题考查微生物的培养。
(1)在样品稀释过程中需用到无菌水,涂布平板时需酒精灯、培养皿,都不需显微镜。
(2)筛选纤维素酶高产菌,采用稀释涂布法时菌液不易过多,否则菌体堆积,无法获得单菌落,影响分离效果。 (3)分装培养基时,若试管口黏附有培养基,盖棉塞时会黏附于棉塞上,易受到空气中微生物的污染,进而造成培养基污染。
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(4)纤维素与刚果红结合形成红色复合物,当纤维素酶高产菌分泌纤维素酶降解纤维素后,红色消失,从而使菌落周围出现透明圈。产生纤维素酶越多,活性越强,则分解的纤维素越多,产生的透明圈越大。据此可以看出,图中菌落①透明圈最大,降解纤维素能力最强。
(5)发酵过程,微生物细胞呼吸产热,温度较高并产生酸性物质如CO2或乳酸使pH降低。因此,耐高温、耐酸的菌株更适合用于人工瘤胃发酵。
32.(2015江苏单科,32)(9分)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图1是该方法所用的基因表达载体,图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B分别表示β-半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。请回答下列问题。
图1
图2
(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是 。
(2)图1中启动子是 酶识别和结合的部位,有了它才能启动目的基因的表达;氨芐青霉素抗性基因的作用是 。 (3)构建基因表达载体时必需的工具酶有 。
(4)β-半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达,可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部,其意义在于 。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链,且β-半乳糖苷酶被切成多个肽段,这是因为
。
(6)根据图2中胰岛素的结构,请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果是 ,理由是
。
答案:(9分)
(1)终止子
(2)RNA聚合 作为标记基因,将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来 (3)限制酶和DNA连接酶
(4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解
(5)β-半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸,而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸
(6)至少2个 两条肽链的一端各有一个游离的氨基,氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基
解析:本题考查基因工程及蛋白质的分子结构。(1)一个完整的基因表达载体主要包括目的基因、复制原点、启动子、终止子、标记基因等。图1中没有标注的基本结构是终止子。(2)启动子是基因中的一段DNA序列,是RNA聚合酶的结合位点,它启动目的基因的表达。氨苄青霉素抗性基因是标记基因,其作用是筛选含有重组质粒的大肠杆菌。(3)构建基因表达载体时要将目的基因连接在运载体上,所以必需的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(4)胰岛素是在大肠杆菌内生产的,将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部,可以防止胰岛素的A、B链被大肠杆菌体内的蛋白酶降解。(5)溴化氢能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,用溴化氢处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链,说明胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸。β-半乳糖苷酶被切成多个肽段,说明其中含多个甲硫氨酸。(6)从图2可以看出胰岛素分子由两条肽链组成,所以每个胰岛素分子至少含有两个游离氨基,因为两条肽链的一端各有一个游离的氨基,氨基酸的R基团中还可能含有游离的氨基。
33.(2015江苏单科,33)(8分)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针,与染色体上对应的DNA片段结合,从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题。
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(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示,DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的 键从而产生切口,随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下,以荧光标记的 为原料,合成荧光标记的DNA探针。
(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸,使DNA双链中 键断裂,形成单链。随后在降温复性过程中,探针的碱基按照 原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有 条荧光标记的DNA片段。
(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组,已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交,则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到 个荧光点;在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到 个荧光点。 答案:(8分)
(1)磷酸二酯 脱氧核苷酸 (2)氢 碱基互补配对 4 (3)6 2和4
解析:本题主要考查DNA结构及杂交相关知识。
(1)据图1可知DNA酶Ⅰ破坏了磷酸二酯键而产生切口,再在DNA聚合酶Ⅰ的作用下,用荧光标记的脱氧核苷酸为原料,合成含有荧光标记的特定序列的DNA探针。
(2)将探针和染色体煮沸使DNA变性,DNA双链之间的氢键被破坏,局部形成单链降温后,探针的单链按碱基互补配对原则与染色体上的特定序列的DNA片段形成杂交分子。因为每条染色单体上有一个DNA分子,即有两条链,与探针结合最多可形成含有荧光标记的两条DNA片段,所以图中染色体上最多有4条被荧光标记的DNA片段。
(3)因AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记,甲(AABB)与乙(AACC)杂交后,F1(AABC)中的染色体上会在3条染色体(分别存在于A、A、B中)上有荧光探针标记的位点。F1有丝分裂中期的细胞中,染色体上的DNA完成了半保留复制,有6条DNA片段与荧光标记的DNA探针杂交,可观察到6个荧光点。F1减数第一次分裂形成的两个细胞中,其中一个(AACC)会有2个带有荧光标记的探针位点,分别位于A、A中。另一个(AABB)会有4个带有荧光标记的探针,分别位于A、A、B、B中。
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